Nadszedł czas, aby zastosować alternatywy paliwowe
Nadchodzą nowe przepisy, które będą dotyczyć dużych celów, takich jak Net Zero Carbon, a także przyrostowe aktualizacje, które napędzają zmiany w czasie. Na przykład w Wielkiej Brytanii wprowadzono środki mające na celu ograniczenie stosowania terenowego „czerwonego” oleju napędowego (odpowiedzialnego za wysoką emisję NOx i PM10) w kilku sektorach, w tym w budownictwiu.1
Zmiany te dają przedsiębiorstwom możliwość dokładniejszego przyjrzenia się wyborowi paliwa i zastanowienia się, które opcje umożliwiają im zachowanie zgodności z przepisami i oszczędności. W tym artykule przyjrzymy się alternatywom czystszego spalania, które przyciągają ich uwagę, koncentrując się na biopaliwach płynnych.
Obecnie najczęściej stosowanymi alternatywami paliwowymi są biopaliwa, takie jak bioetanol do silników benzynowych i biodiesel do silników wysokoprężnych. Mogą one być stosowane jako składnik standardowych paliw, zwykle stanowiących od 5 do 30% całkowitej objętości (w zależności od wymogów prawnych) lub mogą być stosowane jako jedyne paliwo.
Bioetanol może być stosowany w postaci alkoholu, który pochodzi ze sfermentowanego cukru lub skrobi. Można go również przekształcić w ETBE (eter etylo-tert-butylowy), co poprawia jego zdolność spalania i poprawia kompatybilność z rurociągami i silnikami w porównaniu z etanolem.
Z drugiej strony biodiesel składa się z estrów kwasów tłuszczowych, które są uzyskiwane przez reakcję tłuszczu roślinnego lub zwierzęcego z alkoholem w celu uzyskania właściwości zbliżonych do oleju napędowego. Możliwe jest również hydroobróbka takich olejów i tłuszczów w celu uzyskania wodorozcieńczonego oleju roślinnego (HVO), alternatywnego rozwiązania paliwowego, które w pełni spełnia wymagania obowiązku paliw transportowych odnawialnych (RTFO) i dlatego może być stosowane jako paliwo 100% spadkowe.2
Trzy generacje innowacji
Biopaliwa pierwszej generacji produkowane są z surowców jadalnych, takich jak buraki, kukurydza, pszenica i trzcina cukrowa do bioetanol lub rzepak słonecznikowy soja i palma do biodiesla. Minusem tych jadalnych surowców jest to, że są one również potrzebne do zaopatrzenia w żywność. Obawy te doprowadziły do opracowania biopaliw drugiej generacji z niejadalnych surowców, takich jak biomasa lignocelulozowa i pozostałości odpadów roślinnych.
Niedawno widzieliśmy pojawienie się biopaliw trzeciej generacji. Mogą one być wytwarzane z glonów — mikroorganizmów, które przekształcają światło słoneczne, wodę i dwutlenek węgla w energię poprzez fotosyntezę.
Jedną z wielkich zalet glonów jest to, że wymagają one niewielkiego nakładu, aby uzyskać wydajność produkcyjną ponad 30 razy więcej energii na akr niż można osiągnąć w przypadku upraw biopaliw drugiej generacji. Nie wspominając już o tym, że marnotrawstwo żywności jest teraz w centrum uwagi. Być może przeczytałeś jeden lub dwa posty na blogu o przekształcaniu zużytego tłuszczu chipowego w olej roślinny oczyszczony z wodorami (HVO), ale jak dotąd nadal poszukiwano wiarygodnego, spójnego źródła surowców pochodzących z etycznego źródła.
Pokonywanie wyzwań
Każda alternatywa paliwa ma swoje unikalne cechy, które można dostosować. Na przykład bioetanol może zanieczyszczać olej silnikowy poprzez rozcieńczanie bioetanolem podczas pracy silnika. Obniża to zdolność oleju do ochrony silnika przed wysokim tarciem, zużyciem, korozją i osadem, co z kolei może prowadzić do awarii silnika. Ponadto dodanie bioetanolu do benzyny zmienia jego właściwości, powodując korozję wtryskiwacza paliwa i elektrycznej pompy paliwa lub problemy z uruchomieniem silnika w zimnych warunkach pogodowych.3
Tymczasem biodiesel może powodować zablokowanie filtra paliwa i pozostawiać wewnętrzne i zewnętrzne osady na wtryskiwaczu, prowadząc również do problemów z zimnym rozruchem. Na szczęście na rynku dostępnych jest wiele rozwiązań w zakresie oleju silnikowego i dodatków paliwowych, które mają na celu złagodzenie tych skutków.
Rozwiązania, na które należy zwrócić uwagę na wielofunkcyjne pakiety dodatków zawierające dodatki do kontroli osadów, przeznaczone do ochrony pomp paliwa, przewodów i wtryskiwaczy pojazdów przed gromadzeniem się.
- Opakowania olejów silnikowych i wysokiej jakości oleje bazowe chroniące silnik przed tarciem, zużyciem, korozją i osadami.} Kulki zeolitowe wspomagające proces suszenia podczas produkcji wodoru.
Uprawa możliwości
Gdzie leżą teraz możliwości rozwoju biopaliw? Jeśli chodzi o bioetanol, Brazylia utrzymuje swoją pozycję jako globalnego źródła surowca z trzciny cukrowej, podczas gdy Chiny i Indie są dwoma kluczowymi rynkami wzrostu, których eksperci będą szukać w najbliższej perspektywie.4 Tymczasem zwiększenie produkcji HVO w Singapurze i Stanach Zjednoczonych ma stanowić ponad połowę przewidywanego wzrostu produkcji biodiesla.5
Inne paliwa alternatywne
Inne paliwa spalające się: 26} • Skroplony gaz ziemny (LNG), który jest znany z zastosowań w transporcie motoryzacyjnym i zyskuje na popularności w branżach takich jak żegluga — zawartość siarki w wysokości 0% jest w pełni zgodna z limitem siarki z 2020 r. ustanowionym przez Międzynarodową Organizację Morską (IMO) .7
• Wodór jest również uważany za czyste paliwo, ponieważ emituje wodę, ale nie emituje CO2 podczas spalania. W związku z tym jest przydatny w silnikach spalinowych, a także w ogniwach paliwowych stosowanych w pojazdach elektrycznych. Wyzwaniem jest utrzymanie jej dostępności, dlatego innowatorzy szukają sposobów umożliwiania przechowywania na pokładzie pojazdów i zastanawiają się, jak stworzyć odpowiednią sieć zasilania paliwem.
1. https://www.gov.uk/government/publications/reform-of-red-diesel-entitlements/reform-of-red-diesel-and-other-rebated-fuels-entitlement2. https://www.ifpenergiesnouvelles.com/issues-and-foresight/decoding-keys/renewable-energies/what-future-biofuels3
.
Food Technol Biotechnol. 2018 wrzesień; 56 (3): 289—311 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC62330104. https://www.iea.org/reports/renewables-2020/transport-biofuels5 .
Tamże.