Войти
Автобус в Небраске работает на биодизеле 
Модель, заполняющая пространство метиллинолеатом или метилом линолевой кислоты сложный эфир, обычный метиловый эфир, полученный из соевого масла или масла канолы и метанола 
Модель, заполняющая пространство этилстеарата или этилового эфира стеариновой кислоты, этилового эфира, полученного из соевого масла или масла канолы и этанола Биодизель форма дизельного Полученная топлива, полученная из растений или животных и состоящая из длинноцепочечных сложных эфиров жирных кислот. Обычно его методом химической реакции липидов, таких как животный жир (жир ), соевое масло или какое-либо другое растительное масло с спирт, дающий метил, этил или пропил сложный эфир.
В отличие от растительных и отработанных масел, используемых в качестве топлива для преобразованных дизельных двигателей, биодизель представляет собой биотопливо для замены, что означает, что оно совместимо с существующими дизельными двигателями и распределительной инфраструктурой.. Биодизель можно использовать отдельно или в смеси с нефтяным дизелем в любых пропорциях. Смеси биодизеля могут также установить в качестве топочного мазута.
Национальный совет по биодизелю США определяет биодизель как моноалкиловый эфир.
Образец биодизеля Смеси биодизеля и обычного дизельного топлива на углеводородной основе чаще всего распространяются для использования на розничном рынке дизельного топлива. Большая часть мира использует систему, известную как фактор «B», для определения количества биодизеля в любой топливной смеси:
В дизельном оборудовании можно использовать смеси с 20% биодизеля и ниже без каких-либо модификаций или только с незначительными модификациями, хотя некоторые производители не расширяют гарантийное покрытие, если оборудование повреждено этими смесями. Смеси от B6 до B20 подпадают под спецификацию ASTM D7467. Биодизель также можно использовать в чистом виде (B100), но может потребоваться определенная модификация двигателя, чтобы избежать проблем с обслуживанием и производительностью. Смешивание B100 с нефтяным дизельным топливом может быть выполнено:
Targray Biofuels железнодорожный вагон, транспортирующий биодизельное топливо. Биодизель может быть в чистом виде (B100) или может быть смешан с нефтяным дизельным топливом в любой системе в большинстве дизельных двигателей с ТНВД. Новые двигатели с очень высоким давлением (29 000 фунтов на кв. Дюйм) common rail имеют строгие заводские ограничения B5 или B20, в зависимости от производителя. Биодизель имеет растворителя, отличные от свойств бензина, и плохо качество натурального каучука прокладок и шлангов в транспортных средствах (в основном транспортные средства, выпущенные до 1992 года), хотя они имеют тенденцию изнашиваться. естественно и, скорее всего, уже будет заменен на FKM, который не реагирует на биодизель. Биодизель, как известно, разрушает отложения остатков в топливных магистралях, в которых использовалось нефтяное дизельное топливо. В результате топливные фильтры могут забиться твердыми частями при быстром переходе на чистый биодизель. Поэтому рекомендуется заменять топливные фильтры на двигателях и нагревателя вскоре после первого перехода на смесь биодизеля.
С момента принятия Закона об энергетической политике 2005 г., использование биодизеля в Штатах растет. В Великобритании Обязательство по возобновляемому транспортному топливу обязывает поставщиков 5% возобновляемого топлива во все транспортное топливо, продаваемое в Великобритании к 2010 году. Для дорожного дизельного топлива это означает 5% Биодизеля (B5).
В 2005 году Chrysler выпустила дизельные двигатели Jeep Liberty CRD с завода на европейский рынок с 5% биодизельной смеси, что указывает на то, что, по крайней мере, частично принимают биодизеля в качестве приемлемой присадки к дизельному топливу. В 2007 году DaimlerChrysler заявила о своем намерении увеличить покрытие до 20% биодизельных смесей, если качество биотоплива в США может быть стандартизовано.
Volkswagen Group выпустила заявление, в котором говорится, что некоторые из его автомобилей связаны с B5 и B100 из рапсового масла и свиды со стандартом EN 14214. Использование биодизеля типа в автомобилях не отменяет никаких гарантийных обязательств.
Mercedes Benz не разрешает использование дизельного топлива, содержащего более 5% биодизеля (B5), из-за опасений по поводу «производственных недостатков». Ограниченная гарантия Mercedes-Benz не распространяется на любой ущерб, связанный с использованием такого неразрешенного топлива.
С 2004 года, город Галифакс, Новая Шотландия решил обновить свою автобусную систему, чтобы парк городских автобусов мог работать полностью на биодизельном топливе на основе рыбьего жира. Это вызвало у города некоторые начальные механические проблемы, но после нескольких лет переработки флот был успешно переоборудован.
В 2007 году объявил McDonald's из Великобритании, что следует начинать биодизельное топливо из побочного продукта отработанного масла в своих ресторанах.. Это топливо будет работать для его автопарка.
Chevy Cruze Clean Turbo Diesel 2014 года, непосредственно на заводе, будет рассчитан на совместимость с биодизелем до B20 (смесь 20% биодизеля / 80% обычного дизельного топлива)
Биодизельный локомотив и его внешний топливный бак на Mount Washington Cog Railway Британская железнодорожная компания Virgin Trains West Coast заявлены управлять первым в Великобритании «поездом на биодизеле», когда класс 220 был переоборудован для работы на 80% бензине и 20% биодизеле.
Британский королевский поезд 15 сентября 2007 г. завершился первый рейс на 100% биодизельном топливе, поставка компанией Green Fuels Ltd. Принц Чарльз и управляющий директор Green Fuels Джеймс Хигейт были первыми пассажирами поезда, полностью работающим на биодизельном топливе. С 2007 года Royal Train успешно работает на B100 (100% Биодизель).
Аналогичным образом, государственная железная дорога короткой линии в Восточном Вашингтоне управляла испытание смеси 25% биодизеля / 75% бензина летом 2008 г., закупка топлива у производителя биодизеля, расположенного вдоль железнодорожных путей. Поезд будет работать на биодизельном топливе, частично сделанном из канолы , выращенной в сельскохозяйственных регионах, через которые проходит короткая ветка.
Также в 2007 году в Диснейленде начали курсировать парковые поезда на B98 (98% Биодизеля). Программа была прекращена в 2008 году из-за проблем с хранением, но в январе 2009 года было объявлено, что все поезда парка будут работать на биодизельном топливе, произведенном из собственных отработанных кулинарных масел. Это переход от движения поездов на биодизельном топливе на основе сои.
В 2007 году исторический Mt. Вашингтонская железная дорога пополнила свой парк паровозов первым паровозом на биодизеле. Флот поднимался по западным склонам горы Вашингтон в Нью-Гэмпшире с 1868 года с пиковым вертикальным подъемом 37,4 градуса.
8 июля 2014 года тогдашний Министр железных дорог Индии Д.В. Садананда Гауда объявил в железнодорожном бюджете, что 5% Биодизеля будет в дизельных двигателях индийских железных дорог.
Чешский реактивный самолет провел испытательный полет полностью работает на биодизеле. В других недавних полетах реактивных самолетов с использованием биотоплива, однако использовались и другие виды возобновляемого топлива.
7 ноября 2011 года United Airlines совершила первый в мире рейс коммерческой авиации на биотопливе микробиологического происхождения с использованием возобновляемого реактивного топлива Solajet ™ Solazyme на основе водорослей.. Самолет Eco-skies Boeing 737-800 заправлялся 40% топлива Solajet и 60% реактивного топлива, полученного из нефти. Коммерческий рейс 1403 Eco-skies вылетел из аэропорта Хьюстона IAH в 10:30 и приземлился в аэропорту ORD Чикаго в 13:03.
