Einführung
Biodiesel ist ein erdölfreier Dieselkraftstoff, der aus kurzen Esterketten besteht. Er wird aus einer Reihe natürlicher Quellen wie tierischen und pflanzlichen Ölen hergestellt. Pflanzenöl wird meist gegenüber tierischen Quellen bevorzugt. Zu den häufig verwendeten Pflanzen gehören: Palmen, Baumwollsamen, Erdnüsse, Sonnenblumen und Sojabohnen. Studien zeigen, dass Biodiesel auch aus recyceltem Speisefett hergestellt werden kann. Bei der Verarbeitung von Biodiesel wird das Öl oder Fett gereinigt und anschließend mit Ethanol oder Methanol zur Reaktion gebracht. Die Reaktion findet unter Verwendung von Kalium- oder Natriumhydroxid statt, die als Katalysatoren wirken. Der Prozess wird als Umesterung bezeichnet; dabei wird Triacylglycerin in Ester und Glycerin umgewandelt. Biodiesel kann entweder in reiner Form verwendet oder mit Dieselkraftstoff auf Erdölbasis gemischt werden, um Mischungen zu bilden (IEA 2004).
Biodiesel wird in vielen Anwendungen gegenüber Dieselkraftstoffen auf Erdölbasis bevorzugt. Er wird als häusliche und gewerbliche Energiequelle genutzt. Viele Menschen ziehen die Verwendung von Biodiesel in Betracht, weil er umweltfreundlich ist, zur Energieerzeugung erneuert werden kann, biologisch abbaubar ist und im Vergleich zu anderen herkömmlichen Kraftstoffen weniger Emissionen verursacht.
Emissionskontrolle
Kraftstoffe stoßen Produkte aus, die für Mensch und Umwelt schädlich sind und dem Gesetzgeber, der Wissenschaft und den Verbrauchern große Sorgen bereiten. Zu diesen Produkten gehören Schwefel und verwandte Produkte, die sauren Regen verursachen, Kohlenmonoxid, das für Menschen giftig ist, Kohlendioxid, das die globale Erwärmung beeinflusst, unverbrannte Kohlenwasserstoffe, die die Bildung von Ozon und Smog beeinflussen, und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, von denen angenommen wird, dass sie einige Arten von Krebs beeinflussen. Nach dem Clean Air Act müssen alle Biokraftstoffe auf ihre Emissionen geprüft werden. Informationen des National Biodiesel Board zeigen, dass reiner Biodiesel im Durchschnitt -67% unverbrannte Kohlenwasserstoffe, -48% Kohlenmonoxid, -47% Feinstaub, +10% Nox, -100% Sulfate und -80% PAH emittiert. Bei einem Gemisch mit zwanzig Prozent Biodiesel steigt der Ausstoß dieser Produkte zwar an, aber immer noch zu unbedeutenden Prozentsätzen. Studien zeigen, dass B100 in der Lage ist, die Kohlendioxidemissionen um etwa achtundsiebzig Prozent zu reduzieren und die krebserregenden Eigenschaften von Dieselkraftstoff um etwa vierundneunzig Prozent zu verringern (Dianne 2003). Dies zeigt, dass Biodiesel sowohl für die Menschen als auch für die Umwelt freundlich ist.
Toxizitätsrate
Studien zeigen, dass Biodiesel für Landtiere und Wasserorganismen ungiftig ist. Ein Vergleich zwischen der Toxizität von Biodiesel und Natriumchlorid zeigt, dass Biodiesel eine tödliche Dosis von etwa siebzehneinhalb Prozent pro Kilogramm Körpergewicht aufweist, was etwa zehnmal weniger toxisch ist als Natriumchlorid. Tests zur Wirkung auf die Haut, wie ein vierundzwanzigstündiger Pflastertest am Menschen mit reinem Biodiesel, führen zu einer leichten Reizung der Haut. Wenn vier Prozent Seife mit Wasser gemischt werden und die Wirkung der Lösung mit der Wirkung von Biodiesel verglichen wird, reizt die Seifenlösung die Haut stärker. Biodiesel hat eine für Wasserorganismen unbedeutende tödliche Konzentration. Biodiesel verbrennt bei einer höheren Temperatur als herkömmlicher Diesel, ein Faktor, der das Risiko einer unbeabsichtigten Verbrennung verringert. Sein Flammpunkt liegt bei über 260° F, während Diesel auf Erdölbasis bei etwa 125° F liegt. Bei Mischungen von Biodiesel und Erdölkraftstoffen steigt der Flammpunkt mit zunehmendem Biodieselanteil. Dies gewährleistet, dass Biodiesel und seine Mischungen mit Erdölkraftstoffen im Vergleich zu herkömmlichen Dieselkraftstoffen sicher zu lagern, zu handhaben und zu verwenden sind.
