duimnael|250px|Hierdie bus gebruik biodiesel wat uit sojabone vervaardig word.
Biodiesel is 'n dieselbrandstof wat in die meeste bestaande dieselenjins gebruik kan word sonder om die enjins te verander. Dié diesel word gewoonlik uit plantaardige olies vervaardig. Hierdie artikel bespreek hoofsaaklik sulke dieselbrandstowwe wat vanuit plantaardige olies of dierevette deur middel van transesterifikasie vervaardig word.
Biodiesel is bio-afbreekbaar en is nie giftig nie. Gewoonlik veroorsaak biodiesel omtrent 60% minder koolstofdioksied by verbranding as ander diesel wat van petroleum gemaak word. Dít is omdat biodiesel sélf van atmosferiese koolstofdioksied gemaak word tydens die proses van fotosintese in plante.
Sommige motorvervaardigers is positief oor die gebruik van biodiesel, omdat dit die enjin minder beskadig as gewone brandstof.
Vandag se infrastruktuur maak dit moontlik om biodiesel wyd beskikbaar te stel, en die verbruik en vervaardiging van hierdie brandstof is besig om vinnig toe te neem. Vulstasies maak biodiesel ál hoe geredeliker beskikbaar vir verbruikers, en 'n toenemende aantal vervoerstelsels gebruik reeds biodiesel as 'n byvoeging tot hul konvensionele diesel. Biodiesel is gewoonlik duurder as gewone petroleumdiesel, maar daar word verwag dat dit veel goedkoper sal word as gevolg van die stygende fossielbrandstofpryse en regeringsubsidies en die ekonomie van skaal in die vervaardiging daarvan.
Beskrywing duimnael|250px|'n Biodieselmonster Biodiesel is 'n vloeistof wat van kleur kan wissel (tussen goud en donker bruin) na gelang van die voermateriaal wat gebruik is tydens vervaardiging. Dit is so te sê onoplosbaar in water en het 'n hoë kookpunt en lae dampdruk. Tipiese metielester biodiesel het 'n flitspunt van ongeveer 150 °C wat dit nie geredelik vlambaar maak nie. Biodiesel het 'n digtheid van ongeveer 0.88 g/cm2, wat laer is as dié van water. Biodiesel wat nie met reagense besoedel is nie kan as nie-giftig beskou word.
Biodiesel het 'n viskositeit (vloeibaarheid) soortgelyk aan dié van petroleumdiesel. Dit kan gebruik word as 'n bymiddel in die formulering van diesel om die smering van suiwer ultra-lae swaeldiesel te verbeter. In groot dele van die wêreld word die hoeveelheid biodiesel in 'n mengsel aangedui deur 'n "B"-faktor. 'n Brandstof wat 20% biodiesel bevat sal as B20 aangedui word. 'n Suiwer biodiesel word na verwys as B100. Biodiesel is 'n hernubare brandstof wat vervaardig kan word vanuit alge, plantaardige olies of dierevette. Dit is 'n veilige, bioafbreekbare brandstof wat lugbesoedeling kan verminder ten opsigte van partikels, koolstofmonoksied en koolwaterstowwe.
'n 20% Versnit van biodiesel met 80% petroleumdiesel (B20) kan gewoonlik in onveranderde dieselenjins gebruik word. Dit kan ook in suiwer vorm (B100) gebruik word in onveranderde enjins, maar daar word gewoonlik aanbeveel dat verstellings gedoen word om onderhouds- en werkverrigtingsprobleme te vermy.
Biodiesel het ongeveer 5-8% minder energiedigtheid. Die vollediger verbranding maak dat die energie-uitset slegs sowat 2% minder of sowat 35 MJ/L is.
Geskiedenis Transesterifikasie van plantaardige olies is al so vroeg as 1853 deur die wetenskaplike Patrick Duffy uitgevoer, baie jare voordat die eerste dieselenjins uitgevind is.Patrick Duffy: XXV. On the constitution of stearine. In: Quarterly Journal of the Chemical Society of London. 5, 1853, p. 303, Die uitvinder van die dieselenjin, Rudolf Diesel, het ook stellings gemaak dat plantaardige olies 'n groot rol sou speel as brandstof vir die dieselenjin.
Tydens die 1920's het dieselenjinvervaardigers hul enjins aangepas om die laer viskositeit van petroleumdiesel ('n fossielbrandstof) te benut, eerder as om plantaardige olies ('n biomassabrandstof) te brand. Dié brandstof was baie goedkoper as biomassa-alternatiewe. Ten spyte van die wydverspreide gebruik en gewildheid van dieselbrandstowwe wat uit ru-olie vervaardig is, was daar steeds heelwat belangstelling in verskeie lande tydens die 1920's en die 1930's en later ook tydens die Tweede Wêreldoorlog.