В сентябре 2016 года национальный авиаперевозчик Нидерландов KLM заключил контракт с AltAir Fuels на обеспечение всех рейсов KLM. вылет из международного аэропорта Лос-Анджелеса с биотопливом. В течение следующих трех лет компания Paramount, штат Калифорния, будет перекачивать биотопливо прямо в аэропорт со своего ближайшего нефтеперерабатывающего завода.
Биодизель также может быть в качестве топлива для отопления. в бытовых и коммерческих котельных - смесь топочного мазута и биотоплива, которая стандартизирована и облагается налогом несколько иначе, чем дизельное топливо, используемое для транспортировки. Биотопливо представляет собой запатентованную смесь биодизельного топлива и традиционного топочного мазута. Bioheat является зарегистрированным товарным знаком национального совета по биодизелю [NBB], национального исследовательского альянса по маслу [NORA] в США и Columbia Fuels в Канаде. Отопительный биодизель доступен в различных смесях. ASTM 396 смешет смеси, до 5 процентов биодизеля, как эквивалент чистого нефтяного печного топлива. Многие пользователи используют системы с более высоким уровнем биотоплива с содержанием до 20%. В настоящее время проводится исследования, чтобы определить, какие вещества ли такие смеси на объект.
Старые печи могут содержать резиновые детали, которые могут повлиять свойства биодизеля, но в противном случае биодизель может сжигаться без необходимости какой-либо конверсии. Однако следует проявлять осторожность, как лаки, оставленные бензином, высвобождаться и засорить трубы - требуется фильтрация топлива и быстрая замена фильтра. Другой подход состоит в том, чтобы использовать биодизельное топливо в смеси, уменьшить долю нефти с течением времени может лаку соскальзывать более постепенно и снизить вероятность засорения. Благодаря своим свойствам сильного растворителя печь очищается и в целом становится более эффективной. В документе о технических исследованиях описывается проект лабораторных исследований и полевых испытаний с использованием чистого биодизеля и смесей биодизеля в качестве топлива для котлах, работающих на жидком топливе отопления. Во время выставки Biodiesel Expo 2006 в Великобритании Эндрю Дж. Робертсон представил результаты своих исследований по биодизельному топливу на основе своей технической статьи и предположение, что биодизель B20 может сократить выбросы CO 2 в домашних хозяйствах Великобритании на 1,5 миллиона тонн в год.
Закон, принятый при Массачусетсе губернаторе Девале Патрике, требует, чтобы все это дизельное топливо для отопления домов было на 2% биотоплива к 1 июля 2010 г. и 5% биотоплива к 1 июля 2010 г. 2013 г. Нью-Йорк принял аналогичный закон.
На основании 80–90% затрат на разливы нефти вкладывается в очистку береговой линии, ведется поиск более эффективных и экономичных методов удаления разливов нефти с берега. Биодизель использует свою способность значительно растворять сырую нефть в зависимости от источника жирных кислот. В лабораторных условиях загрязненные отложения, имитирующие загрязненную береговую линию, были обработаны одним слоем биодизеля и подверглись воздействию имитированных приливов. Биодизельное топливо является эффективным растворителем нефти из-за его компонента сложного метилового эфира, который снижает вязкость сырой нефти. Кроме того, у нее более высокая плавучесть, чем у сырой нефти, что позже помогает в ее удалении. В результате 80% нефти было удалено из булыжника и мелкого песка, 50% - из крупного песка и 30% - из гравия. После выхода нефти с береговой линии смесь нефти и биодизеля вручную удаляется с поверхностью воды с помощью скиммеров. Любая оставшаяся смесь легко разрушается из-за высокой способности биодизеля к биологическому разложению и увеличенной поверхности смеси.
Биодизель также используется в арендованных генераторах В 2001 году UC Riverside установила 6-мегаваттную систему энергоснабжения, которая полностью работает на биодизеле. Резервные генераторы, работающие на дизельном топливе, позволяет компаниям избежать аварийных отключений критически важных операций за счет высокого уровня загрязнения и выбросов. Используя B100, эти генераторы смогли устранить существующие продукты, которые приводят к выбросам смога, озона и серы. Использование этих генераторов в районах вокруг школ, больниц и населения приводит к значительному сокращению ядовитого угарного газа и твердых частиц.
Рудольф Дизель Трансэтерификация Растительное масло было проведено еще в 1853 году Патриком Даффи, за четыре десятилетия до того, как первый дизельный двигатель заработал. Основная модель Рудольфа Дизеля, одиночный 10-футовый (3,05 м) железный цилиндр с маховиком в основании, впервые работал от собственного источника в Аугсбурге, Германия, 10 августа 1893 года, соответственно только на арахисовом масле. В память об этом событии 10 августа было объявлено «Международным днем биодизеля ".
Часто сообщается, что Дизель сконструировал свой двигатель для работы на арахисовом масле, но это не так. Дизель заявил в своих опубликованных статьях: "на Парижской выставке в 1900 году (Exposition Universelle ) компания Отто выступала небольшой дизельный двигатель, который по просьбе французского правительства работал на арахиде. (земляно-ореховое или арахисовое) масло (см. Биодизель), и затем работал так гладко, что лишь немногие люди знали об этом.Сконструирован для использования минерального масла, а работал на растительном масле без каких-либо изменений. В 1912 году Дизель провел соответствующие тесты и оказал поддержку в своей речи в 1912 году Дизель, который в значительных количествах растет в их африканских колониях и может быть легко выращен там ». сказал: «Использование растительных масел в качестве моторного топлива сегодня может показаться незначительным, но такие масла со временем могут стать такими такими. же важными, как нефть и каменноугольный деготь продукты настоящего времени ».
Несмотря на широкое использование дизельного топлива, полученного из нефти, интерес к растительным маслам в качестве двигателей внутреннего сгорания, указанного в нескольких странах в течение 1920-х и 1930-х годов, а в Вторая мировая война. Бельгия, Франция, Италия, Великобритания, Португалия, Германия, Бразилия, Аргентина, Сообщается, что Япония и Китай тестировали и использовали растительные масла в качестве дизельного топлива в течение этого периода. время. Сообщалось о некоторых эксплуатационных проблемах из-за высокой вязкости растительных масел по сравнению с нефтяным дизельным топливом, что приводит к плохому распылению топлива в топливной струе и часто приводит к отложению и закоксовыванию форсунок, камеры сгорания. и клапаны. Попытки преодолеть эти проблемы включали нагревание растительного масла, смешивание его с нефтяным дизельным топливом или этанолом, пиролиз и крекинг масел.
31 августа 1937 г. Г. Шаванн из Брюссельского университета (Бельгия) получил патент на «Процедуру преобразования растительных масел для их использования в качестве топлива» (фр. «Procédé de Transformation d. «Huiles Végétales en Vue de Leur Utilization Com Carburants»), Бельгийский патент 422 877. В этом патенте описан алкоголиз (часто называемый переэтерификацией) растительных масел с использованием этанола (и упоминается метанол) для отделения жирных кислот от глицерина путем замены глицерина короткими линейными спиртами. Это, по-видимому, первый отчет о производстве того, что сегодня известно как «биодизель». Это похоже (копия) на запатентованные методы, используемые в 18 веке для изготовления лампового масла, и в некоторых местах может быть вдохновлено некоторыми старинными историческими масляными лампами.
