وقود الديزل الحيوي: الخصائص والإيجابيات والسلبيات

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

وقود الديزل الحيوي موجود منذ فترة طويلة. ومع ذلك ، لا يمكن لأي شخص شرح ما هو الفرق بين وقود الديزل التقليدي والديزل الحيوي. ستبدد هذه المقالة الأساطير وتعطي فكرة واضحة عن طرق ومراحل تخليق وقود الديزل الحيوي ، فضلاً عن عيوبه ومزاياه.

في الدول الغربية ، تحظى فكرة إنتاج الوقود من الموارد المتجددة بشعبية كبيرة. في روسيا ، لا يزال وقود الديزل الحيوي غريبًا. ومن المرجح أن يستمر هذا الوضع حتى يتم استنفاد احتياطيات النفط. وهذا سيحدث بحسب العلماء في مدة لا تقل عن مائة عام

إنتاج وقود الديزل الحيوي

يمكن استخدام العديد من المحاصيل كمواد خام لإنتاج مثل هذا الوقود. اعتمادًا على المنطقة المناخية ، يمكن أن يكون فول الصويا والذرة وبذور عباد الشمس وبذور اللفت. وهذه ليست قائمة شاملة. تمكن بعض الحرفيين من إنشاء إنتاج وقود الديزل الحيويوقود بالمنزل من بقايا زيت عباد الشمس

محاصيل بذور اللفت هي الأنسب لأنها تنمو بسرعة ولا تتأثر بالطقس والظروف الأخرى. ولكن في الآونة الأخيرة ، تمت مناقشة إمكانية إنتاج الوقود من الطحالب بنشاط. وفقًا للتقديرات الأولية ، ستحل هذه المواد الخام محل محاصيل بذور اللفت في المستقبل القريب. هذا يرجع إلى حقيقة أنه لا توجد حاجة لزراعة الطحالب لاحتلال المساحات المزروعة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن النتيجة ستكون لها مؤشرات فنية واقتصادية أفضل.

تكنولوجيا الإنتاج

كما هو الحال مع تنظيم أي عملية تكنولوجية ، في البداية ، يتم تنفيذ التحكم الوارد للمواد الأولية الواردة. في هذه الحالة ، يتم إجراء فحص عشوائي للحبوب. يتم الحكم على جودة البذور على جودة الشحنة بأكملها.

الخطوة التالية هي الحصول على الزيت. لماذا يتم إرسال المواد الخام إلى المخضض. لا يتم التخلص من الكعكة التي تم الحصول عليها بعد عصر الزيوت ، بل يتم استخدامها لإنتاج علف الماشية.

تخضع الزيوت لمزيد من المعالجة (ما يسمى الأسترة). يتكون من تخصيب الزيت باسترات الميثيل. يجب أن يكون المحتوى الإجمالي لهذه المواد في جميع أنحاء الحجم على الأقل 96٪.

جوهر التكنولوجيا بسيط للغاية: تحتاج إلى إضافة ميثانول ومنشط للعمليات الكيميائية (أي قلوي). عادة ما يتم الحصول على الميثانول من نشارة الخشب. ومع ذلك ، من الممكن تبسيط المهمة. بدلاً من عزل الميثانول ، يمكنك تخفيف الزيت بالكمية المطلوبة من الأيزوبروبيلالكحول أو الإيثانول.

لكي تتم عمليات الأسترة ، من الضروري تسخين الزيت إلى درجات حرارة عالية. يستغرق هذا عادةً ما يصل إلى ساعتين. في الوقت نفسه ، من الضروري مراقبة العملية باستمرار وعدم تشتيت الانتباه: حتى الزيادة الطفيفة في درجة الحرارة يمكن أن تشعل الزيت.

اكتمال التفاعل الكيميائي يتضح من استلام رواسب الجلسرين في القاع وتكوين طبقتين في الحاوية. لذلك ، من المستحسن استخدام حاوية شفافة لهذه العمليات: في هذه الحالة ، يمكنك تحديد وقت اكتمال العملية بدقة بصريًا ، مما يلغي الحاجة إلى التحسينات اللاحقة ويمنع الزواج.

خصائص وقود الديزل الحيوي

للوقود الحيوي خصائص مذهلة حقًا. لذلك ، ملح الطعام العادي أكثر سمية 10 مرات من وقود الديزل الحيوي.

وتجدر الإشارة أيضًا إلى درجة حرارة الاشتعال العالية للغاية للوقود الحيوي - 150 درجة مقابل 50 درجة مئوية للبنزين التقليدي. هذا الظرف يجعل وقود الديزل الحيوي أكثر أمانًا أثناء النقل والتخزين.

