Τ.Ε.Ι. ΚΑΒΑΛΑΣ Σ.Τ.ΕΦ.ΤΜΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ Κ’ ΦΥΣΙΚΟΥ ΑΕΡΙΟΥ

# BmSemlΕ Ν Α Λ Λ Α Κ Τ ΙΚ Ε Σ Μ Ο Ρ Φ Ε Σ Κ Α Υ Σ ΙΜ Ω Ν

Dr. ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΥ ΜΑΡΙΑ Dr. ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΑΟΣ ΧΡΗΣΤΟΣ

ΣΠΟΥΔΑΣΤΕΣ :

ΚΕΛΙΔΗΣ ΚΥΡΙΑΚΟΣ ΔΕΔΟΥΣΗΣ ΘΕΟΦΑΝΗΣ

ΚΑΒΑΛΑ 2005

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

Σελίδα

Εισαγωγή• Σύσταση βιομάζας......................................................................................................3• μέθοδοι παραγωγής βιοπροιόντων από βιομάζα.................................................4

1. Κυψέλες καυσίμων1.1 Γενικά........................................................................................................................ 51.2 Εφαρμογή των κυψελώνκαυσίμων........................................................................................................................7

2. Biodiesel ( βιομάζα)2.1 Γενικά..................................................................................................................... 92.2 Τι είναι το biodiesel............................................................................................. 102.2.2 Ιστορία............................................................................................................... 112.2.3 Η ποιότητα τα πρότυπα και οι ιδιότητες.......................................................112.2.4 Παραγωγή......................................................................................................... 142.3 Αξιοποίηση του χαρουπιού για την παραγωγή βιοαιθανόλης...............152.3.1 Εισαγωγή.......................................................................................................... 162.3.2 Η καλλιέργεια του χαρουπιού.........................................................................172.3.3 Σύσταση και χρήσεις του χαρουπιού............................................................ 172.3.4 Διαδικασία παραγωγής αιθανόλης από την ψύχα του χαρουπιού........ 182.3.5 Παράμετροι της διεργασίας παραγωγής αιθανόλης από το χαρούπι. . . 192.3.6 Αξιολόγηση των αποτελεσμάτων..................................................................20

3. Το biodiesel ως καύσιμο μηχανών]3.1 Εισαγωγή στις αλκοόλες.............................................................................. 223.1.2 Αλκοόλες ως καύσιμα μηχανών................................................................... 233.2 Παραγωγή των αλκοόλων...............................................................................25

4. Μετατροπή μηχανών βενζίνης και diesel σε για καύση αλκοόλης4.1 Καύση αλκοόλης σε βενόνοκινητήρα..............................................................524.1.1 Ιδιότητες καυσίμων αλκοολών.......................................................................524.1.2 Χαρακτηριστικά καύσης..................................................................................544.1.3 Διάβρωση των αλκοόλων...............................................................................564.1.4 Δυνατότητα και απόδοση οδήγησης............................................................ 574.1.5 Ανταπόκριση μηχανών στην αλκοόλη..........................................................594.1.6 Μετατροπή βενόνοκινητήρα από τη SAAB.................................................624.2.1 Μετατροπή μηχανών diesel...........................................................................654.2.2 Αριθμός δεκαεξανίου και πως βελτιώνει την πρόσθετη ουσία................654.2.3 Γαλάκτωματα αλκοόλης- diesel.................................................................... 664.2.4 Υποκαπνισμός................................................................................................ 664.2.5 Διπλή έγχυση...................................................................................................664.2.6 Θερμαινόμενες επιφάνειες.............................................................................674.2.7 Μίζα...................................................................................................................674.2.8 Καθαρή μεθανόλη για τον κύκλο diesel..................................................... 68

4.2.9 Τεχνικές παράμετροι της L195 μηχανής diesel................................... 684.3.1 Γενικό σχέδιο της προσέγγισης μετατροπής............................................ 694.3.2 Υπολογισμός και επιλογή του εξαερωτήρα...............................................704.3.3 Επιλογή του ενναλάκτη θερμότητας........................................................... 714.3.4 Σχέδιο μετατροπής του συστήματος παροχής αέρα...............................724.3.5 Σχέδιο μετατροπής του συστήματος ελέγχου.......................................... 724.3.6Δοκιμές και αναλύσεις μηχανών.................................................................... 73