Совсем недавно, в 1977 году, бразильский ученый Экспедито Паренте изобрел и представил на патент первый промышленный процесс производства биодизеля. Этот процесс классифицируется как биодизельное топливо по международным нормам, что дает «стандартизованные характеристики и качество. Никакое другое предлагаемое биотопливо не было одобрено автомобильной промышленностью». По состоянию на 2010 год компания Parente Tecbio работает с Boeing и NASA над сертификацией биокеросина (биокеросина), другого продукта, произведенного и запатентованного бразильским ученым.
Исследования по использованию переэтерифицированного подсолнечного масла и его переработке до стандартов дизельного топлива были начаты в Южной Африке в 1979 году. К 1983 году процесс производства топливного качественного моторного масла испытанный биодизель был завершен и опубликован на международном уровне. Австрийская компания Gaskoks получила технологию от южноафриканских инженеров сельского хозяйства; компания построила первую экспериментальную установку по производству биодизеля в ноябре 1987 г. и первую промышленную установку в апреле 1989 г. (мощностью 30 000тонн рапса в год).
На протяжении 1990-х годов предприятия были открыты во многих европейских странах, включая Чехию, Германию и Швецию. Франция запустила производство биодизельного топлива (называемого диэфиром) из рапсового масла, которое смешивается с обычным дизельным топливом на уровне 5%, а также с дизельным топливом, используемым некоторыми внутренними флотами (например, общественный транспорт ) на уровне 30 %. Renault, Peugeot и другие производители имеют сертифицированные двигатели для грузовых автомобилей для использования с частичным биодизелем до уровня; эксперименты с 50% биодизелем продолжаются. В тот же период в других частях мира также увидели начало местного производства биодизеля: к 1998 году Австрийский институт биотоплива выявил 21 страну с коммерческими проектами по производству биодизеля. 100% биодизель теперь доступен на обычных заправочных станциях по всей Европе.
Биодизель обладает многообещающими смазочными свойствами и цетановым числом по сравнению с дизельным топливом с низким содержанием серы. Топливо с более высокой степенью смазки может увеличить службы оборудования для впрыска топлива под высоким давлением, смазка которого зависит от срока службы топлива. В зависимости от двигателя это могут быть насосы высокого давления, насос-форсунки (также называемые насос-форсунки) и топливные форсунки.
Старые дизельные двигатели Mercedes популярны для работы на биодизеле. теплотворная способность биодизеля составляет около 37,27 МДж / кг. Это на 9% ниже, чем у обычного бензина № 2. Вариации удельной энергии биодизеля больше от используемого сырья, чем от производственного процесса. Все-таки эти вариации меньше, чем для нефтедизеля. Было заявлено, что биодизель обеспечивает лучшую смазывающую способность и более полное сгорание, такую увеличенную выходную мощность двигателя частично компенсируя более высокую удельную энергию бензина.
Цвет биодизеля от золотистого до темно-коричневого цвета, в зависимости от метода производства. Он слегка смешивается с водой, имеет высокую точку кипения и низкое давление паров. точка вспышки биодизельного топлива выше 130 ° C (266 ° F), что значительно выше, чем у нефтяного дизельного топлива, которое может достичь 52 ° C (126 ° F). Биодизель имеет плотность ~ 0,88 г / см³, что выше, чем у петродизеля (~ 0,85 г / см³).
Биодизель практически не содержит серы и часто используется в качестве добавки для сверхнизкого содержания сернистого дизельного топлива (ULSD) для улучшения содержания серы в нефтяном дизельном топливе, обеспечивающую большую смазывающую способность.
Выходная мощность биодизеля зависит от его смеси, качества и условий нагрузки, при которых топливо сжигается. Тепловой КПД, например, B100 по сравнению с B20, будет изменяться из-за различного содержания энергии в различных смесях. Тепловой КПД топлива частично основан на таких характеристиках топлива, как: вязкость, удельная плотность и температура вспышки ; эти характеристики будут меняться по мере изменения смесей, а также качества биодизеля. Американское общество испытаний и материалов установило стандарты для оценки качества образца топлива.
Одно исследование показало, что тормозной термический КПД B40 превосходил нефтяной аналог при более высоких степенях сжатия (этот более высокий термический КПД тормозов был зарегистрирован при степенях сжатия 21: 1). Было отмечено, что по мере увеличения сжатия эффективности всех видов топлива, а также тестируемых смесей возрастала; хотя было обнаружено, что смесь B40 была наиболее экономичной при сжатии 21: 1 по сравнению со всеми другими смесями. Исследование показало, что это повышение эффективности связано с плотностью топлива, вязкостью и теплотворной способностью топлива.
Топливные системы некоторых современных дизельных двигателей предназначены для работы с биодизелем, в то время как многие двигатели для тяжелых условий эксплуатации могут работать на биодизельных смесях до B20. Традиционные топливные системы с непосредственным впрыском работают при давлении примерно 3000 фунтов на квадратный дюйм на конце форсунки, в то время как современная топливная система common rail работает при давлении более 30 000 фунтов на квадратный дюйм на конце форсунки. Компоненты предназначены для работы в широком диапазоне температур, от ниже нуля до более 1000 ° F (560 ° C). Ожидается, что дизельное топливо будет эффективно сгорать и производить как можно меньше выбросов. Принципы выбросов парных двигателей, вводимых для дизельных двигателей. Традиционная линейная система впрыска более снисходительна к топливу более низкого качества, чем топливная система с общей топливораспределительной рампой. Более высокое давление и более жесткие допуски системы Common Rail позволяет лучше контролировать распыление и время впрыска. Этот контроль распыления, позволяет повысить эффективность современных дизельных двигателей, а также лучше контролировать выбросы. Компоненты дизельной топливной системы взаимодействуют с топливом, эффективную работу топливной системы и, следовательно, двигателя. Топливо, не отвечающее техническим требованиям, приводит к нарушению характеристик работы, целостности всей топливной системы. Некоторые из этих параметров, такие как форма распыления и распыление, связаны со временем впрыска.
Одно исследование показало, что во время распыления биодизельного топлива и его смеси производили капли большего диаметра, чем капли, производимые традиционным нефтяным дизелем. Меньшие объясняются более низкой вязкостью и поверхностным натяжением традиционного дизельного топлива. Было обнаружено, что капли на периферии рисунка распыления были больше по диаметру, чем капли в центре. Это было связано с более быстрым падением давления на краю формы распыления; существует зависимость между размером и расстоянием от наконечника инжектора. Было обнаружено, что B100 имеет наибольшую проницаемость для распыления, это было связано с большей плотностью B100. Наличие капель большего размера может привести к снижению эффективности сгорания, увеличения выбросов и уменьшения мощности в лошадиных силах. В другом исследовании было обнаружено, что при впрыске биодизеля наблюдается короткая задержка впрыска. Эта задержка впрыска была связана с большей вязкостью биодизеля. Было отмечено, что более высокая вязкость и более высокое цетановое число биодизельное топливо по сравнению с традиционным нефтяным дизелем приводит к плохому распылению, а также к проникновению смеси с воздухом во время периода задержки воспламенения. Другое исследование отметило, что такая задержка воспламенения может вызвать выбросы NOx.
Выбросы присущи сжиганию дизельного топлива, которое регулируется в США. Агентство по охране окружающей среды (EPA ). Эти выбросы производят побочным продуктом процесса сгорания, чтобы обеспечить E.P.A. соответствующая топливная система должна быть способна контролировать сгорание топлива, а также уменьшать выбросы. В настоящее время внедряется ряд новых технологий для контроля выбросов дизельных двигателей. Система рециркуляции выхлопных газов, EGR, и дизельный сажевый фильтр, DPF, оба предназначены для уменьшения образования вредных выбросов.