België, Frankryk, Italië, die Verenigde Koninkryk, Portugal, Duitsland, Brasilië, Argentinië, Japan en China het almal berig dat hulle toetse op plantaardige olies as dieselbrandstof in dié tydperk gedoen het. Verskeie bedryfsprobleme is waargeneem wat hoofsaaklik te wyte is aan die hoë viskositeit van plantaardige olies wat 'n lae atomisasie van die brandstof tot gevolg gehad het, met die gevolglike vorming van neerslae op die inspuiters, verbrandingskamer en kleppe. Pogings om die probleme te oorkom het die verhitting van die olie, vermenging met petroleumdiesel of etanol, pirolise en die kraking van die olies ingesluit.
Op 31 Augustus 1937 is 'n patent aan G. Chavanne, wat verbonde was aan die Universiteit van Brussel (België), toegeken vir 'n metode om plantaardige olies om te skakel vir gebruik as brandstof (Belgiese patent 422 877). Die patent het die alkoholise (ook verwys na as transesterifikasie) van plantaardige olies beskryf, deur gebruik te maak van metanol en etanol om die gliserol in die verbinding met korter lineêre alkohole te vervang en sodoende vetsure van gliserol te skei. Dit wil voorkom asof dit die eerste aantekening was van wat deesdae algemeen as "biodiesel" bekend staan.
Navorsing oor die gebruik van veresterde sonneblomolie en die verwerking daarvan na dieselbrandstof is in 1979 in Suid-Afrika gedoen. In 1983 is die proses vir die vervaardiging van brandstofgehalte, enjingetoetste biodiesel voltooi en internasionaal gepubliseer.SAE Technical Paper series no. 831356. SAE International Off Highway Meeting, Milwaukee, Wisconsin, USA, 1983 'n Oostenrykse maatskappy, genaamd Gaskoks, het die tegnologie van Suid-Afrikaanse landbouïngenieurs verkry en 'n loodsaanleg in November 1987 opgerig en daarna 'n nywerheidskaalaanleg in April 1989 (met 'n kapasiteit van 30 000 ton raapsaad per jaar).
Gedurende die 1990's is verskeie aanlegte in Europese lande (die Tsjeggiese Republiek, Duitsland en Swede) opgerig. Frankryk het ook die plaaslike vervaardiging van biodiesel vanuit raapsaadolie geloods. Renault, Peugeot en ander vervaardigers het sekere vragmotorenjins gesertifiseer om petroleum/biodieselmengsels te kan gebruik. Verskeie lande in ander wêrelddele het ook plaaslike produksie van biodiesel in die tydperk begin; die Oostenrykse Biobrandstofinstituut het 21 lande geïdentifiseer met kommersiële biodieselprojekte. 100% Biodiesel is ook nou by baie gewone vulstasies regoor Europa beskikbaar.
In September 2005 het Minnesota die eerste deelstaat in die VSA geword met die vereiste dat alle dieselbrandstof in die staat ten minste 2% biodiesel moet bevat. Minnesota regulasies ten opsigte van biodieselinhoud
Tegniese standaarde Die algemene internasionale standaard vir biodiesel is EN 14214. Daar bestaan ook verdere nasionale spesifikasies. ASTM D 6751 is die mees algemene standaard waarna in die V.S.A en Kanada verwys word. Daar bestaan standaarde vir drie verskillende biodieselvariëteite na gelang van watter olies hulle uit vervaardig is.
RME (raapsaad metielester, volgens DIN E 51606) PME (plantaardige metielester, vir suiwer plantaardige produkte, volgens DIN E 51606) FME (vet metielester, vir plantaardige en diereprodukte, volgens DIN V 51606)
Die standaarde verseker dat daar voldoen word aan die volgende belangrike faktore in die vervaardigingsproses: Volledige reaksie Verwydering van gliserien Verwydering van katalisator Verwydering van alkohol Afwesigheid van vetsure Lae swael-inhoud
Basiese toetse wat in die bedryf gedoen word om te bepaal of produkte aan die standaarde voldoen sluit tipies gas-chromatografie in, 'n toets wat slegs die belangrikste eienskappe hierbo bevestig. Meer volledige toetse is baie duurder. Brandstof wat aan die kwaliteitsvereistes voldoen het 'n baie lae giftigheid, met 'n giftigheidsaanslag van meer as (LD50) 50 mL/kg.
