Výroba vlastnej bionafty z nového alebo použitého oleja je možná, aj keď má určité nevýhody . V tomto článku budem hovoriť o tom, ako vyrobiť bionaftu, ako aj o spomenutých problémoch, ale najprv si poďme vysvetliť, čo budeme vyrábať.
Bionafta je kvapalné biopalivo získané z rastlinných olejov , pričom repkový, slnečnicový a sójový olej sú najčastejšie používanými surovinami. Hoci sa skúma aj jej výroba pomocou rias, tento proces ešte nie je na priemyselnej úrovni rozšírený.
Vlastnosti bionafty sú z hľadiska hustoty a cetánového čísla veľmi podobné vlastnostiam automobilovej nafty. Má však vyšší bod vzplanutia ako nafta, čo zlepšuje jeho bezpečnosť pri skladovaní a preprave.
Americká spoločnosť pre testovanie a materiálové štandardy (ASTM) definuje bionaftu ako:
"Monoalkylestery mastných kyselín s dlhým reťazcom odvodené z obnoviteľných lipidov, ako sú rastlinné oleje alebo živočíšne tuky, a používané v vznetových motoroch."
Medzi zložkami bionafty sú najčastejšie používanými estermi metanol a etanol (získané transesterifikáciou akéhokoľvek druhu rastlinného oleja alebo živočíšneho tuku). Ide o kľúčové zlúčeniny, ktoré okrem toho, že sú cenovo dostupné, majú ideálne vlastnosti na miešanie s rastlinnými olejmi z hľadiska stability a nákladov.
Používanie biopalív, ako je bionafta, predstavuje určité špecifiká, pokiaľ ide o fosílne palivá, najmä preto, že tieto biopalivá závisia od poľnohospodárskej ponuky. Preto je nevyhnutné mať na pamäti, ako poľnohospodárske trhy ovplyvňujú vašu produkciu.
V tejto súvislosti treba poznamenať, že rast odvetvia bionafty nezávisí ani tak od dostupnosti miestnych surovín, ako skôr od existencie dostatočného dopytu.
Zvýšenie dopytu po týchto biopalivách môže podporiť vytváranie pracovných miest v primárnom sektore, usídlenie obyvateľstva vo vidieckych oblastiach a zníženie účinkov dezertifikácie prostredníctvom pestovania energetických plodín. Tento pozitívny cyklus umožňuje, aby výroba bionafty prospela aj poľnohospodárstvu a priemyslu a vytvárala synergie medzi sektormi.
Výhody a nevýhody bionafty
Hlavné výhody bionafty oproti motorovej nafte pramenia z jej obnoviteľnej povahy . Na rozdiel od fosílnych palív, ktoré podliehajú vyčerpaniu a spôsobujú environmentálne problémy, sa biopalivá môžu vyrábať donekonečna, za predpokladu, že sa zabezpečí primerané ukladanie uhlíka. Okrem toho, že je bionafta čistejšou alternatívou, umožňuje opätovné použitie odpadových produktov, ako je napríklad použitý kuchynský olej.
Podobne môže bionafta pomôcť znížiť energetickú závislosť krajín ako Španielsko, ktoré dovážajú viac ako 80 % fosílnych palív, ktoré používajú. Lokálna výroba bionafty znižuje potrebu dovozu palív, čo má pozitívny vplyv na obchodnú bilanciu krajiny.
Ďalším pozitívnym aspektom je, že bionafta výrazne znižuje emisie CO2 počas spaľovania, čím prispieva k boju proti zmene klímy. Emisie CO2 počas svojho životného cyklu môžu byť dokonca neutrálne, keďže rastliny, z ktorých sa získava, absorbujú uhlík počas svojho rastu.
Okrem toho, že je biologicky odbúrateľný, je to oveľa menej toxická možnosť ako iné palivá, čo znižuje riziko kontaminácie životného prostredia a zjednodušuje manipuláciu s ním v prípade náhodného úniku.
Napriek svojim výhodám je jednou z hlavných výziev bionafty to, že ešte nie je konkurencieschopná voči fosílnej nafte kvôli výrobným nákladom. V tomto ohľade sú ceny poľnohospodárskych surovín a efektívnosť rafinačných procesov kľúčovými faktormi, ktoré obmedzujú schopnosť bionafty konkurovať za rovnakých podmienok konvenčnej nafte.
Pokiaľ ide o technické vlastnosti, treba tiež poznamenať, že bionafta má nižšiu výhrevnosť ako konvenčná nafta, čo predstavuje miernu stratu výkonu v motoroch, ktoré ju používajú. Táto strata nie je významná, ale obmedzuje jej využitie v určitých odvetviach.
Ako si môžeme vyrobiť vlastnú bionaftu
Výroba vlastnej bionafty doma je veľmi nebezpečná kvôli použitým chemikáliám, ako je metanol a hydroxid sodný. Preto neodporúčam robiť to bez dodržania všetkých bezpečnostných opatrení a bez zákonného povolenia, pretože výroba bionafty je v Španielsku nezákonná.
Hoci základný proces je jednoduchý, transesterifikácia zahŕňa manipuláciu s toxickými a korozívnymi produktmi. Okrem toho, aby ste splnili súčasné predpisy, mali by ste mať primerané zariadenia na zaistenie bezpečnej výroby.
Proces
Chemicky sa bionafta získava z tukov rastlinného pôvodu, v rámci ktorých nájdeme triglyceridy. Tieto zlúčeniny sa skladajú z troch molekúl mastných kyselín spojených s molekulou glycerínu.