5. Μελέτες πάνω στην καύση των μιγμάτων βενζίνης- αιθανόλης σε μηχανές βενζίνης5.1 Απόδοση των καυσίμων μίγματος..................................................................765.1.2 Αρχική απόδοση των συνδυασμένων καυσίμων..................................... 775.1.3 Αριθμός οκτανίου μίγματος καυσίμου........................................................ 775.2.1 Μέθοδοι μετατροπής και υλικά μηχανής βενζίνης.................................... 795.2.2 Αποτελέσματα της δοκιμής και συζητήσεις................................................ 825.2.3 Δύναμη και ειδική κατανάλωση καυσίμων.................................................. 855.2.4 Απόδοση έναρξης............................................................................................865.2.5 Μεταβαλλόμενη απόδοση του οχήματος.....................................................875.3.1 Η επίδραση των μιγμάτων καυσίμων στη διάβρωση και φθορά τηςμηχανής.......................................................................................................................915.4.1 Η επίδραση των μιγμάτων καυσίμων στα καυσαέρια...............................945.5.1 Συμπεράσματα................................................................................................ 945.5.2 Περιβαλλοντολογικέςεκτιμήσεις...................................................................95

6. Το biodiesel στην Ελλάδα6.1 Η ελληνική πολιτεία για τα βιοκαύσιμα............................................................ 976.2 Πιλοτική εφαρμογή του biodiesel στον ελλαδικό χώρο..............................104

ΠΡΟΛΟΓΟΣ

Στην εποχή μας η ανάγκη για την εξοικονόμηση ενέργειας είναι μεγαλύτερη από ποτέ. Η κυριότερη πηγή ενέργειας σήμερα είναι το

ορυκτό πετρέλαιο το οποίο χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη σχεδόν

παντού. Η αλόγιστη χρήση του όμως έχει οδηγήσει σε παγκόσμιο

επίπεδο σε πολλά προβλήματα τα οποία όσο δυσεπίλυτα και αν είναι καλούμαστε να τα αντιμετωπίσουμε. Η μείωση των αποθεμάτων

πετρελαίου σε αντίθεση με τις αυξανόμενες ανάγκες σε καύσιμα και η

καταστροφή του περιβάλλοντος που έχει σαν συνέπεια τη χαμηλή

ποιότητα ζωής των ανθρώπων, είναι τα μεγαλύτερα προβλήματα που

απαιτούν άμεση επίλυση. Η απάντηση που μας επιτρέπει να

αισιοδοξούμε βρίσκεται στις εναλλακτικές πηγές καυσίμων. Τα καύσιμα

αλκοολών γνωστά κυρίως με τον όρο βιοκαύσιμα (biodiesel) και οι κυψέλες καύσιμων είναι λύσεις εφικτές που έρχονται να αλλάξουν τα

δεδομένα τουλάχιστον όσον αφορά τα καύσιμα κίνησης. Η έρευνα και η

τεχνολογία παραγωγής τον καύσιμων αυτών έχει προχωρήσει αρκετά

ώστε ήδη σε αρκετές χώρες η παραγωγή και η χρήση τους να είναι πραγματικότητα. Στην έκθεση αυτή γίνεται αναφορά στις νέες αυτές τεχνολογίες κυρίως στα βιοκαύσιμα, όσον αφορά την διαδικασία

παραγωγής τους, την εκμετάλλευσή τους, την επίδραση τους στις

μηχανές εσωτερικής καύσης των αυτοκινήτων και τα αποτελέσματα τους προς το περιβάλλον.