Исследование, проведенное Национальный университет Чонбук пришел к выводу, что смесь биодизеля B30 снижает выбросы оксида углерода примерно на 83% и выбросов твердых частиц примерно на 33%. NOx, однако было обнаружено, что выбросы увеличиваются без применения E.G.R. система. В исследовании также сделан вывод о том, что смесь биодизеля B20 с E.G.R снижает выбросы двигателя. Кроме того, анализ, проведенный Калифорнийским советом по воздушным ресурсам, показано, что биодизельное топливо имеет самые низкие выбросы углерода из всех протестированных видов топлива: дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы, бензин, кукуруза этанол, сжатый природный газ и пять типов биодизеля из различного сырья. Их выводы также показали, что выбросы углерода от биодизеля сильно различаются в зависимости от текущего сырья. Из сои, сала, рапса, кукурузы и отработанного кулинарного масла соя показала самые высокие выбросы углерода.
При изучении влияния биодизеля на сажевые фильтры они были обнаружены, что, хотя присутствия карбонатов натрия и калия способствует каталитической конверсии зола, так как частицы дизельного топлива катализируются, могут скапливаться внутри DPF и так мешают зазоры фильтра. Это может вызвать засорение фильтра и помешать процессу регенерации. В исследовании влияния E.G.R. скорости со смесями биодизельного топлива ятропа было показано, что было снижение топливной эффективности и выходного крутящего момента из-за биодизеля в дизельном двигателе, разработанном с E.G.R. система. Было обнаружено, что выбросы CO и CO2 увеличились с возвращением рециркуляции выхлопных газов, но уровни NOx снизились. Уровень непрозрачности смесей ятропы был в приемлемом диапазоне, тогда как традиционное дизельное топливо не соответствовало приемлемым стандартам. Было показано, что снижение выбросов NOx было достигнуто с помощью E.G.R. система. Это исследование показало преимущество перед традиционным дизельным двигателем в определенном рабочем диапазоне E.G.R.
По состоянию на 2017 год смешанное биодизельное топливо (особенно B5, B8 и B20) регулярно используется во многих транспортных средствах большой грузоподъемности, особенно в транзитных автобусах в городах США. Определение выбросов выхлопных газов показало значительное сокращение выбросов по сравнению с обычным дизельным двигателем.
Биодизель имеет ряд стандартов качества, включая европейские стандарты EN 14214, ASTM International D6751 и другие.
Когда биодизельное топливо охлаждается в определенных точках, некоторые молекулы агрегируют и образуют кристаллы. Топливо начинает казаться мутным, когда кристаллы становятся больше одной четверти длины волны видимого света - это точка помутнения (CP). По мере дальнейшего охлаждения топлива эти кристаллы становятся больше. Самая низкая температура, при которой топливо может проходить через 45-микрометровый фильтр, - это точка закупоривания холодного фильтра (CFPP). По мере дальнейшего охлаждения биодизельное топливо превращается в гель, а затем затвердевает. В Европе существуют различия в требованиях CFPP между странами. Это отражено в национальных стандартах этих стран. Температура, при которой чистый (B100) биодизель начинает превращаться в гель, значительно меняется и зависит от смеси эфиров и, следовательно, используемого масла, используемого для производства биодизеля. Например, биодизельное топливо, произведенное из сортов семян канолы с низким содержанием эруковой кислоты (RME), начинает гелеобразование приблизительно при -10 ° C (14 ° F). Биодизель, полученный из говяжьего жира и пальмового масла, имеет тенденцию к гелеобразованию при температуре около 16 ° C (61 ° F) и 13 ° C (55 ° F) соответственно. Существует ряд коммерческих доступных добавок, которые значительно снижают температуру застывания и точку закупоривания холодного фильтра чистого биодизельного топлива. Зимняя эксплуатация также возможна путем смешивания биодизеля с другими жидкими топливами, включая дизельное топливо №2 с низким содержанием серы и дизельное топливо №1 / керосин.
. Другой подход к использованию биодизеля в холодных условиях заключается в использовании второго топливного бака для биодизеля в дополнение к стандартному дизельному топливу. Второй топливный бак может быть изолированным, а нагревательная спираль, использующая охлаждающая жидкость двигателя, проходит через бак. Топливные баки можно переключать, когда топливо достаточно прогрето. Аналогичный метод можно использовать для эксплуатации дизельных автомобилей на прямом растительном масле.
Биодизель может содержать небольшое, но проблематичное количество воды. Хотя он лишь слегка смешивается с водой, он гигроскопичен. Одной из причин, по которой биодизель может поглощать воду, является стойкость моно- и диглицеридов, оставшихся от неполной реакции. Эти молекулы могут действовать как эмульгатор, позволяя воде смешиваться с биодизелем. Кроме того, может присутствовать вода, остающаяся после обработки или являющаяся результатом конденсации резервуара для хранения. Присутствие воды является проблемой, потому что:
Раньше количество воды, загрязняющей биодизельное топливо, уменьшалось. было трудно измерить путем отбора проб, поскольку вода и масло разделяются. Однако теперь можно измерить содержание воды с помощью датчиков воды в масле.
Загрязнение воды также является потенциальной проблемой при использовании определенных химических катализаторов, задействованных в производственном процессе, в основном снижение каталитической эффективности основных (с высоким pH) катализаторов, таких как гидроксид калия. Было показано, что методология производства сверхкритического метанола, согласно которой процесс переэтерификации нефтяного сырья и метанола осуществляется при высокой температуре и давлении, в степени не зависит от наличия воды на этапе производства.
В некоторых странах биодизель дешевле обычного дизельного топлива Мировое производство биодизеля достигло 3,8 млн тонн в 2005 году. Приблизительно 85% производства биодизеля приходилось на Европейский Союз.
В 2007 году в США были средние розничные цены (на бензине), включая федеральные налоги на топливо и налоги штата, в размере B2 / B5 были ниже, чем на дизельное топливо, примерно на 12 центов, а смеси B20 были такими же, как нефтедизель. Однако в связи с резким изменением цен на дизельное топливо к июлю 2009 года Министерство энергетики США сообщило о средних затратах на нефтяное дизельное топливо на 15 центов за галлон (2,69 доллара за галлон против 2,54 доллара за галлон). B99 и B100 обычно стоят больше, чем бензин, за исключением случаев, когда местные органы власти используют налоговые льготы или субсидии. В октябре 2016 года биодизель (B20) был на 2 цента на галлон ниже, чем у нефтедизеля.
Биодизель обычно производится путем переэтерификации растительного масла. или сырье из животного жира, и другое непищевое сырье, такое как масло для жарки и т.д. Существует несколько методов проведения этой реакции переэтерификации, включая обычный периодический процесс, гетерогенные катализаторы, сверхкритические процессы, ультразвуковые методы и микроволновые методы.
Химически переэтерифицированный биодизель представляет собой смесь моно- алкил сложный эфиров длинноцепочечных жирных кислот. В наиболее распространенной форме используется метанол (преобразованный в метоксид натрия) для получения метил сложных эфиров (обычно называемых метиловый эфир жирных кислот - FAME), поскольку он самый дешевый доступный спирт, хотя этанол можно использовать для производства этилового эфира (обычно называемого этиловым эфиром жирных кислот - FAEE), биодизельного топлива и высших спиртов, таких как изопропанол и бутанол также использовались. Использование спиртов с более высокой молекулярной массой улучшает свойства текучести на холоде полученного сложного эфира за счет менее эффективной реакции переэтерификации. Процесс получения липидов переэтерификации используется для превращения базового масла в желаемые сложные эфиры. Любые свободные жирные кислоты (СЖК) в базовом масле либо превращаются в мыло и удаляются из процесса, либо они этерифицируются (с получением большего количества биодизеля) с использованием кислотного катализатора. После этой обработки, в отличие от чистого растительного масла, биодизельное топливо имеет свойства горения, очень похожие свойства на нефтяного дизельного топлива, и может заменить его в современных применений.