Biologische Abbaubarkeit
Im Gegensatz zu Erdöldiesel wird Biodiesel leicht durch natürliche Stoffe wie Bakterien abgebaut. Es dauert etwa achtundzwanzig Tage, bis sich etwa achtundachtzig Prozent des reinen Biodiesels in Wasser zersetzt haben. Bei den Tests zur Bestimmung der Abbaugeschwindigkeit wurde Dextrose als Positivkontrolle verwendet. Die Ergebnisse zeigen, dass beide eine ähnliche Abbaugeschwindigkeit aufweisen. In der Mischung mit Mineralöldiesel beschleunigt sich die Abbaugeschwindigkeit. Bei einer Mischung aus zwanzig Prozent Biodiesel und achtzig Prozent Mineralöldiesel erhöht sich die Abbaugeschwindigkeit beispielsweise auf etwa das Doppelte der Geschwindigkeit von zwei einzelnen Dieselkraftstoffen. Die Zersetzung erfolgt etwa viermal schneller. Ausgelaufener Biodiesel hat keine größeren Auswirkungen auf Menschen und Organismen, und seine Reinigung ist recht einfach (Hess 2007).
Schmierfähigkeit des Motors
Biodiesel erleichtert die Fortbewegung. Der Kraftstoff wirkt als Lösungsmittel im Motor und verbessert die Motorschmierung, indem er Ablagerungen löst, die sich im Motor bilden können (Estill 2005, S. 69). Diese Ablagerungen können zu Verstopfungen führen. Biodiesel erhöht die Lebensdauer eines Motors, da er in seiner reinen Form keine Ablagerungen hinterlässt, und wenn er in einer Mischung mit anderem Erdöldiesel verwendet wird, wird eine hohe Schmierfähigkeit erreicht. So erhöht beispielsweise ein Prozent des Kraftstoffs in einer Mischung die Schmierfähigkeit um etwa fünfundsechzig Prozent. Obwohl das Lösungsmittel die effektive Schmierfähigkeit verbessert, erhöht seine Fähigkeit, Ablagerungen im Motor zu lösen, die Wahrscheinlichkeit, dass der Kraftstofffilter durch Ablagerungen verstopft wird, da das Lösungsmittel immer mehr Ablagerungen löst (Pahl 2005, S. 54). Dies hat dazu geführt, dass beim Wechsel des Motorkraftstoffs von Mineralöldiesel auf Biodiesel die Kraftstofftanks gewechselt werden müssen.
Sicherheit der Energieversorgung
Biodiesel erhöht die Energiesicherheit. Die Tatsache, dass er aus Pflanzen- und Tieröl hergestellt wird und erneuerbar ist, hat seine Verwendung in vielen Teilen der Welt erhöht. In den Vereinigten Staaten beispielsweise dürften viele Menschen auf diesen Kraftstoff angewiesen sein, da er im eigenen Land aus Sojabohnen hergestellt werden kann, anstatt Erdöldiesel zu importieren (BNB 2000). Die weltweite Nachfrage nach Erdöl steigt rapide an, und das Angebot und die Effizienz von Dieselkraftstoff aus Erdöl können die hohe Nachfrage nicht decken (Hess 2007). Dies wird wahrscheinlich dazu führen, dass Biodiesel verstärkt eingesetzt wird, um die Lücke zu schließen, denn Biodiesel ist erneuerbar, was bedeutet, dass seine Verwendung effizient und effektiv ist, um die Lücke zwischen Nachfrage und Angebot zu schließen.
Vielfalt
Biodiesel kann in verschiedenen Motoren verwendet werden, ohne dass der Motor verändert werden muss. Wenn ein neuer Erdölkraftstoff in einen Motor eingeführt wird, muss der Motor modifiziert oder komplett ausgetauscht werden, damit der Kraftstoff wirksam wird. Bei der Verwendung von Biodiesel ist dies anders. Es sind keine größeren Änderungen erforderlich, und er ist in verschiedenen Motoren wirksam.
Nachteile von Biodiesel
Dies tritt in der Regel auf, wenn die Menge der Partikel die Kraftstoffemissionen verringert, wodurch Smog entsteht. Die Verwendung von Biodiesel führt zu einer leichten Verringerung der Leistung und Wirtschaftlichkeit des Motors. Dies liegt daran, dass für die Befüllung eines Motors eine höhere Menge an Biodiesel erforderlich ist als bei herkömmlichem Diesel.
Schlussfolgerung
Biodiesel-Kraftstoff hat mehr Vorteile als Petroleum-Dieselkraftstoff. Da der Kraftstoff umweltfreundlich ist, eine lange Lebensdauer des Motors gewährleistet, sicherer in der Anwendung ist und seine Verwendung wahrscheinlich die Energieversorgung sichert, ist er besser als herkömmliche Kraftstoffe.
Referenzen
Dianne. US Biodiesel Development. Boston: Dianne, 2003.
Estill, Lyle. Biodiesel Power. Vereinigte Staaten: Neue Gesellschaft, 2005
Hess, Scott. Wie Biodiesel funktioniert. 2007. HowStuffWorks, Inc. 2008. Web.
IEA. Biodiesel und Verkehr. New York: IEA, 2004.
Nationale Biodiesel-Behörde. 2000. Umweltsicherheit. 2008. Web.
Pahl, Greg. Biodiesel. Boston: Chelsea Green Pub, 2005.