Εισαγωγή

Όπως προαναφέρθηκε οι αυξανόμενες ανάγκες σε καύσιμα, ενέργεια και χημικά προϊόντα και η ανάγκη αντιμετώπισης του προβλήματος της ρύπανσης του περιβάλλοντος οδηγούν στην αναζήτηση εναλλακτικών ανανεώσιμων πρώτων υλών και βιώσιμων μεθόδων επεξεργασίας τους. Οι προσεγγίσεις αυτές που κωδικοποιήθηκαν πρόσφατα με τη μορφή των αρχών της πράσινης χημείας συναντούν ολοένα και αυξανόμενη αναγνώριση. Σημαντική συνεισφορά στην κατεύθυνση της επίλυσης αυτών των προβλημάτων φαίνεται να έχει η βιομάζα. Βιομάζα είναι κάθε οργανικό υλικό με βασικό συστατικό τον άνθρακα που είναι διαθέσιμο σε ανανεώσιμη ή επαναλαμβανόμενη βάση και μπορεί να χρησιμοποιηθεί αντί των ορυκτών πρώτων υλών για την παραγωγή θερμότητας ή γενικότερα ενέργειας καθώς και βιομηχανικών και

καταναλωτικών προϊόντων. Η βιομάζα μπορεί να προέρχεται από τη γεωργική, τη δασική, την κτηνοτροφική και τη θαλάσσια παραγωγή καθώς και τα υπολείμματα τους. Επίσης μπορεί να βρεθεί και στα βιομηχανικά και αστικά υπολείμματα.

Με τη χρήση της βιομάζας κλείνει ο κύκλος άνθρακα. Δηλαδή, ο άνθρακαςπου υπάρχει στην ατμόσφαιρα, με τη μορφή διοξειδίου του άνθρακα, απορροφάται από τα φυτά, και με τη φωτοσύνθεση μετατρέπεται σε υδατάνθρακες. Αυτοί με τη μορφή βιομάζας, μετατρέπονται από τη χημική βιομηχανία σε βιοαποικοδομήσιμα χημικά προϊόντα. Όταν η χρησιμοποίηση των προϊόντων αυτών τελειώσει, αποικοδομούνται και ο άνθρακας που περιέχουν επιστρέφει στην ατμόσφαιρα. Αντίθετα, τα προϊόντα που παράγονται από ορυκτές πρώτες ύλες αποδεσμεύουν στην ατμόσφαιρα πρόσθετες ποσότητες άνθρακα και επιβαρύνουν το περιβάλλον. Η βιομάζα είναι πολύ σημαντική ανανεώσιμη πρώτη ύλη γιατί επιτρέπει την υλοποίηση της ιδέας του βιοδιυλιστηρίου (biorefinery), του διυλιστηρίου δηλαδή που για πρώτη ύλη δεν έχει το αργό πετρέλαιο αλλά τη βιομάζα. Τα βιοδιυλιστήρια θα μπορούν να χρησιμοποιούν ποικιλία μορφών βιομάζας, όπως καρπούς, γεωργικά υπολείμματα και πολτό, καθώς και ποικιλία διαδικασιών επεξεργασίας ώστε να παράγουν ποικιλία προϊόντων, όπως καύσιμα, ενέργεια, χημικές ουσίες και διάφορα προϊόντα γενικώς. Τα υπολείμματα δεν καταστρέφονται αλλά χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενέργειας που είναι απαραίτητη για τη λειτουργία του βιοδιυλιστηρίου.

Βιοπροϊόντα ονομάζονται όλα τα εμπορικά ή βιομηχανικά προϊόντα πουμπορούν να παρασκευαστούν, αποκλειστικώς ή μερικώς από βιομάζα. Τέτοιαβιοπροϊόντα είναι η βιοενέργεια (θερμότητα και ηλεκτρισμός), τα βιοκαύσιμα(αιθανόλη και μεθανόλη), βιομηχανικά βιοχημικςι προϊόντα, βιοπλαστικά από άμυλο καλαμποκιού και πολλά άλλα. Ο ορισμός των βιοπροϊόντων δεν περιλαμβάνει τα τρόφιμα και τα συστατικά τους (παράγωγα, γευστικά πρόσθετα, διατροφικά πρόσθετα), τα είδη ένδυσης και τα υλικά ξυλείας (ξυλεία, χαρτοπολτός, χαρτί, κοντραπλακέ). Τα βιοχημικά προϊόντα μπορούν να ομαδοποιηθούν σε τέσσερις κύριες κατηγορίες:

• Βιοπροϊόντα από σάκχαρα και άμυλο (αλκοόλες, οξέα-)• Βιοπροϊόντα από λίπη και έλαια φασολιών σόγιας, κράμβης ή

άλλωνελαιοσπόρων (λιπαρά οξέα, έλαια, αλκυδικές ρητίνες, γλυκερίνη καιδιάφοραφυτικά έλαια)

• Βιοπροϊόντα από ξυλεία και κόμμι (ρητίνη χαρτοπολτού αλκυδικές ρητίνες,

κολοφώνιο, πίσσα, λιπαρά οξέα, τερεβινθέλαιο-νέφτι). Βιοπροϊόντα κυτταρίνης, χαρτοπολτού και οξικής κυτταρίνης

(αναζωογονημένη κυτταρίνη) is

Στην παρούσα εργασία θα εστιαστούμε κυρίως στη βιομάζα που προέρχεταιαπό τη φυτική κυρίως παραγωγή (είτε με τη μορφή ειδικής καλλιέργειας για βιοπροϊόντα είτε με τη μορφή υπολειμμάτων καλλιέργειας για τρόφιμα).

Σύσταση της βιομάζαςΗ σύσταση της βιομάζας ποικίλει και αποτελεί τον παράγοντα που καθορίζειτην ευκολία μετατροπής της σε πρώτες ύλες για επεξεργασία αλλά και τις ιδιότητες των τελικών προϊόντων4-6. Τα κυριότερα συστατικά της βιομάζας είναι οι υδατάνθρακες (σάκχαρα), τα έλαια και οι πρωτεΐνες.

ΣάκχαραΟι πολυσακχαρίτες άμυλο και κυτταρίνη αποτελούνται από το μονοσακχαρίτηγλυκόζη (έξη άτομα άνθρακα) και οι πολυσακχαρίτες ημικυτταρίνη και λιγνίνη που αποτελούνται κυρίως από τους μονοσακχαρίτες ξυλόζη και αραβινόζη (πέντε άτομα άνθρακα). Το άμυλο είναι μίγμα α-αμυλόζης (10-30%) και αμυλοπηκτίνης (70-90%) που τα μόριά τους αποτελούν ευθύγραμμες αλυσίδες μορίων γλυκόζης με α-1,4- γλυκοσιδικούς δεσμούς. Η αμυλοπηκτίνη εμφανίζει και μικρές πλευρικές αλυσίδες. Η κυτταρίνη αποτελείται από ευθύγραμμες αλυσίδες μορίων γλυκόζης συνδεδεμένων με β-1,4-γλυκοσιδικούς δεσμούς. Μεταξύ των αλυσίδων ανατττύσσονται δεσμοί υδρογόνου που δημιουργούν στρώματα μακρομορίων κυτταρίνης τα οποία της προσδίδουν σταθερότητα. Η ημικυτταρίνη αποτελείται από μικρές αλυσίδες, κυρίως από ξυλόζη και αραβινόζη, ενώ υπάρχουν και οι μονοσακχαρίτες γλυκόζη και μανόζη σε μικρή ποσότητα. Υδρολύεται ευκολότερα από την κυτταρίνη. Η λιγνίνη έχει μία σύνθετη δομή με δομικές μονάδες ανθρακικούς δακτυλίους με μεθοξυλικές, υδροξυλικές και προπυλικές ομάδες καθώς και πολυσακχαρίτες. Προσδίδει ευλυγισία στη δομή^της κυτταρίνης/μικυτταρίνης. Οι ανθρακικοί δακτύλιοι μπορούν να αποτελέσουν πολύτιμες πρώτες ύλες αλλά διαχωρίζονται δύσκολα.

Φυτικά έλαιαΤα φυτικά έλαια παράγονται από λιπαρά οξέα και γλυκερίνη. Με την χημική σύνθεση (εστεροποίηση) ενός μορίου γλυκερίνης με τρία ίδια ή διαφορετικά μόρια λιπαρών οξέων δημιουργούνται οι τριγλυκερόλες ή τριγλυκερίδια (τριεστέρες).