عند حرق مثل هذا الوقود ، لا تتشكل روائح كريهة. بدلاً من الرائحة النتنة المعتادة ، تشعر برائحة لطيفة من النباتات الخارجية.

استخدام وقود الديزل الحيوي لا يضعف أداء وحدة الطاقة: لا يتغير القوة وعزم الدوران. في نفس الوقت ، يزداد العمر الإنتاجي لمحرك الاحتراق الداخلي.

خيارات الوقود الحيوي

يُسمح لمثل هذا الوقود بملء خزان السيارة. في الوقت نفسه ، فهو ليس أدنى من محرك الديزل التقليدي بأي حال من الأحوال ، بل إنه يفوقه في بعض النواحي. لا يستطيع العديد من مالكي السيارات والمعدات الثقيلة (الشاحنات والحصادات والمعدات الخاصة) اتخاذ مثل هذه الخطوة. لكن وفقًا لشهادات عديدة للسائقين ، فإن وقود الديزل الحيوي لا يضر بالمحرك ولا يلوث نظام الحقن.

في بعض الأحيان يتم خلط وقود الديزل الحيوي بنسب معينة مع أنواع الوقود التقليدية ويصب في خزان السيارة. هذه التجربة لم تدرس جيدا. ولكن ، بناءً على المراجعات ، فإن هذه التقنية لها أيضًا الحق في الحياة.

فوائد وقود الديزل الحيوي

الميزة الأكثر أهمية هي استخدام الموارد المتجددة كمواد وسيطة ، والتي يمكن أن تضمن في المستقبل أمن الطاقة للعالم بأسره. على الرغم من النمو السريع في شعبية السيارات الكهربائية ، فإن محرك الاحتراق الداخلي سيلعب دورًا حاسمًا في الاقتصاد العالمي لفترة طويلة جدًا قادمة. نعم ، من غير المحتمل أن يتم نقل السفن الكبيرة العابرة للمحيطات ، حتى على المدى الطويل ، إلى الجر الكهربائي. المنتجون المحتملون لوقود الديزل الحيوي في بلدنا هم المزارع والمزارع الجماعية. بعد كل شيء ، يعد توفر الوقود لهذه الموضوعات مشكلة حادة للغاية عشية حملات البذر. إذا كانت المزارع مجهزة بالمعدات التكنولوجية اللازمة وتم توفير المتخصصين ، فيمكنهم أن يصبحوا مكتفين ذاتيًا في الوقود.سيكون لهذا الحدث تأثير إيجابي على ديناميكيات نمو الأسعار. نتيجة لهذه المجموعة من التدابير ، ستزداد القدرة التنافسية للمؤسسة بشكل ملحوظ.

ميزة مهمة لوقود الديزل الحيوي هي أنه يتم إنتاجه من مواد خام نباتية. علاوة على ذلك ، فإن زراعة هذه المحاصيل لا تستنفد الأرض ، بل لها تأثير إيجابي على خصوبتها. لذلك ، لإنتاج الوقود ، يمكن استخدام الفول السوداني وبذور اللفت والخردل وبذور اللفت وفول الصويا والزيوت الأخرى. هناك تقارير عن محاولات لإنتاج وقود الديزل الحيوي من الدهون الحيوانية. الآن فقط ليس من الواضح تمامًا مدى جدوى ذلك من الناحية الاقتصادية.

عيوب وقود الديزل الحيوي

العيب الرئيسي لوقود الديزل الحيوي هو ارتفاع تكلفته. حتى الآن ، من الواضح أن أسعار المنتجات البترولية أكثر تنافسية مقارنة بهذا المنتج المبتكر. عيب آخر مهم هو العمر الافتراضي القصير للوقود الحيوي الجاهز للاستخدام: إذا لم يتم استخدامه للغرض المقصود في غضون ثلاثة أشهر ، فسيصبح الوقود غير صالح للاستخدام (يتحلل). والوتر الأخير هو الحاجة إلى الانسحاب من تداول مناطق البذر الكبيرة المناسبة لزراعة المنتجات الغذائية. مع نقص الغذاء على هذا الكوكب ، تزداد أهمية هذا الظرف تدريجياً.

التأثير البيئي

المثير للدهشة أن هذا النوع من الوقود غير ضار تمامًا بالطبيعة ولا يتسبب إطلاقه في البيئة في أي عواقب سلبية على النباتات والحيوانات. لا يمكن قول الشيء نفسه عن النفط ومنتجات الزيوت. من المعروف أن لترًا واحدًا فقط من البنزين أو الوقود يلوث ما لا يقل عن مليون لتر من الماء في محيطات العالم ويؤدي إلى موت العديد من الكائنات الحية والكائنات الدقيقة. واحدة من أهم خصائص وقود الديزل الحيوي هي فترة تسوسه السريعة: في غضون شهر واحد ، ستدمر الكائنات الحية الدقيقة الحجم الكامل للوقود تقريبًا. وبالتالي ، إذا قمنا بتبديل وسائط النقل النهري والبحري إلى وقود مبتكر ، فيمكن تقليل العواقب الضارة للحوادث وتسربات الديزل.

