כל דבר, כולל בני אדם, בעלי חיים, מכונות ודברים אחרים או לא חומריים, זקוקים לכוח או אנרגיה כדי לבצע עבודה או להפוך אותה לתפקודית. אנרגיה היא גורם המפתח להתרחשות תהליך ולייצר חום, חיים, כוח, הזזת עצמים או ייצור חשמל.
האנרגיה מופקת מהחומר הנקרא דלק. דלק הוא הדבר שאוגר את האנרגיה, ושריפה או ניצול של דלק מייצרים אנרגיה. בתקופות מוקדמות בני אדם צרכו אנרגיה בהשוואה לעכשיו הוכפלה פי 100. דלקים מאובנים הם היצרן העיקרי של אנרגיה שקבורה מתחת לאדמה במשך מיליונים של שנה, מנוצל על ידי בני אדם כדי להקל על עבודתם.
דלקים מאובנים הם משני סוגים של מקורות אנרגיה: מקור אנרגיה מתחדש או לא מתחדש.
דוגמאות למקורות אנרגיה מתחדשים: אנרגיה סולארית, אנרגיית רוח, אנרגיה גיאותרמית, אנרגיית ביומסה וכוח הידרו
דוגמאות למקורות אנרגיה לא מתחדשים: פחם, נפט, גז טבעי, מתכות, לא מתכות ומי תהום.
דלק הוא המזון של מכונות שגורם להם לפעול שכן (דלקים) הם חומר המגיב עם חומר אחר ומייצר אנרגיה כימית וגרעינית. דלקים הם חלק מרכזי בחברה מכיוון שהם מסתגלים במהירות במהלך האבולוציה התעשייתית. הדלקים היו זולים ויעילים.
לכן הם נמצאים בשימוש נרחב אך גם מיוחסים לזיהום. דלקים שאינם מתחדשים נמצאים על סף סיום מכיוון שהם מוגבלים בטבעם ואינם יכולים להיווצר על ידי בני אדם. אבל מקורות מתחדשים מאומצים כעת מאוד על ידי אנשים מכיוון שהם יכולים להתחדש, כמו דלק ביולוגי.
דלק ביולוגי הוא יצירתי או מופק מביומסה, כולל חומר ביולוגי (עצים, חסרונות, פסולת חקלאית, דשא או גז) שיכול בקלות להחליף דלק מאובנים קונבנציונלי. סוגי דלק ביולוגי הם אתנול, ביוגז וביודיזל.
עכשיו אנחנו הולכים לדון ביודיזל במאמר זה. ביודיזל הוא סוג של סולר העשוי משמן צמחי במקום כימיקלים. זהו דלק מתכלה המיוצר ביתי משומנים מן החי, פסולת מסעדות ממוחזרת ושמן זרעים צמחיים, וכפי שניתן למחזר, הוא נקרא גם 'דיזל ירוק'. זוהי החלופה הטובה ביותר לסולר שיוצר זיהום.
'ביודיזל הוא דלק ביולוגי המופק הישר משמן/שומן מן החי, שמן צמחי, פסולת שמן בישול, פסולת חקלאית, שומן ופסולת שמן בישול. דלק דליק זה מיוצר על ידי אלכוהול (מתנול) עם שמן צמחי או זרעי שמן.'
הִיסטוֹרִיָה: ביודיזל הומצא על ידי רודולף דיזל בשנת 1890 במהלך ניסוי בשימוש בשמנים צמחיים במנועי דיזל לחקלאות. באותה תקופה בנזין דיזל לא היה זמין, אבל לאחר מכן, בנזין-דיזל הגיע, אבל בגלל משאבים מוגבלים, הם נשארים על סף הכחדה.
בשנות ה-30 נערך בבלגיה ניסוי מחקר שבו הומר שמן צמחי לתרכובות הנקראות חומצת שומן מתיל אסטרים שממנו יצא הסולר המודרני. טרנס אסטריפיקציה הוא התהליך המייצר ביו-דיזל שעליו משתמשים בשומנים מהחי, שמן צמחי ושמני בישול ממוחזרים. איכותו של ביודיזל תלויה ביכולתו של העולם לייצר חומרי גלם מתחדשים אלה ולהשאיר אותו תחרותי עם נפט.