ΠρωτεΐνεςΕίναι φυσικά πολυμερή των αμινοξέων. Τα αμινοξέα αποτελούνται από ένα άτομο άνθρακα στο οποίο συνδέονται, μία αμινομάδα, μία καρβοξυλική ομάδα και μία πλευρική ομάδα, η οποία είναι διαφορετική για κάθε αμινοξύ. Τα α-αμινοξέα που διαφοροποιούνται στην πλευρική τους ομάδα. Από το συνδυασμό δύο αμινοξέων δημιουργείται ένα διπειττίδιο και από την ένωση περισσότερων

αμινοξέων ένα πολυπεπτίδιο. Οι πρωτεΐνες είναι πολυπεπτίδια με μεγάλο αριθμό (>100) διαφορετικών αμινοξέων. Η δομή των πρωτεϊνών καθορίζει τις φυσικοχημικές ιδιότητες τους. Αλλαγή της σειράς και του είδους των αμινοξέων που συμμετέχουν αλλάζει σημαντικά τις ιδιότητες της πρωτεΐνης. Παρόλο που έχουν ιδιαίτερα χρήσιμες ιδιότητες, η έρευνα των πρωτεϊνών ως ανανεώσιμων πρώτων υλών βρίσκεται ακόμα στα πρώτα της στάδια.

Μέθοδοι παραγωγής βιοπροϊόντων από τη βιομάζα

Οι μέθοδοι παραγωγής βιοπροϊόντων μπορούν να ομαδοποιηθούν σε δύο ομάδες, τις βιοχημικές και τις θερμοχημικές. Οι βιοχημικές χρησιμοποιούν ένζυμα ή μικροοργανισμούς για τη μετατροπή των πρώτων υλών στα επιθυμητά χημικά προϊόντα. Οι ζυμώσεις και η παραγωγή των επιθυμητών χημικών ουσιών μέσα στα ίδια τα φυτά ανήκουν στις βιοχημικές μεθόδους. Οι θερμοχημικές μέθοδοι χρησιμοποιούν καταλύτες (οξέα, μέταλλα ή συνδυασμούς) ή/και υψηλές πιέσεις και θερμοκρασίες. Η πυρόλυση και η αεριοποίηση είναι μερικές από τις θερμοχημικές μεθόδους. Σε αρκετές περιπτώσεις για την παραγωγή ενός προϊόντος μπορεί να απαιτηθεί συνδυασμός βιοχημικών και θερμοχημικών μεθόδων σε διαδοχικά στάδια.Η παραγωγή χημικών προϊόντων με καταλυτική ζύμωση, σε βιομηχανική κλίμακα, είναι ακόμα σχετικά περιορισμένη, αφού λίγα μόνο μερικά προϊόντα, όπως το γαλακτικό οξύ, το οξικό οξύη μεθανόλη και η αιθανόλη, παρασκευάζονται οικονομικά και σε σημαντική ποσότητα με αυτή τη μέθοδο.

1. ΚΥΨΕΛΕΣ ΚΑΥΣΙΜΩΝ.

1.1 Γενικά

Οι κυψέλες καυσίμων ή αλλιώς fuel cell σττοτελούν αυτή τη στιγμή τη σημαντικότερη ενεργειακή πηγή του μέλλοντος. Διότι οι κυψέλες καυσίμων μπορούν να χρησιμοποιηθούν με ποικίλα καύσιμα και μάλιστα με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Ήδη υπάρχουν αρκετές εφαρμογές όπως σε αυτοκίνητα . κινητά τηλέφωνα, κάμερες , ακόμα και στο διαστημόπλοια , οι οποίες έχουν λύσει σε μεγάλο βαθμό προβλήματα του ανθρώπου.

