Biotüzelőanyagok szerelői dilemmái – A hőmérséklet a lényeg?

A biodízelek és az e-tüzelőanyagok egyre fontosabb szerepet játszanak a környezettudatos és fenntartható közlekedés fejlődésében. A biodízel különböző változatait, mint a FAME, HVO, GTL, DME és BTL, különböző nyersanyagokból állítják elő és különböző előnyöket kínálnak. Az e-tüzelőanyagok pedig megújuló energiaforrások felhasználásával készülnek, klímasemleges alternatívát nyújtva. Rövidcikkünkben röviden áttekintjük a különféle biotüzelőanyag típusokat, megemlítjük a higroszkópos természetükből adódó kihívásokat.

De mindenekelőtt: Miért is jó ez nekünk?

Első és legfontosabb szempont: ha véget nem is ér, de csillapodhat a belső égésű motorok vesszőfutása – mind a felhasználók, mind a gyártók meglévő és bejáratott gyártási kapacitásainak legnagyobb örömére. További szempontokról az egyes verzióknál beszélünk.

Melyek a különböző típusú biodízelek?

FAME (zsírsav-metilészter): Növényi olajokból, állati zsírokból vagy hulladék étolajokból állítják elő átészterezéssel, ahol a különféle olajok (trigliceridek) metil-észterekké alakulnak. Ez a legszélesebb körben elérhető biodízel típus.

• Könnyen előállítható növényi olajokból és hulladék étolajból.
• Csökkenti a károsanyag-kibocsátást a hagyományos dízelhez képest.
• Megújuló energiaforrás, csökkenti a fosszilis tüzelőanyagok függőségét.

HVO (hidrokezelt növényi olaj): Ezek zsírok vagy növényi olajok – önmagukban vagy kőolajjal keverve. Az ezzel az eljárással előállított dízelt gyakran „megújuló dízelnek” nevezik, hogy megkülönböztethető legyen a FAME biodízeltől. A teljes gyártási folyamat jellemzően költségesebb, mint a FAME esetében, azonban a HVO minden további módosítás nélkül közvetlenül felhasználható a meglévő dízelmotorokban.

• Magasabb minőségű, tisztább égést biztosít.
• Javítja a motor teljesítményét és hosszabbíthatja az élettartamát.
• Szélesebb hőmérséklet-tartományban használható, beleértve az extrém hideget is.

GTL (Gas-to Liquid, pl. Shell V-Power tüzelőanyagcsalád): Ez a típusú biodízel 13-18 szénatomos paraffinokból áll, amelyeket Fischer-Tropsch reakcióval nyernek CO és H2 (gázszintézis) termékek között a biomassza elgázosítása céljából.

• Nagyon alacsony károsanyag-kibocsátás.
• Jobb hidegindítási tulajdonságok.
• Kiváló tárolási stabilitás.

DME (dimetil-éter): Szintetizált metanolból nyerik, mint a GTL tüzelőanyagot, a biomasszából nyert szintézisgázból kiindulva.

• Kiváló cetánszám, ami javítja a motor indítását.
• Szinte nulla károsanyag-kibocsátás.
• Lehetőség van a hagyományos dízel tüzelőanyag-rendszerekben való használatra kisebb módosításokkal.

BTL (biomasszából folyékony tüzelőanyagokká): biomasszából kémiai átalakítással előállított szintetikus tüzelőanyag. A végtermékek lehetnek olyan tüzelőanyagok, amelyek kémiailag különböznek a hagyományos tüzelőanyagoktól, például benzin vagy dízel, de dízelmotorokban is használhatók.

• Széleskörű biomassza-források felhasználhatósága.
• Magas energiahatékonyság.
• Hozzájárulás a hulladék csökkentéséhez és az energia diverzifikációhoz.

E-tüzelőanyagok

Az e-tüzelőanyagokat megújuló energiaforrásokból származó villamos energia, víz és levegőből származó CO2 segítségével állítják elő. A hagyományos tüzelőanyagokkal ellentétben nem bocsátanak ki többlet CO2-t, összességében klímasemlegesek. Ez segít drasztikusan csökkenteni a belső égésű motorokhoz kapcsolódó káros kibocsátásokat és az e-tüzelőanyagok kulcsszerepet játszanak a szén-dioxid-mentesítési stratégiákban. Azonban az e-tüzelőanyagok előállítása nagyon drága.

Hogyan és miért történik a gázolaj szennyeződése?

A gázolaj szennyeződése a modern (dízel)motorok magas nyomástartományú tüzelőanyagrendszereiben fordul elő, amit a modern tüzelőanyagok növekvő biotartalma és higroszkópos természete súlyosbít. Ez a nedvesség felszívódását és a baktériumok, valamint gombák burjánzását idézheti elő, ami eltömődéseket, hibákat és a motor meghibásodását okozhatja​​.