ביודיזל משמש במנועי דיזל רגילים כתוסף לפטרו-דיזל שאין בו גופרית למעשה ומסייע בהפחתת פליטת פחמימנים, פחמן חד חמצני, היווצרות אוזון ותחמוצת חנקן. צבע הביו-דיזל משתנה בין זהוב לחום כהה. יש לו נקודת הבזק (דרושה יותר אנרגיה כדי לגרום לו לשרוף) 130OC גבוה יותר מהפטרו-דיזל (64OC) או בנזין (-45Oג).
חומרים בביודיזל כוללים גידולי זרעי שמן, שומנים מהחי, פסולת שמן ואצות.
גידולי זרעי שמן הם שמן נים, חרדל, סויה, מאווה, ג'טרופה, קמלינה, שמן סובין אורז, קמלינה, חמניות, לפתית, קנולה, קרנג'ה, חמניות וכו'.
שמן משומש ופסולת: ביוון, פסולת שמן נאספת ממסעדות.
פסולת מן החי: שומן מן החי, פסולת מן החי, חומרי הזנה.
אצות: מיקרו-אצות מכיוון שהן גבוהות בתכולת שמן ומסייעות בייצור ביומסה מהיר.
ייצור ביודיזל
ייצור ביו-דיזל הוא תהליך כימי פשוט הנקרא טרנסיפיקציה שבו גליצרין מופרד משמן צמחי או שומן, ונשארים מאחור שני תוצרי לוואי, כמו גליצרין ומתיל. השם הכימי של ביו-דיזל הוא מתיל אסטר, בעוד שגליצרין נפוץ בפריטים שונים כמו קרמים, סבונים ומוצרי יופי אחרים.
כמה שיטות של ביו-דיזל הן כדלקמן:
- גזירה אולטרה וגבוהה בכורים בקו ובאצווה
- שיטת כור אולטרסאונד
- תהליך סופר קריטי
היתרונות של ביודיזל
לביודיזל יש יתרון עצום על פני דלקים אחרים המשמשים בשימוש יומיומי כגון:
זה ידידותי לסביבה
ביודיזל עבר את כל ספי בדיקת הפליטה במסגרת חוק אוויר נקי. הוא שומר על הסביבה בטוחה ומאובטחת שכן כאשר הוא נשפך, הוא קל לניקוי ויש לו פחות נזק סביבתי מכיוון שהוא פולט פחמן חד חמצני נמוך ב-11%.
מקור אנרגיה מתחדש
ביו-דיזל מיוצר על ידי מיזוג מוצרים אורגניים או טבעיים (כולל פסולת שמן צמחי, שמן בישול משומש, שומנים מן החי, זרעי יבולים ופסולת אורגנית אחרת) שלא יהיו מובחנים בשנים הקרובות ולא עלולים לגרום לזיהום כמו בנזין וסולר.
ביודיזל בטוח להפליא.
בהשוואה לדלקים מאובנים אחרים במהלך שריפה, ביודיזל הוכיח את עצמו כדלק לא רעיל המייצר פליטות נמוכות יותר המגבילות את הסיכון למחלות בדרכי הנשימה. יש לו נקודת הבזק נמוכה יותר מהדיזל הרגיל מכיוון שהוא מתלקח בטמפרטורות גבוהות יותר. זה פחות מסוכן להתלקח בטעות, מה שהופך אותו קל לשינוע ולאחסנה ובטוח הרבה יותר. כמו סוכר, ביו-דיזל מתכלה ופי עשרה פחות רעיל ממלח שולחן.
הוא מוכן לשימוש לאחר הכנה.
נפט, סולר, זפת פחם, גז מתאן ואלמנטים רעילים אחרים אינם יכולים להגיע ישירות על ידי בני אדם לשימוש. במקום זאת, הם הביאו דרך נפט גולמי שהופק ממחתרת.
אלו הם תוצר הלוואי של הנפט הגולמי שזוקק בבתי זיקוק גדולים שבהם הם משחררים תרכובות כימיות רבות (בנזן ובוטדיאן) המזיקות לצמחים, לבעלי חיים ולבני אדם. אבל בתי זיקוק של ביו-דיזל מזיקים פחות מנפט מכיוון שהם משתמשים במוצרים טבעיים כדי להפיק וליצור ביו-דיזל שמשחרר פחות כימיקלים רעילים לסביבה. לאחר החילוץ, הוא מוכן לשימוש בחיי היום-יום.