Transesterifikačný proces spočíva v oddelení týchto mastných kyselín od glycerínu a pomoci im naviazať sa na molekulu metanolu alebo etanolu pomocou katalyzátora, zvyčajne hydroxidu sodného (NaOH) alebo hydroxidu draselného (KOH).
Potrebné výrobky
Prvým produktom, ktorý budeme potrebovať na výrobu bionafty, je alkohol. Môžeme si vybrať medzi metanolom (ktorý tvorí metylestery) alebo etanolom (ktorý tvorí etylestery). Tu však vznikajú prvé problémy.
Ak sa rozhodnete vyrábať bionaftu s metanolom, musíte mať na pamäti, že zvyčajne pochádza zo zemného plynu a nedá sa získať domáci. Na druhej strane, etanol pochádza z prírodných zdrojov, ako sú rastliny, takže sa dá vyrábať aj lokálnejším spôsobom, hoci jeho použitie je komplikovanejšie kvôli potrebe väčšej čistoty a kontroly nad procesom.
Metanol a etanol, bez ohľadu na to, ktorý si vyberiete, sú toxické chemikálie , s ktorými sa musí zaobchádzať s mimoriadnou opatrnosťou. Nie sú nebezpečné len pri požití, ale kontakt s pokožkou môže spôsobiť aj vážne zranenie.
Potrebný materiál a náradie
- Jeden liter rastlinného oleja (nový alebo použitý)
- 200 ml metanolu s 99% čistotou
- Katalyzátor: hydroxid draselný (KOH) alebo hydroxid sodný (NaOH)
- Starý alebo lacný mixér
- Presná váha (s rozlíšením 0,1 g alebo lepším)
- Odmerky (na olej a metanol)
- Plastové nádoby (HDPE), odolné voči chemikáliám
- Plastové fľaše (PET) na usadzovanie a umývanie
- Teplomer na meranie teploty počas procesu
Všetky zariadenia sa musia pred začatím procesu vyčistiť a udržiavať v suchu. Je dôležité, aby si všetky použité nádoby zachovali všetky svoje chemické vlastnosti odolné voči korózii.
Bezpečnosť, veľmi dôležitá
Bezpečnosť je rozhodujúca pri manipulácii s metanolom, etanolom a priemyselnými katalyzátormi, ako je lúh sodný. Tieto materiály môžu byť mimoriadne nebezpečné bez náležitých opatrení. Na zaistenie bezpečného prostredia musíte mať po ruke špecifické vybavenie.
- Odolné rukavice, dostatočne dlhé na ochranu rúk
- Ochranné okuliare a špeciálne masky, aby sa zabránilo vdýchnutiu toxických výparov
- Prístup na vetrané miesto s tečúcou vodou
- Zakázať prístup deťom a domácim zvieratám
Môžete si vyrobiť bionaftu v ktorejkoľvek domácnosti?
Napriek seriálom ako „Ten, ktorý prichádza“, kde sa objavuje typický vtip výroby bionafty zatrasením fľašou, nie je získanie domácej bionafty také jednoduché ani bezpečné. Vytvorenie tohto biopaliva môže byť nebezpečnou úlohou, ak sa nedodržiavajú správne pokyny, a ako sme už spomenuli, v Španielsku je to nezákonné robiť doma.
Aj keď sa vám celý proces môže zdať jednoduchý, keď je prezentovaný v súhrne, existuje veľa zložitých fáz, ako je filtrácia oleja, separácia glycerínu a odkysľovanie bionafty, ktoré si vyžadujú pokročilejšie vybavenie a pokročilé technické znalosti v chémii na zabezpečenie kvality konečného produktu.
Domáca bionafta v Španielsku
V súčasnosti je v Španielsku nezákonná výroba domácej bionafty, čo je nariadenie, ktoré značne obmedzuje možnosti, aby sa toto biopalivo stalo populárnym medzi malými výrobcami. Hoci niektoré krajiny povoľujú za určitých podmienok malovýrobu, španielsky štát jej výrobu obmedzuje kvôli nebezpečenstvám spojeným s procesom a možným ekonomickým záujmom.
Iné krajiny, ako napríklad Spojené štáty americké, však začali popularizovať používanie súprav na výrobu bionafty pre malé aplikácie, ako sú záhrady alebo farmy. Hoci tieto súpravy zjednodušujú proces, stále existujú prirodzené nebezpečenstvá a vyžaduje sa vysoká miera opatrnosti.
Hlavným dôvodom obmedzení pravdepodobne súvisí bezpečnosť procesov a ekonomické záujmy spojené s predajom fosílnych palív. Na vládnej úrovni predstavuje domáca výroba bionafty hrozbu pre monopol veľkých ropných spoločností, čo by mohlo vysvetľovať, prečo je jej výroba stále nelegálna.
V každom prípade je pravdepodobné, že budúcnosť bionafty sa bude vyvíjať, keďže vlády nájdu nové spôsoby regulácie výroby v malom meradle, ale zatiaľ zostáva v rámci Španielska obmedzenou oblasťou.
Zatiaľ čo právne a bezpečnostné otázky znemožňujú možnosť vyrábať bionaftu doma v mnohých krajinách, toto biopalivo zostáva sľubnou alternatívou na zníženie emisií uhlíka a posun smerom k udržateľnejšej energetickej budúcnosti.