Χωρίς αμφιβολία το μεγαλύτερο ποσοστό στη μόλυνση του περιβάλλοντος κατέχει η καύση ορυκτών καυσίμων , ενώ παράλληλα το μεγαλύτερο ποσό ενέργειας περιέχεται από αυτές τις πηγές, που σε μερικές δεκαετίες θα έχουν εξαντληθεί. Επομένως ήταν επιτακτική ανάγκη η αντικατάστασή τους με κάποια πηγή που δεν θα μολύνει το περιβάλλον και αφετέρου θα μπορεί να παράγει αρκετή ποσότητα ενέργειας. Η λύση βρέθηκε στο υδρογόνο , το οποίο θεωρείται ως το ιδανικό καύσιμο , διότι έχει υψηλή θερμαντική αξία , το προϊόν της καύσης του είναι καθαρό νερό, και μπορεί να μεταφέρεται σε μεγάλες αποστάσεις με μηδενικές απώλειες.Η παραγωγή του υδρογόνου σήμερα γίνεται κυρίως από το φυσικό αέριο με την επίδραση υδρατμών, αλλά η πιο φιλική προς το περιβάλλον μέθοδος είναι η παραγωγή του από ηλεκτρόλυση του νερού. Αλλά το σημαντικότερο πλεονέκτημα του υδρογόνου είναι ότι μπορεί να τροφοδοτήσει τις κυψέλες καυσίμου.Η πρώτη εμφάνιση κυψελών καυσίμων ήταν το 1839 από τον Sir William Grove, ένα Ουαλλέζο δικαστή και επιστήμονα. Αλλά η πρώτη της εφαρμογή ήταν , όταν η κυβέρνηση των Η.Π.Α. αποφάσισε να επιλέξει στο διαστημικό πρόγραμμα της τις κυψέλες καυσίμων τη δεκαετία του '60 . Τα διαστημόπλοια Gemini και Apollo κατά την αποστολή τους στο διάστημα εφοδιάστηκαν με ενέργεια και παρέχουν ακόμα και τώρα ηλεκτρική ενέργεια και νερό για το διαστημικό λεωφορείο.Επίσης μεγάλο πλεονέκτημα των κυψελών καυσίμων είναι ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν από πολλά καύσιμα και από πηγές αγανεώσιμης ενέργειας. Εκτός από το υδρογόνο που βρίσκεται σε μεγάλη αφθονία πάνω στη γη μπορεί να χρησιμοποιηθούν καύσιμα που περιέχουν υδρογόνο όπως η μεθανόλη , η αιθανόλη και το φυσικό αέριο.Κατά τη χρησιμοποίηση καυσίμων εκτός από το καθαρό υδρογόνο απαιτείται ένας μετασχηματιστής ή επεξεργαστής καυσίμων. Η συγκεκριμένη συσκευή έχει σαν σκοπό να παράγει υδρογόνο από καύσιμα όπως η βενζίνη , η μεθανόλη , η αιθανόλη ή η νάφθα. Υπάρχουν τρία είδη μετασχηματιστών για τις κυψέλες καυσίμων : οι μετασχηματιστές ατμού , της μερικής οξείδωσης , και του αυτοθερμικού μετασχηματιστή. Οι μετασχηματιστές ατμού συνδυάζουν τα καύσιμα με τον ατμό και τη θερμότητα για να παράγουν υδρογόνο. Οι μετασχηματιστές της μερικής οξείδωσης συνδυάζουν χημικά τα καύσιμα με το οξυγόνο για να παράγουν μονοξείδιο υδρογόνου και άνθρακα. Οι αυτοθερμικοί μετασχηματιστές συνδυάζουν χημικά τα καύσιμα και με τον ατμό και με το οξυγόνο έτσι ώστε η αντίδραση να είναι σε θερμική ισορροπία.Οι κυψέλες καυσίμων που χρησιμοποιούν το υδρογόνο ως καύσιμο έχουν μηδενικές εκπομπές καυσαερίων και είναι αποδοτικότερες από τα αυτοκίνητα που