Метанол, использование топлива в большинстве процессов производства биодизеля, производится с использованием ископаемых видов. Существуют источники возобновляемого метанола, полученные с использованием диоксида углерода или биомассы в качестве сырья, что делает их производственные процессы свободными от ископаемого топлива.
Побочным продуктом процесса переэтерификации производства глицерин. На каждую 1 тонну произведенного биодизеля производится 100 кг глицерина. Первоначально существовал ценный рынок для глицерина, который помогал экономике в целом. Однако с глиной мирового производства биодизеля рыночная цена на этот сыройцерин (обеспечивает 20% воды и остатков катализатора) упала. Во всем мире действуют исследования по использованию этого глицерина в качестве строительного химического элемента (см. химический промежуточный продукт в статье Википедии «Глицерин »). Одной из инициативы в Великобритании является Glycerol Challenge.
Обычно этот сырой глицерин необходимо очистить, обычно путем вакуумной перегонки. Это довольно энергоемко. Очищенный глицерин (чистота 98% +) можно использовать напрямую или превратить в другие продукты. В 2007 году были сделаны следующие объявления: Совместное предприятие Ashland Inc. и Cargill объявило о планах заявлять пропиленгликоль в Европе из глицерина и Dow. Компания Chemical объявила о подобных планах в отношении Северной Америки. Dow также поможет построить в Китае завод по производству эпихлоргидрина из глицерина. Эпихлоргидрин является сырьем для эпоксидных смол.
В 2007 году производственные мощности по производству биодизеля росли быстрыми темпами, при этом среднегодовые темпы роста с 2002 по 2006 год составили более 40%. За 2006 год, последний из которых можно было получить фактические данные о производстве, общее мировое производство биодизеля составило около 5-6 миллионов тонн, при этом 4,9 миллиона тонн были переработаны в Европе (из которых 2,7 миллиона тонн были из Германии), а большая часть остального. из США. В 2008 году производство только в Европе выросло до 7,8 миллиона тонн. В июле 2009 года на импорт американского биодизеля в Европейском Союзе была добавлена пошлина, чтобы уравновесить конкуренцию со стороны европейских, особенно немецких производителей. Мощность на 2008 год в Европе составила 16 миллионов тонн. Для сравнения: общий спрос на дизельное топливо в США и Европе составляет примерно 490 миллионов тонн (147 миллиардов галлонов). Общее мировое производство растительного масла для всех целей в 2005/06 году составило около 110 миллионов тонн, из которых около 34 миллионов тонн каждого из пальмового масла и соевого масла. По состоянию на 2018 год Индонезия является крупнейшим в мире поставщиком биотоплива на основе пальмового дерева с годовым объемом производства 3,5 миллиона тонн и, как ожидается, будет экспортировать около 1 миллиона тонн биодизеля.
Производство биодизеля в США в 2011 году стало новым этапом в отрасли. В соответствии со Стандартом EPA по возобновляемым источникам топлива для заводов по производству биодизеля были реализованы целевые показатели, позволяющие и документировать уровни производства по сравнению с общим спросом. Согласно данным на конец года, опубликованным EPA, производство биодизеля в 2011 году превысило 1 миллиард галлонов. Этот объем производства намного превысил показатель в 800 миллионов галлонов, установленный EPA. Прогнозируемый объем производства на 2020 год составляет почти 12 миллиардов галлонов.
Для производства биодизеля можно использовать различные масла. К ним относ:
Многие защитники считают, что отработанное растительное масло является средством производства масла для производства биодизеля. Это локальное решение не может быть адаптировано к текущим темпам потребления топлива.
Животные жиры являются продуктом продуктивного производства мяса и пищи. Хотя было бы неэффективно выращивать животных (или ловить рыбу) только из-за их жира, использование побочных продуктов увеличения животноводческой отрасли (свиней, крупного рогатого скота, птицы). Сегодня предприятия по производству биодизельного топлива с использованием материалов производственное высококачественное биодизельное топливо на основе животного жира. В настоящее время в США строится завод стоимостью 5 миллионов долларов с намерением 11,4 миллиона литров (3 миллиона галлонов) биодизеля из примерно 1 миллиарда кг (2,2 миллиарда фунтов) куриного жира, производимого ежегодно на местных предприятий. Птицефабрика Тайсон. Точно так же некоторые небольшие заводы по производству биодизеля используют отработанный рыбий жир в сырье. Проект, финансируемый ЕС (ENERFISH) предполагает, что на вьетнамском заводе по производству биодизеля из сома (баса, также известный как пангасиус) производительность 13 тонн биодизеля в день может быть произведена из 81 тонны рыбные отходы (в свою очередь, от 130 тонн рыбы). В этом проекте биодизельное топливо используется в качестве топлива для блока ТЭЦ на рыбоперерабатывающем заводе, в основном для питания завода по заморозке рыбы.
Текущее мировое производство растительного масла и животного жира для замены жидкого ископаемого топлива. Кроме того, некоторые возражают против использования специального использования земледелия, как следствие, удобрений, использования пестицидов и преобразования землепания, которые потребуются для производства дополнительного растительного масла. По оценкам Управления энергетической информации, Министерства энергетики США, в США используется примерно 160 миллионов тонн (350 миллиардов фунтов) транспортного дизельного топлива и мазута для отопления. В наших Штатах производство растительного масла для всех целей оценивается примерно в 11 миллионов тонн (24 миллиарда фунтов), а производство животного жира - в 5,3 миллиона тонн (12 миллиардов фунтов).
Если вся пахотная земля Площадь США (470 миллионов акров, или 1,9 миллиона квадратных километров) была отведена под производство биодизельного топлива из сои, это примерно обеспечило бы необходимые 160 миллионов тонн (при оптимистичных 98 галлонах США на акр) Биодизеля). Эта площадь суши в принципе может быть значительно уменьшена с помощью водорослей, если удастся преодолеть препятствия. Министерство энергетики США оценивает, что если бы из водорослей заменило все нефтяное топливо в Штатах, для этого потребовалось бы 15 000 квадратных миль (39 000 квадратных километров), что на несколько тысяч квадратных миль больше, чем Мэриленд, или на 30% больше, чем площадь Бельгии, при урожайности 140 тонн / га (15 000 галлонов США / акр). Учитывая более реалистичную урожайность в 36 тонн / га (3834 галлона США / акр), необходимая площадь составляет около 152 000 квадратных километров, что примерно равно площади штата США или Англии и Уэльса. Преимущества водорослей заключаются в том, что их можно выращивать на непахотных землях, таких как пустыни или в морской среде, потенциальные урожаи масла намного выше, чем у растений.
Эффективность выпуска сырья на единицу площади влияет на возможность наращивания производства до огромных промышленных уровней, необходимых для питания значительного процента транспортных средств.
| Урожай | Урожайность | |
|---|---|---|
| л / га | галлон США / акр | |
| Пальмовое масло | 4752 | 508 |
| Кокос | 2151 | 230 |
| Cyperus esculentus | 1628 | 174 |
| Рапс | 954 | 102 |
| Соя ( Индиана) | 554-922 | 59,2–98,6 |
| Китайский жир | 907 | 97 |
| Арахис | 842 | 90 |
| Подсолнечник | 767 | 82 |
| Конопля | 242 | 26 |
Урожайность топлива из водорослей еще не определена точно, но Министерство энергетики сообщает, что урожай водорослей В 30 больше энергии на акр, чем у наземных культурных, таких как соя. Урожайность 36 тонн с гектара считается практичной Ами Бен-Амоц из Института океанографии в Хайфе, которая занимается коммерческим выращиванием водорослей более 20 лет.
