Jedziemy na biodieslu

Cena paliwa rośnie, może gdzieś się da zaoszczędzić. No, a zasoby ropy też nie są nieograniczone, do tego głównie w rękach muzułmanów. Poza tym spalając paliwa kopalne wydziela się do atmosfery CO2. Co robić? Wykorzystać naturalne oleje powstałe z roślin lub glonów!

Pobawmy się trochę w małego chemika.

Jako dodatek do paliwa możliwe jest stosowanie estrów kwasów tłuszczowych. Metylowe estry są łatwiejsze do zrobienia, ale etylowe wydajniejsze jako paliwo. Na czym się estryfikacja opiera?

Kwasy tłuszczowe w olejach występują w formie estru z glicerolem (gliceryną). Celem jest podstawienie glicerolu etanolem lub metanolem. Ta reakcja zachodzi w obecności zasady (np. NaOH). Produktem są estry i gliceryna. Reakcje jest prosta, ale każdy domowy producent paliwa musi wziąć pod uwagę pewną rzecz: woda na etapie estryfikacji prowadzi do powstania mydeł i obniżenia wydajności.

W teorii produkcja estrów metylowych wygląda tak:

Olej roślinny podgrzewa się by go odwodnić. Rozpuszcza się zasadę w metanolu. NaOH rozpuszcza się trudniej, KOH choć rozpuszcza się łatwiej trzeba użyć o 40% więcej. Miesza się nadmiar alkoholu z olejem i podgrzewa do około 50°C z mieszaniem. Po kilku godzinach reakcja powinna się zakończyć, a w reaktorze znajdują się dwie fazy: górna to estry, dolna gliceryna. Mieszaninę trzeba jeszcze „wyprać”, przepłukać wodą w celu usunięcia zasady i glicerolu. Estry, dodatek do paliwa, są gotowe.

Brzmi łatwo. Trudniej wykonać. Jak do tego zabierają się amatorzy (chemiczni i tanich paliw), którzy chcą zastąpić metanol etanolem (denaturatem) można przeczytać tu. A reaktory można kupić przez Allegro.

Z biotechnologicznego punktu widzenia problemem nie jest proces estryfikacji lecz surowiec. Uważa się, ze paliwa z olejów roślinnych są neutralne dla środowiska. Powstają z CO2 związanego w procesie fotosyntezy. Powszechne zastosowanie olei roślinnych wymaga wykorzystania większych powierzchni uprawnych pod rośliny oleiste. A tu już toczy się konkurencja o ziemię z roślinami spożywczymi i pastwiskami. W najnowszym Biotechnology Advances Christi opisał perspektywy wykorzystania hodowli mikroglonów do produkcji bio-diesla. Aby pokryć połowę zapotrzebowania USA na paliwa transportowe biodieslem trzeba by obsiać olbrzymie powierzchnie (tabela).

* 70% oleju w biomasie

** 30% oleju w biomasie

Autor przedstawia możliwości wykorzystania fotobioreaktorów do hodowli mikroalg w celu pozyskiwania olejów do biodiesla. U niektórych szczepów 70% biomasy stanowi olej, przeciętna wartość to 30%. Algi nie potrzebują wiele: słońce, temperatura, CO2 i trochę nawozów. Wysoki koszt olejów z alg to głównie skomplikowana instalacja hodowlana. Autor szacuje opłacalność inwestycji w fotobioreaktory typu rurowego przy cenach surowej ropy naftowej powyżej 80USD/baryłka. Obecna cena za baryłkę to 63 USD, a prognozowana za rok 82,50 USD. Czyli już opłacalne. Wydajność produkcji olejów i biodiesla będzie się rozwijać wraz z genetycznymi modyfikacjami roślin i alg.

Słońca u nas mało, czyżby znowu Arabowie mieli zgarnąć konfitury…?

literatura:

Y. Christi, Biotechnology Advances 25 (2007)