βασίζονται σε μπαταρίες. Ενώ ταυτόχρονα παράγουν λιγότερα σε όλο το σύστημα παραγωγής αέρια του θερμοκηπίου.Η κυψέλη καυσίμων λειτουργεί σχεδόν με τον ίδιο τρόπο που λειτουργεί μια απλή μπαταρία. Αποτελείται από δύο ηλεκτρόδια , ένα στην άνοδο και το άλλο στη κάθοδο και διαχωρίζονται με μία μεμβράνη. Το οξυγόνο περνάει πάνω από το ένα ηλεκτρόδιο και το υδρογόνο από το άΜο. Το υδρογόνο αντιδρά με έναν καταλύτη στην άνοδο που μετατρέπει το αέριο υδρογόνο σε αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια και θετικά φορτισμένα ιόντα. Τα ηλεκτρόνια ρέοντας από την κυψέλη αποτελούν ένα ρεύμα που χρησιμοποιείται ως ηλεκτρική ενέργεια. Τα ιόντα του υδρογόνου τώρα κινούνται μέσω της ηλεκτρολυτικής μεμβράνης προς την κάθοδο όπου ενώνονται με το οξυγόνο και τα ηλεκτρόνια για να παράγουν το νερό. Αντίθετα από τις μπαταρίες , οι κυψέλες καυσίμων ποτέ δεν φορτίζονται απΠ έξω. Μία κυψέλη καυσίμου παράγει περίπου 0,6V και πολλές μαζί συνδυάζονται για να δώσουν την ηλεκτρική ισχύ που χρειάζεται.Οι κυριότερες εφαρμογές των κυψελών καυσίμων είναι κυρίως για συμπαραγωγή ενέργειας σε μεγάλα κτίρια , νοσοκομεία και σπίτια. Σε εφαρμογές μικρής ισχύος όπως φώτα απομακρυσμένων περιοχών , ταμπέλες δρόμων, σταθμοί επικοινωνιών και μετερεωλογικοί σταθμοί. Επιπλέον σημαντική είναι η προσφορά τους σε διαστημόπλοια , υποβρύχια , τραίνα και λεωφορεία. Τέλος χρησιμοποιούνται σε διάφορες φορητές συσκευές ισχύος: φορητά τηλεφώνα , Laptop, κάμερες και φορητές συσκευές ήχου.Αναμφισβήτητα εκτός του μεγάλου εύρους εφαρμογών που έχουν , πλεονεκτούν και σε πολλά άλλα , όπως έχουν ελάχιστες εκπομπές ρύπων και είναι φιλικά προς το περιβάλλον. Οι κυψέλες δεν έχουν κινητά μέρη ενώ η λειτουργία τους είναι ήσυχη και χωρίς ιδιαίτερη συντήρηση. Τέλος έχουν μεγάλη απόδοση στην μετατροπή ηλεκτρισμού της τάξης του 40 □ 65 % που τα κάνει ανταγωνιστικά στην εξοικονόμηση ενέργειας.Από τα παραπάνω συμπεραίνουμε ότι είναι θέμα χρόνου που κάποια μέρα θα αποκτήσουμε ένα αυτοκίνητο που θα κινείται με κυψελίδες καυσίμου το οποίο θα μεταφέρει υδρογόνο για καύσιμο , ενώ ταυτόχρονα θα είναι φιλικό στο περιβάλλον και στον άνθρωπο. Όλα αυτά θα βοηθήσουν στο να μειωθούν τα αέρια του φαινομένου του θερμοκηπίου και να γίνει μια πιο ορθολογική χρήση των ορυκτών καυσίμων που είναι έτοιμα να εξαντληθούν. Αρκεί βέβαια η έρευνα πάνω σε αυτά τα θέματα να συνεχίσει καθώς βέβαια και η χρηματοδότηση των προγραμμάτων αυτών αν θέλουμε όλα τα παραπάνω να γίνουν πραγματικότητα.

1.2 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ΚΥΨΕΛΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ

Η General Motors προάγει τις τεχνολογίες υδρογόνου "Συνεργασία" με σημαντικό στόχο...

Πριν από λίγο καιρό μιλούσαμε για τις τεχνολογίες υδρογόνου και των κυψελών καυσίμου, που κάποιες εταιρείες βελτιώνουν διαρκώς. Πρόκειται να δούμε κάτι στο προσεχές μέλλον; Η GM κάνει το "πρώτο" βήμα προς

την Ευρωπαϊκή Ένωση...

Η Opel και η GM έχουν αποδείξει και στο παρελθόν τα πλεονεκτήματα και την αξιοπιστία του υδρογόνου και των κυψελών καυσίμου.