Ятрофа регистрируется как высокоурожайный источник биодизеля, но его урожайность сильно зависит от климатических и почвенных условий. По нижним оценкам урожайность составляет около 200 галлонов США / акр (1,5–2 тонны с гектара) с урожая; в более благоприятном климате было получено два или более урожая в год. Он выращивается на Филиппинах, Мали и Индии, устойчивым к засухе и может делить пространство другими товарными культурами, такими как кофе, сахар, фрукты и овощи. Он хорошо подходит для полузасушливых земель и может устройств замедления опустынивания, по мнению его сторонников.
Чистый биодизель (B-100) сделан из соевых бобов Согласно исследованию д-ра. Ван Дайн и Реймер из Управление долины Теннесси, средняя ферма в США потребляет топливо из расчета 82 литра на гектар (8,75 галлона США / акр) для выращивания одного урожая. Однако средние урожаи рапса дают масло в среднем 1029 л / га (110 галлонов США / акр), а высокопродуктивные поля рапса дают около 1356 л / га (145 галлонов США / акр). Соотношение ввода и вывода в этих случаях составляет примерно 1: 12,5 и 1: 16,5. Известно, что фотосинтез имеет коэффициент эффективности около 3–6% от общей солнечной радиации, общая эффективность этой цепочки в настоящее время составляет около 1%. Это может быть невыгодно по сравнению с солнечными элементами в сочетании с электроприводом, биодизелем дешевле в развертывании (солнечные элементы стоят примерно 250 долларов США за квадратный метр) и транспортом (для электромобилей требуются батареи, которые в настоящее время намного больше) более низкую плотность энергии по сравнению с жидким топливом). Исследование 2005 года показало, что для производства биодизеля с использованием соевых бобов требуется на 27% больше ископаемой энергии, чем для производства биодизеля, и на 118% больше энергии с использованием подсолнечника.
Однако этих статистических данных недостаточно, чтобы показать, экономически ли такое изменение смысла. Необходимо учитывать дополнительные факторы, такие как: топливный эквивалент энергии, необходимая обработка, выход топлива из сырого масла, отдача выращивания от продуктов питания, влияние биодизеля на цены на продукты питания и относительная стоимость биодизеля по сравнению с нефтедизелем, загрязнение воды стоками с ферм, истощение почвы и внешние издержки политического и военного вмешательства в нефтедобывающих странах, направленных на контроль цен на нефтедизель.
Споры по энергетическому балансу биодизеля продолжаются. Полный переход на биотопливо может потребоватьных участков земли, если используются традиционные сельскохозяйственные культуры (хотя непродовольственные культуры местные). Проблема будет особенно серьезной для стран с крупной экономикой, поскольку потребление энергии зависит от объема производства.
Если использовать только традиционные пищевые растения, для таких стран нет достаточной пахотной земли для производства биотоплива для национальных транспортных средств. Страны с меньшей потреблением энергии (следовательно, меньшим потреблением энергии) могут оказаться в лучшем положении, хотя многие регионы могут себе отвлекать землю от производства продуктов питания.
Для стран третьего мира источники биодизеля, использующие маргинальные земли, могут иметь больше смысла; например, pongam oiltree орехи, выращенные вдоль дорог или jatropha, выращенные вдоль железнодорожных линий.
В тропических регионах, таких как Малайзия и Индонезия, выращиваются растения, производящие пальмовое масло, выращиваются быстрыми темпами для удовлетворения растущего спроса на биодизельное топливо в Европе и на других рынках. Ученые показали, что удаление тропических лесов для пальмовых плантаций не является экологически безопасным, поскольку расширение плантаций представляет собой экологически безопасных тропических лесов и биоразнообразия.
В Германии было подсчитано, что биодизельное топливо из пальмового масла имеет менее треть затрат на производство биодизеля из семян рапса. Непосредственным средством использования энергии в биодизеле является солнечная энергия, улавливаемая растениями во время фотосинтеза. Относительно положительного энергетического баланса биодизеля:
Было выполнено множество экономических исследований, касающихся экономический эффект от производства биодизеля. Одно исследование, проведенное по заказу Национального совета по биодизелю, показало, что производство биодизеля поддерживает более 64 000 рабочих мест. Рост производства биодизеля также помогает значительно увеличить ВВП. В 2011 году биодизель произвел более 3 миллиардов долларов ВВП. Судя по продолжающемуся росту Стандарта для возобновляемых источников топлива и расширению льгот по налогу на биодизельное топливо, количество рабочих мест может увеличиться до 50 725, доход составит 2,7 миллиарда долларов, а к 2012 и 2013 годам он достигнет 5 миллиардов долларов ВВП.
Одной из основных движущих сил внедрения биодизеля является энергетическая безопасность. Это означает, что зависимость страны от нефти снижается и заменяется использованием местных источников, таких как уголь, газ или возобновляемые источники. Таким образом, страна может получить выгоду от внедрения биотоплива без сокращения выбросов парниковых газов. Хотя общий энергетический баланс обсуждается, очевидно, что зависимость от нефти снижается. Одним из примеров является энергия, используемая для производства удобрений, которые могут поступать из различных источников, помимо нефти. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии США (NREL) заявляет, что энергетическая безопасность является движущей силой номер один в программе США по производству биотоплива, а в документе Белого дома «Энергетическая безопасность для 21 века» ясно говорится, что энергетическая безопасность является основной причиной для продвижения биодизель. Бывший президент комиссии ЕС Хосе Мануэль Баррозу, выступая на недавней конференции ЕС по биотопливу, подчеркнул, что правильно управляемое биотопливо может укрепить безопасность поставок ЕС за счет диверсификации источников энергии.
Многие страны мира участвуют в растущем использовании и производстве биотоплива, такого как биодизель, в качестве источника энергии, альтернативного ископаемому топливу и нефти. Чтобы способствовать развитию индустрии биотоплива, правительства приняли законы и законы в качестве стимулов для уменьшения зависимости от нефти и увеличения использования возобновляемых источников энергии. Многие страны имеют свою собственную независимую политику в отношении налогообложения и скидок на использование, импорт и производство биодизеля.
Закон о защите окружающей среды Канады требовал, чтобы к 2010 году бензин содержал 5% возобновляемых источников, а к 2013 году дизельное топливо и мазут содержали 2% возобновляемый контент. Программа EcoENERGY для биотоплива субсидировала производство биодизеля, среди прочего биотоплива, с помощью стимулирующей ставки в размере 0,20 канадского доллара за литр с 2008 по 2010 год. Каждый год в последующий год будет применяться снижение на 0,04 доллара США, пока стимулирующая ставка не достигнет 0,06 доллара в 2016 году. в провинциях также приняты особые законодательные меры в отношении использования и производства биотоплива.
Акцизный налоговый кредит на этанол (VEETC) был основным источником финансовой поддержки для биотоплива, но срок его действия должен был истечь в 2010 году. В соответствии с этим законом производство биодизеля гарантировало налоговый кредит в размере 1 доллара США за галлон, произведенный из первичных масел, и 0,50 доллара за галлон, сделанный из переработанных масел. В настоящее время соевое масло используется для производства соевого биодизеля для многих коммерческих целей, таких как смешивание топлива для транспортных секторов.