מועיל לבריאות
בהשוואה למוצרי נפט, ביו-דיזל יעיל למדי בייצור מזהמים פחות רעילים. זה שומר על האוויר, המים והאדמה פחות מזוהמים ומציל את בריאותם של אלפי אנשים מדי יום.
זה מפחית את התלות בנפט זר.
כדי למלא את צריכת הנפט במדינה, על הודו לייבא אותו ממדינות כמו עיראק, איראן ואחרות. ובכל זאת, ביודיזל ניתן להפיק ממוצרים ביתיים בתוך מדינה. זה לא יכול למלא באופן מיידי את כל הדרישות אבל יכול להפחית במידה רבה את בעיית הכחדת הדלק. מדינה לא צריכה להיות תלויה במדינות זרות לדלק אם היא מתחילה לייצר ביו-דיזל במקור. פתרון זה יכול גם לאזן את כלכלת המדינה ולהפחית את המתיחות הגיאופוליטית.
יש השפעה כלכלית חיובית
הכנה או ייצור של ביו-דיזל כוללים חומר אורגני, כלומר גידולים מקומיים המגבירים את הביקוש לחקלאות ולתפוקה. זה גורם לאלפי אנשים בעלי השכלה נמוכה או אנאלפביתיות לעבוד במפעל לייצור דלק ביולוגי. החלק הטוב ביותר הוא שזה לא משפיע על בריאותם של עובדים או בני אדם ומפחית הוצאות על מוצרי בריאות.
להפחית את אפקט החממה
שריפת ביו-דיזל או דלק ביולוגי פולטת פחות CO2 מאשר נפט מכיוון שדלקים ביולוגיים הם ניטרליים לפחמן. דלק מאובנים, כאשר נשרף, מעלה את טמפרטורת הסביבה וגורם להתחממות כדור הארץ.
כאשר דלק ביולוגי נשרף, הוא פולט פחמן דו חמצני לאטמוספירה שצמחים בתהליך הפוטוסינתזה לוקחים עוד מהאטמוספירה. זה עוזר לשמור על רמת הפחמן הדו חמצני באטמוספרה. פליטת ביו-דיזל נמוכה ב-74% מאשר נפט, מה שעוזר בהפחתת אפקט החממה.
הטוב ביותר בטיפול במשבר אנרגיה
בשל האוכלוסייה והביקוש המוגבר לכל דבר, מדינות ברחבי העולם עלולות להתמודד עם משברי אנרגיה קשים. זה יכול ליצור בעיות גדולות בין מדינות ולהוות סיבה למלחמת עולם 3. ניתן למנוע זאת על ידי ייצור ביו-דיזל שמפחית את משבר האנרגיה ומאזן את כלכלת המדינה.
משפר את חיי המנוע
מכיוון שביודיזל הוא דלק אורגני מלאכותי, יש פחות סיכויים לטינקטורה, מה שגורם למנוע לעבוד בצורה חלקה. ביו-דיזל מגדיל את מספר הדלק צטאן ואת סיכה הדלק, משפר ביעילות את חיי המנוע וגורם לרכבים לפעול בצורה חלקה על הכביש מבלי ליצור זיהום סביבתי.
חסרונות של ביודיזל
זה יקר
מחקר על דלק ביולוגי הוכיח כי ביו-דיזל יקר ב-70%-130% מבנזין ודיזל, מכיוון שהוא תלוי בגידולים שנתבעו בכך. התהליך המשמש להכנת ביו-דיזל תלוי בתשומות חומרי גלם, שהם יקרים יותר מנפט. מחיר הדלק הביולוגי יעלה ללא הרף אם דרישות הלקוחות יישארו נמוכות.
מחסור במזון ובמים
כידוע, דלק ביו-דיזל מופק מדלדול צמחים וגידולים, וכדי לכסות זאת יש להגביר את ייצור היבולים, אך גידול בייצור היבול עלול לאיים על ספקי המים המקומיים. גידולים או צמחים המשמשים לייצור ביו-דיזל הם צמחים עתירי מים, כמו סויה, שעלולים לרוקן מקורות מים רבים.