انبعاث مواد ضارة في الغلاف الجوي

انخفاض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون أثناء الاحتراق هو إضافة كبيرة لوقود الديزل الحيوي. وفقًا للعلماء الذين يتعاملون مع هذه القضايا ، فإن كمية انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من حرق الديزل الحيوي لا تتجاوز كمية معالجة ثاني أكسيد الكربون بواسطة تلك المصانع التي كانت بمثابة مصدر للمواد الخام إنتاج الوقود طوال دورة حياتها بالكامل.

ومع ذلك تحدث انبعاثات من احتراق الوقود. هذا هو السبب في أن تسمية وقود الديزل الحيوي بالوقود الصديق للبيئة ليس صحيحًا تمامًا. على الرغم من أن البعض يعتقد أن أحجام إنتاج ثاني أكسيد الكربون صغيرة جدًا بحيث يمكن إهمالها. هذا البيان مثير للجدل إلى حد كبير.

المواصفات

يعتبر الكبريت من الشوائب الضارة والمصدر الرئيسي لتلوث البيئة أثناء الاحتراق. تحتوي المادة الخام الأولية للهيدروكربونات المعدنية (الزيت) لإنتاج أنواع الوقود التقليديةالكثير من الفوسفور. يتم إزالة هذا الملوث بكل الوسائل المتاحة. يجب القول أن التقنيات الحديثة تجعل من الممكن إجراء التنظيف بكفاءة عالية. وسيكون كل شيء على ما يرام. نعم ، ولكن مع انخفاض تركيز الفوسفور ، تنخفض الخصائص المضادة للاحتكاك للمادة بشكل حاد. على عكس الوقود التقليدي ، لا يحتاج وقود الديزل الحيوي إلى التنظيف من أجل الفوسفور ، حيث لا يوجد عملياً أي فوسفور هناك. وقود الديزل الحيوي له تأثير جيد جدًا في مقاومة الاحتكاك عندما يتلامس مع أسطح الاحتكاك عند نقطة التلامس.

حالة حقيقية دخلت في كتاب غينيس للأرقام القياسية: قطعت شاحنة (شاحنة رئيسية) مسافة تزيد عن مليون كيلومتر على وقود الديزل الحيوي بمحرك من الشركة المصنعة. يبدو رائعا ، لكنه صحيح. والحقيقة هي أنه عند استخدام هذا الوقود ، فإن هذا الأخير يؤدي أيضًا وظيفة قصة خرافية لأجزاء الاحتكاك. هذا يؤدي إلى حقيقة أن تآكل المنتجات يحدث في وقت لاحق. تعد الزيادة الكبيرة في العمر الإنتاجي للمنتجات اتجاهًا مهمًا في تحسين كفاءة النشاط الاقتصادي لكيانات الأعمال.

سلامة التخزين

خاصية مهمة (من وجهة نظر ضمان السلامة في تنظيم تخزين الوقود) هي نقطة الوميض. إذا اشتعل الوقود في درجات حرارة منخفضة ، فهذا عيب كبير. ميزة وقود الديزل الحيوي هي أن درجة حرارة الاشتعال لا تقل عن 150 درجة. عند العمل مع وقود الديزل الحيوي ، لا ينبغي إهمال احتياطات السلامة ولا ينبغي السماح بالإهمال في أداء الواجبات. القد يكون نوع الوقود أقل قابلية للانفجار من البنزين أو الديزل ، لكنه لا يزال يشكل تهديدًا أكبر.

تلخيص

وقود الديزل الحيوي هو نوع واعد جدًا من الوقود. في الولايات المتحدة والدول الغربية ، تم استخدامه بنشاط لأكثر من عشرين عامًا ، لكنه لم يحظ باهتمام كبير في روسيا. والسبب في ذلك ارتفاع تكلفة تصنيع وقود الديزل الحيوي.

عند الاحتراق ، لا ينبعث وقود الديزل الحيوي عمليا مواد ضارة ، والتي لها تأثير إيجابي على البيئة. الإنتاج خالي من النفايات ، حيث أن كل ما تبقى من الألياف النباتية بعد استخلاص الزيوت يعطى لتغذية الماشية.

يتزايد الطلب على وقود الديزل الحيوي ببطء ولكن بثبات. يجذب المستثمرين من جميع أنحاء العالم. من المتوقع أن ينمو إنتاج الوقود الحيوي بسرعة في المستقبل القريب.