Европейский Союз является крупнейшим производителем биодизеля вместе с Францией и Германией. быть ведущими производителями. Чтобы увеличить использование биодизеля, существуют правила, требующие смешивания биодизеля с топливом, включая штрафы, если эти нормы не будут достигнуты. Во Франции цель состояла в том, чтобы достичь 10% -ной интеграции, но планы на это прекратились в 2010 году. В качестве стимула для стран Европейского Союза к продолжению производства биотоплива предусмотрены налоговые льготы для определенных квот производимого биотоплива. В Германии минимальный процент биодизеля в транспортном дизельном топливе установлен на уровне 7%, так называемый «B7».
Всплеск интереса к биодизелю высветил ряд воздействий на окружающую среду, связанных с его использованием. Они потенциально включают сокращение выбросов парниковых газов, обезлесения, загрязнения и скорости биоразложения.
согласно анализу воздействия на нормативные требования Программы стандартов возобновляемого топлива Агентства по охране окружающей среды, выпущенный в феврале 2010 года, биодизельное топливо из соевого масла приводит к снижению выбросов парниковых газов в среднем на 57% по сравнению с нефтяным дизельным топливом, а биодизельное топливо, произведенное из отработанного жира, приводит к сокращению выбросов на 86%. См. Главу 2.6 в отчете EPA для получения более подробной информации.
Однако экологические организации, например Rainforest Rescue и Greenpeace, критикуют выращивание растений, используемых для производства биодизеля, например масличных пальм, сои и сахарного тростника.. Вырубка тропических лесов усугубляет изменение климата, и уязвимые экосистемы разрушаются, чтобы расчистить землю для плантаций масличной пальмы, сои и сахарного тростника. Более того, биотопливо способствует голоду в мире, поскольку пахотные земли больше не используются для выращивания продуктов питания. Агентство по охране окружающей среды (EPA) опубликовало данные в январе 2012 года, показывающие, что биотопливо, изготовленное из пальмового масла, не будет учитываться в национальном мандате на возобновляемые источники топлива, поскольку оно не благоприятно для климата. Экологи приветствуют этот вывод, потому что рост плантаций масличных пальм привел к вырубке тропических лесов, например, в Индонезии и Малайзии.
В некоторых бедных странах рост цена на растительное масло вызывает проблемы. Некоторые предлагают производить топливо только из непищевых растительных масел, таких каккамелина, ятрофа или морская мальва, которые могут расти на маргинальных сельскохозяйственных землях, где много деревьев и урожай не будет расти или будет давать только низкие урожаи.
Другие утверждают, что проблема более фундаментальная. Фермеры могут переключиться с выращивания продовольственных культур на производство культур для биотоплива, чтобы заработать больше денег, даже если новые культуры несъедобны. Закон спроса и предложения предсказывает, что, если меньше фермеров будет производить продукты питания, цены на продукты питания вырастут. Это может занять некоторое время, так как фермерам может потребоваться время, чтобы изменить то, что они выращивают, но растущий спрос на биотопливо первого поколения, вероятно, приведет к росту цен на многие виды продуктов питания. Некоторые отмечают, что есть бедные фермеры и бедные страны, которые зарабатывают больше денег из-за более высокой цены на растительное масло.
Биодизель из морских водорослей не обязательно заменит земные земли, которые в настоящее время используются для производства продуктов питания и новых альгакультура могут быть созданы рабочие места.
Для сравнения следует отметить, что при производстве биогаза используются сельскохозяйственные отходы для производства биотоплива, известного как биогаз, а также для производства компоста, тем самым улучшая сельское хозяйство, устойчивость и производство продуктов питания.
В настоящее время ведутся исследования по поиску более подходящих культур и повышению урожайности масла. Возможны и другие источники, в том числе фекалии человека, с Гана, которая строит свой первый «завод по производству биодизельного топлива из фекальных отложений». При нынешней урожайности потребуются огромные площади земли и пресной воды, чтобы произвести достаточно нефти, чтобы полностью заменить использование ископаемого топлива. Для удовлетворения текущих потребностей США в отоплении и транспортировке потребуется вдвое больше территории США, чтобы отвести под производство сои, или две трети - под выращивание рапса.
Специально выращенные сорта горчицы могут давать разумные урожаи. высокие урожаи масла и очень полезны в севообороте с зерновыми, и имеют дополнительное преимущество, заключающееся в том, что мука, оставшаяся после отжима масла, может действовать как эффективный и биоразлагаемый пестицид.
NFESC с базой в Санта-Барбара Biodiesel Industries работает над разработкой биодизельных технологий для военно-морского флота и армии США, одного из крупнейших потребителей дизельного топлива в мире.
Группа испанских разработчиков, работающих в компании под названием Ecofasa, объявила о новом биотопливе, сделанном из мусора. Топливо создается из обычных городских отходов, которые обрабатываются бактериями для производства жирных кислот, которые можно использовать для производства биодизеля.
Другой подход, который не требует использования химических веществ для производства, включает использование генетически модифицированные микробы.
С 1978 по 1996 год США NREL экспериментировал с использованием водорослей в качестве источника биодизеля в «Программе водных видов ». Самостоятельно опубликованная статья Майкла Бриггса в UNH Biodiesel Group предлагает оценки реалистичной замены всего автомобильного топлива биодизелем за счет использования водорослей с содержанием природного масла более 50%, которые, по мнению Бриггса, можно выращивать в прудах с водорослями на очистных сооружениях. Эти богатые маслами водоросли затем могут быть извлечены из системы и переработаны в биодизельное топливо, а высушенный остаток переработан для получения этанола.
Производство водорослей для сбора масла для биодизеля еще не проводилось в промышленных масштабах, но были проведены технико-экономические обоснования для получения вышеуказанной оценки урожайности. Помимо прогнозируемой высокой урожайности, альгакультура - в отличие от биотоплива на основе сельскохозяйственных культур - не влечет за собой снижения производства продуктов питания, поскольку для этого не требуются ни сельхозугодья, ни пресная вода. Многие компании используют биореакторы на водорослях для различных целей, включая увеличение производства биодизеля до коммерческих уровней.
Проф. из Университета Алабамы в Хантсвилле продемонстрировал экстракцию липидов биодизеля из влажных водорослей с использованием простой и экономичной реакции в ионных жидкостях.
Millettia pinnata, также известная как Pongam Oiltree или Pongamia - это бобовое, масличное дерево, которое было признано подходящим для производства непищевого растительного масла.
Плантации Pongamia для производства биодизеля приносят двойную пользу окружающей среде. Деревья накапливают углерод и производят мазут. Понгамия растет на малоплодородных землях, не пригодных для выращивания продовольственных культур, и не требует нитратных удобрений. Масличное дерево дает самый высокий урожай масличных растений (примерно 40% от веса семян составляет масло) при росте на недоедающих почвах с высоким содержанием соли. Это становится основным направлением деятельности ряда исследовательских организаций по биодизелю. Основными преимуществами Pongamia являются более высокое извлечение и качество масла по сравнению с другими культурами и отсутствие прямой конкуренции с продовольственными культурами. Однако рост на маргинальных землях может привести к снижению урожайности масла, что может вызвать конкуренцию с продовольственными культурами за лучшую почву.
Jatropha Biodiesel из DRDO, Индия. Несколько групп в различных секторах проводят исследования Jatropha curcas, ядовитого кустовидного дерева, которое дает семена, которые многие считают чтобы быть жизнеспособным источником биодизельного исходного масла. Большая часть этого исследования направлена на повышение общего урожая масла ятрофы с акра за счет достижений в области генетики, почвоведения и садоводства.
SG Biofuels, разработчик Jatropha из Сан-Диего, использовала молекулярную селекцию и биотехнологию для получения элитных гибридных семян Jatropha, которые демонстрируют значительное повышение урожайности по сравнению с сортами первого поколения. SG Biofuels также утверждает что такие штаммы дают дополнительные преимущества, включая улучшенную синхронность цветения, более высокую устойчивость к вредителям и болезням, а также повышенную устойчивость к холоду.