A szennyeződések leggyakoribb okai közé tartozik a víz, mikrobák és egyéb idegen anyagok bejutása a tüzelőanyagba, ami különféle módon befolyásolhatja a motor működését és akár súlyos károkat is okozhat​​. A víz többek között a kondenzáció, hibás tömítések vagy szennyezett tárolótartályok révén kerülhet a gázolajba. A biodízel higroszkópos természete tovább növeli ezt a problémát, ami korróziót okozhat a tartályban és gyorsítja a tüzelőanyag oxidációját​​.

(forrás: actu.epfl.ch)

(forrás: forteuk.co.uk., garagewire.co.uk.)

A szennyeződés kezelésére a tüzelőanyag-rendszerek rendszeres tisztítása és a szennyeződés elleni adalékok használata ajánlott, amelyek segíthetnek megelőzni a baktériumok és gombák növekedését és a részecskék befecskendezőkbe való bejutását​​. Régi fáma – amíg még nálunk is voltak évszakok, főként igazi tél - hogy az évszakonkénti változások szintén befolyásolhatják a szennyeződés kockázatát. Télen a paraffinviasz kristályosodása okozhat problémát, ezért volt ajánlott régebben téli dízelre váltani, amely adalékot tartalmaz a viasz kristályok képződésének megakadályozására​​. A modern szintetikus tüzelőanyagok korában – égövünkön – (Shell V-Power vagy az OMV Maxxmotion) a tüzelőanyagok fejlett adalékokat tartalmaznak, amelyek javítják a motor teljesítményét és csökkentik a lerakódásokat. Nálunk Magyarországon ezek a tüzelőanyagok alacsony hőmérsékleteken is jobb teljesítményt és védelmet nyújtanak, de – 20 °C alatt a téli dízel jelentőségét nem szüntetik meg teljesen, különösen extrém hideg körülmények között, ahol a viasz kristályosodás megelőzése továbbra is fontos lehet. Tavasszal a hőmérséklet-ingadozás miatt kondenzáció alakulhat ki az tüzelőanyagtartályokban, ami szintén ideális környezetet biztosít a mikrobák szaporodásához. Ennek kezelésére a tartályok rendszeres tisztítása a megoldás​.

Összességében, a gázolaj szennyeződése komoly problémákat okozhat a motor működésében és biztonságában. A megoldás érdekében kulcsfontosságú a rendszeres ellenőrzés, a minőségi tüzelőanyag használata, valamint a tüzelőanyag-rendszerek és tartályok megfelelő karbantartása. A szennyeződés elleni adalékok használata és a szezonális tüzelőanyag-váltások alkalmazása szintén hozzájárulhatnak a probléma megelőzéséhez.

Dacára az eddigi véleményeknek Terese Løvås a norvég NTNU (Norwegian University of Science and Technology), az Energia- és Folyamatmérnöki Tanszék professzora, aki kutatásait többek között a biodízel viselkedésével és annak dízelmotorokra gyakorolt hatásaival kapcsolatban folytatja más véleményen van: „A biodízel nem feltétlenül okolható a szűrők és fúvókák eltömődéséért vagy a motorerő csökkenéséért, mert ezek a problémák összetett tényezők miatt alakulhatnak ki, beleértve a tárolást, a keverékarányt és a hengertér hőmérsékletét is. A kutatások szerint a biodízel másként viselkedik, mint a hagyományos dízel tüzelőanyag és a tárolás során is változhat, ami befolyásolhatja teljesítményét. A bio tüzelőanyagok kevésbé stabilak, mint a kőolaj alapúak és idővel romlanak. A fény, a hőmérséklet és a páratartalom növeli a károsodás mértékét. A bio tüzelőanyagok oxigénvegyületeket tartalmaznak, amelyek oxidációhoz vezethetnek, ha a tüzelőanyagot nem megfelelően dolgozzák fel és tárolják, a tüzelőanyag ezután viaszszerű anyagokat képez, amelyek eltömíthetik a szűrőket és a fúvókákat. A biodízel egy „élő” anyag, amely idővel változhat és romolhat. Ez olyan problémákat okozhat, amelyeket a jelenlegi Európai Uniós (EU) termékszabványok (EN590) jelenleg nem kezelnek megfelelően. Lehet, hogy felül kell vizsgálnunk az összes vonatkozó szabványt és meg kell vizsgálnunk, mit kell tennünk ezeknek a problémáknak a megelőzése érdekében” – fejtette ki Løvås.

Követjük!

Forrás: norwegianscitechnews.com, forteuk.co.uk., garagewire.co.uk., NTNU