Gebruike duimnael|regs|Biodiesel-logo van 'n Mercedes 300D-dieselenjin duimnael|regs|In sommige lande is biodiesel goedkoper as gewone diesel Biodiesel kan in suiwer vorm (B100) gebruik word of kan vermeng word met petroleumdiesel teen enige konsentrasie in die meeste moderne dieselenjins. Biodiesel sal natuurlike rubberpakstukke en -buise in voertuie aanval. Die materiaal word egter selde in moderne motors gebruik. Die onvolledige verwydering van metanol wat as katalisator van die transesterifikasie proses gebruik word is waarskynlik verantwoordelik vir die aanval op die rubber.
Biodiesel se hoër smeringsindeks vergeleke met petroleumdiesel is 'n voordeel en kan bydrae tot verlengde lewensduur van die brandstofinspuiters. Biodiesel is 'n beter oplosmiddel as petrodiesel en daar is gevalle aangeteken waar dit neerslae in brandstoflyne afbreek in enjins wat voorheen met petroleumdiesel gewerk het.Tyson K.S., McCormick R.L., 2006 Biodiesel Handling and Use Guide Third Edition, , PDF. Besoek op 18 Desember 2006 Die gevolg is dat brandstoffilters en inspuiters verstop kan raak met partikels as 'n oorskakeling gedoen word. Daar word dus gewoonlik aanbeveel dat die brandstoffilters geruil word binne sowat 1000–1300 km na die omskakeling.
Suiwer onversnitte biodiesel kan in enige dieselvoertuig se tenk gebruik word. In die winter word spesiale lae-temperatuur biodiesel gewoonlik verkoop om vloeibaarheidsprobleme te voorkom. Biodiesel word deur miljoene motoreienaars in Europa gebruik (veral in Duitsland).
Besoedeling met water Biodiesel kan klein, maar problematiese hoeveelhede water bevat. Alhoewel dit hidrofobies is, kan dit 'n mate van water uit die atmosfeer absorbeer.UFOP – Union zur Förderung von Oel, Biodiesel FlowerPower: Facts * Arguments * Tips, , PDF. Besoek op 13 Junie 2007 Verder kan daar ook oortollige water vanuit die verwerking daarin oorbly of water vanaf kondensasie in stoortenke kan ook kontaminasie veroorsaak. Water veroorsaak die volgende probleme:
Water verminder die verbrandingswarmte van die brandstof. Dit het meer rook, moeiliker aanskakeling en 'n laer kraglewering tot gevolg. Water veroorsaak korrosie van belangrike brandstofstelselkomponente: brandstofpompe, inspuiterpompe, brandstoftoevoerlyne ensovoorts. Water vries en vorm yskristalle naby 0 °C. Hierdie kristalle verskaf punte waar nukleasie plaas kan vind en versnel gelvorming van die brandstofreste. Water versnel die groei van mikrobe-kolonies, wat 'n brandstofstelsel kan verstop. Biodieselgebruikers met verhitte brandstoftenke kan dus regdeur die jaar probleme met mikrobe ondervind.
Verhittingsdoeleindes Biodiesel kan ook gebruik word as verhittingsbrandstof in huishoudelike en kommersiële ketels. Tegniese navorsing is al in die Verenigde Koninkryk gedoen. Andrew Robertson het tydens die Biodiesel Expo in 2006 in die VK sy werk ten toon gestel en aangedui dat B20 biodiesel die VK se huishoudelike CO2 emissies met 1,5 miljoen ton per jaar kan verminder en sou slegs sowat 330 000 hektaar vrugbare grond vereis om die vereiste biodiesel vir die VK se verhittingsbrandstofsektor te vervaardig. Sy navorsing het ook aangedui dat bestaande ketels maklik en goedkoop omgeskakel kan word om biodiesel te gebruik as die B20 mengsel gebruik sou word.Biodiesel Heating Oil: Sustainable Heating for the future, , Andrew J. Robertson, Institute of Plumbing and Heating Engineering
Verhittingsolie met 'n bymenging van tussen 5 en 20 persent biodiesel word in Duitsland sedert 2008 bemark,Vorreiter in Bayern: BayWa Mineralöle bietet erstmals Bio-Heizöl im Raum Ostbayern an en die kogenerasie-aanleg van die Duitse bondskanselier se kantoor in Berlyn (Bundeskanzleramt) maak reeds gebruik van hierdie biobrandstof.Federale Regering van Duitsland: Geskiedenis en argitektuur van die Bundeskanzleramt
Beskikbaarheid en prys