מתאים לאקלים חם בלבד
אפנון משרעת
בהיותו דלק ידידותי לסביבה, ביו דיזל אינו מתאים לאקלים קר. חוקרים גילו כי ביו-דיזל משנה את מצבו בטמפרטורות נמוכות; הוא הופך לחומר ג'ל שמקשה על השימוש כדלק. נהגי אקלים קר לא יכלו להשתמש בו כמקור דלק מכיוון שהוא אינו תואם באזורים קרים. ניתן להפחית בעיה זו על ידי מיזוג ביו דיזל עם סולר חורף.
שונות באיכות הביודיזל
איכות הביו-דיזל תלויה במגוון הגידולים המשמשים בייצורו. כמות היבול והשמן הצמחי עלולות ליצור שינויים באיכות הביודיזל.
פגע בבתי הגומי של כמה מנועים
עם סתימה, ביו-דיזל בעייתי יכול לפגוע גם בבתי הגומי של כמה מנועים.
להגביר את השימוש בדשנים
עם הביקוש לביודיזל, גם הייצור שלו גדל, מה שצריך יבולים. גידול יבולים זקוק ליותר דשנים, וכתוצאה מכך זיהום קרקע ושחיקת קרקע. במקום דשנים כימיים, על החקלאים להתייחס ברצינות לחקלאות אורגנית הנלחמת בשחיקת קרקע וזיהום קרקע. דשנים כימיים הם יקרים, אבל חקלאים יכולים לייצר דשנים אורגניים.
עלייה במחיר שמן צמחי
ייצור ביו-דיזל זקוק לשמן צמחי, מה שעשוי להגביר את הביקוש והמחיר של שמן צמחי במדינות מסוימות. נדרשת תוכנית גיבוי טובה כדי לפתור בעיה זו.
הבעיה של סתימת המנוע
בהיותו כלי מתכלה, ביו-דיזל יכול לנקות את הלכלוך מהמנוע, אך הלכלוך הנקי הזה נאסף עוד יותר במסנן הדלק ויוצר את הבעיה של סתימתו.
פליטת תחמוצת חנקן עולה
שימוש בביודיזל (B100) יגביר את פליטת תחמוצת החנקן (NOx) בכ-10-30% ביחס לסולר, אך עם ביודיזל B20, כמעט ואין פליטת תחמוצת חנקן. פליטת תחמוצת חנקן תלויה בסוג חומר ההזנה של ביו-דיזל ובטכנולוגיית המנוע. פליטת תחמוצת החנקן העיקרית מתרחשת עם דלקים מאוד בלתי רווים, כולל לפתית, מבוססי סבון ופולי סויה.
חלוקת דלק
ביו-דיזל מופץ פחות מאשר דיזל נפט, ולכן תהליך ההפצה שלו זקוק לדחיפה. לצורך כך יש לפתח תשתית כך שהאוכלוסייה תוכל לאמץ אותה כמקור העיקרי להפעלת המנוע.
מונו-תרבות
זהו חיסרון גדול לשחיקת קרקע עקב איבוד פוריות קרקע. חקלאי זה מגדל את אותו סוג של יבול שוב ושוב במקום לייצר יבול אחר. זה מפחית את הוויטמינים והמינרלים באדמה מכיוון שסוג אחד של יבול לוקח את כולם בבת אחת, והחזרה הופכת אותם לאפסי באדמה ומפחיתה גם את איכות היבול.
קיימות אזורית
רק חלק מהאזורים מתאימים לייצור יבולים הנדרשים לייצור ביו-דיזל. ניתן לייבא יבולים, תוך הוספת דמי הובלה שמגדילים את עלויות הייצור.
סיכום: באזורים שונים, במיוחד באזורים חמים, ביו דיזל יהיה נגיש יותר ובמחיר סביר. לאחר הערכת היתרונות והחסרונות שלו, ניתן להסיק כי ביו דיזל הוא מקור דלק בר קיימא.
הוא משמש כמקור דלק חלופי עבור מכוניות וכלי רכב אחרים ברחבי העולם. על פי הדיווח, עד כה, ארה'ב הייתה היצרנית המובילה של ביודיזל, ולאחר מכן ברזיל, אינדונזיה, סין, גרמניה, צרפת, תאילנד, ארגנטינה, הולנד, ספרד ואחרות. ביו-דיזל הוא תחליף חיוני לסולר נפט ללא כל תוצאות מזיקות.