Plant Research International, подразделение Университета и исследовательского центра Вагенингена в Нидерландах, поддерживает текущий проект оценки ятрофы (JEP), который исследует возможность крупномасштабного выращивания ятрофы с помощью полевых и лабораторных экспериментов.
Центр устойчивого энергетического сельского хозяйства (CfSEF)) - базирующаяся в Лос-Анджелесе некоммерческая исследовательская организация, занимающаяся исследованиями ятрофы в области растениеводства, агрономии и садоводства. Прогнозируется, что успешное изучение этих дисциплин увеличит урожайность фермы ятрофы на 200–300% в следующие десять лет.
Так называемые жиры, масла и смазки (FOG), извлеченный из сточных вод, также можно превратить в биодизель.
Группа в Российской академии наук в Москве опубликовали статью в сентябре 2008 года, в которой говорилось, что они выделили большое количество липидов из одноклеточных грибов и превратили их в биодизельное топливо экономически эффективным способом. Дополнительные исследования этого вида грибов; Cunninghamella japonica и другие, вероятно, появятся в ближайшем будущем.
Недавнее открытие варианта гриба Gliocladium roseum указывает на производство так называемого микодизеля из целлюлозы. Этот организм был недавно обнаружен в тропических лесах северной Патагонии и обладает уникальной способностью превращать целлюлозу в углеводороды средней длины, обычно содержащиеся в дизельном топливе.
Исследователи из Университета Невады, Рино, успешно произвели биодизельное топливо из масла, полученного из использованной кофейной гущи. Их анализ использованной гущи показал содержание масла от 10% до 15% (по весу). После того, как масло было извлечено, оно подверглось традиционной переработке в биодизель. Подсчитано, что готовое биодизельное топливо может быть произведено по цене около одного доллара США за галлон. Кроме того, сообщалось, что «метод не сложен» и что «кофе так много, что потенциально можно производить несколько сотен миллионов галлонов биодизеля ежегодно». Однако даже если бы вся кофейная гуща в мире использовалась для производства топлива, произведенное количество было бы менее 1 процента дизельного топлива, используемого в Соединенных Штатах ежегодно. «Это не решит мировых энергетических проблем», - сказал доктор Мисра о своей работе.
Недавно жир аллигатора был определен как источник производят биодизель. Ежегодно около 15 миллионов фунтов аллигаторного жира выбрасывается на свалки как побочный продукт производства мяса и кожи аллигатора. Исследования показали, что биодизель, полученный из аллигаторного жира, по составу аналогичен биодизелю, полученному из соевых бобов, и его дешевле переработать, поскольку это в первую очередь побочный продукт.
Микрореактор был разработан для преобразования биодизельного топлива в водородный пар для питания топливных элементов.
Паровой риформинг, также известный как риформинг ископаемого топлива, представляет собой процесс, который производит водородный газ из углеводородного топлива, в первую очередь биодизель за счет его эффективности. ** Микрореактор ** или риформер - это технологическое устройство, в котором водяной пар вступает в реакцию с жидким топливом при высокой температуре и давлении. При температурах от 700 до 1100 ° C катализатор на основе никеля позволяет производить окись углерода и водород:
углеводород + H2O ⇌ CO + 3 H2 (сильно эндотермический)
Кроме того, более высокий выход газообразного может быть использован путем дальнейшего окисления моноксида углерода для производства большего количества водорода и диоксида углерода:
CO + H2O → CO2 + H2 (умеренно экзотермический)
Справочная информация о водородных топливных элементах
Топливные элементы работают аналогично батареям в том смысле, что электричество получают в химическом смысле. Отличие топливных элементов от батарей заключается в их способности питаться от постоянного водорода, находящегося в атмосфере. Кроме того, они производят только воду в качестве побочного продукта и практически бесшумны. Обратной стороной топливных элементов, работающих на водороде, является высокая стоимость и опасность хранения легковоспламеняемого водорода под давлением.
Один из способов, которым новые переработчики могут преодолеть опасность транспортировки водорода, - это выполнить его по мере необходимости. Микрореакторы могут быть объединены для создания системы, которая нагревает углеводородный под высоким давлением газообразного водорода и диоксида углерода, процесс, называемый паровым риформингом. Это дает возможность использовать водородные заправочные станции или даже бортовые источники водородного топлива для автомобилей с водородными элементами. Внедрение в автомобили преобразовывать богатые энергией виды топлива, такие как биодизель, в пользу энергии, избегая при этом горения и побочных продуктов загрязнения. Квадратный кусок металла размером с ладонь содержит микроскопические каналы с каталитическими центрами, которые непрерывно превращают биодизель и даже его побочный продукт - глицерин в водород.
По состоянию на 2020 год исследователи из Австралии CSIRO изучали сафлоровое масло из специально выведенного сорта в качестве моторного смазочного материала, а исследователи из Государственного университета Монтаны Топливный центр в США изучает характеристики масла в большом дизельном двигателе, и результаты были описаны как "переломный момент"..
Смазывающая способность топлива играет важную роль в износе двигателя. Дизельный двигатель использует топливо для обеспечения смазывающей способности металлических компонентов, которые постоянно контактируют друг с другом. Биодизельное топливо - намного лучшая смазка по сравнению с дизельным топливом на ископаемом топливе из-за наличия сложных эфиров. Испытания показали, что добавление небольшого количества биодизеля к дизельному топливу может значительно повысить смазывающую способность топлива в краткосрочной перспективе. Однако в течение более длительного периода времени (2–4 года) исследования показывают, что биодизельное топливо теряет смазочные свойства. Это может быть связано с усилением коррозии с течением времени из-за окисления ненасыщенных молекул или повышенного содержания воды в биодизеле из-за поглощения влаги.
Одной из основных проблем, связанных с биодизелем, является его вязкость. Вязкость дизельного топлива составляет 2,5–3,2 сСт при 40 ° C, а вязкость биодизельного топлива, изготовленного из соевого масла, составляет от 4,2 до 4,6 сСт. Вязкость дизельного топлива должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить достаточную смазку для деталей двигателя, но достаточно низкой, чтобы течь при рабочая температура. Высокая вязкость может забить топливный фильтр и систему впрыска в двигателях. Растительное масло состоит из липидов с длинными цепочками углеводородов, чтобы снизить его вязкость, липиды расщепляются на более мелкие молекулы сложных эфиров. Это достигается путем преобразования растительного масла и животных жиров в сложные алкиловые эфиры с использованием переэтерификации для снижения их вязкости. Тем не менее, вязкость биодизеля остается выше, чем у дизельного топлива, и двигатель не может использовать топливо при низких температурах из-за медленного прохождения через топливный фильтр.
Биодизель имеет более высокий удельный расход топлива на тормоз по сравнению с дизелем, что означает, что для того же крутящего момента требуется больший расход биодизельного топлива. Однако было обнаружено, что смесь биодизеля B20 обеспечивает максимальное увеличение теплового КПД, наименьшее удельное потребление энергии тормозами и более низкие выбросы вредных веществ. Производительность двигателя зависит от свойств топлива, а также от сгорания, давления в форсунке и многих других факторов. Поскольку существуют различные смеси биодизельного топлива, это может объяснить противоречивые отчеты о характеристиках двигателя.
Портал окружающей среды 
Портал возобновляемых источников энергии  | Wikimedia Commons содержит материалы, связанные с Биодизель. |
 | В Викиучебниках есть книга на тему: Самостоятельно |