Ο όμιλος της GM ήδη έχει αρχίσει να χτυπάει το καμπανάκι στην Ευρωπαϊκή Επιτροπή, δείχνοντας το ενδιαφέρον της πρός αυτές τις τεχνολογίες που σχετίζονται με το υδρογόνο. Συγκεκριμένα, έχει αρχίσει σημαντικές συζητήσεις με την Ευρωπαϊκή Επιτροπή προκειμένου η δεύτερη να υποστηρίξει τη ν τεχνολογία των κυψελώ ν καυσίμου, να αναπτύξει σταδιακά ένα ευρύ δίκτυο αταθμών ανεφοδιασμού υδρογόνου και να γεφυρώσει σιγά - σιγά το χάσμα ανάμεσα στο ερευνητικό επίπεδο και στην παρούσα κατάσταση, που επικρατεί στην ευρωπαϊκή αγορά. Μάλιστα, σε μια επιστολή που έστειλε ο πρόεδρος της GM στην Ευρώπη, Carl-Peter Forster, στον πρόεδρο της Ευρωπαϊκής Επιτροπής, Romano Prodi, εγγυήθηκε για την άμεση παροχή διαφόρων υπηρεσιών από την ίδια την εταιρεία. Άλλωστε όπως ανάφερε: "Αυτή είναι μια σημαντική ευκαιρία και για τους δυο να βελτιώσουν την ευελιξία της αυτοκινητοβιομηχανίας και

ξεκινήσουν τη σταδιακή ανάπτυξη του δικτύου ανεφοδιασμού". Οι υπεύθυνοι της εταιρείας στην Ευρώπη, δίνουν ένα χρονικό διάστημα δέκα ετών για την πλήρη ολοκλήρωση και ανάπτυξη αυτής της συνεργασίας, με αρχή το 2005, συνδυάζοντας τις προσπάθειες της ίδιας της αυτοκινητοβιομηχανίας, της επιστήμης και της πολιτικής. Σε επιλεγμένες ευρωπαϊκές πόλεις, που θα παίξουν δοκιμαστικό ρόλο, θα εγκατασταθούν σε αυτές σταθμοί ανεφοδιασμού, καθώς και σταθερές μονάδες που θα λειτουργούν με κυψέλες καυσίμου για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς και θερμικής ενέργειας για τη θέρμανση χώρων, εγκαταστάσεων κ.λπ. Με την παραγωγή, διάθεση και χρήση του υδρογόνου, τόσο σε σταθερές εγκαταστάσεις, όσο και σε κινούμενες εφαρμογές, καθώς και σε ιδιαίτερες εφαρμογές, όπως είναι η χρήση σε κυψέλες καυσίμου, όλες οι δυνατές χρήσεις του καυσίμου του μέλλοντος, του υδρογόνου, προσωπικά πιστεύω πως έτσι πρέπει να το χαρακτηρίζουμε, θα μπορούν να μελετηθούν και να ελεγχθούν. Έτσι λοιπόν, με τη διάθεση ορισμένων χρηματικών πόρων για την έναρξη αυτής της ανατττυξιακής πολιτικής, είναι δυνατόν μέχρι το 2010, σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα της Ευρωπαϊκής Ένωσης, να έχουν εξασφαλίσει την παραγωγή μερικών εκατοντάδων αυτοκινήτων που κινούνται με υδρογόνο. Η κολοσσιαία πρόοδος της General Motors και της Opel, όσον αφορά τις προσπάθειες και των, δυο προκειμένου να φέρουν την τεχνολογία των κυψελών καυσίμου στα αυτοκίνητα παραγωγής, είναι πιστεύω οφθαλμοφανής σε πολλούς από εμάς, που ίσως μας αρέσει να "ψαχνόμαστε" λίγο περισσότερο στο χώρο του αυτοκινήτου. Αξίζει, λοιπόν, να αναφέρω και πάλι τη μεγάλη πρόκληση που είχαν να αντιμετωπίσουν οι υπεύθυνοι αυτών των εταιρειών όταν αποφάσισαν να πραγματοποιήσουν τη "δοκιμασία" "Opel Fuel Cell Marathon" με την οποία κατάφεραν να αποδείξουν ότι το υδρογόνο, ως καύσιμο -καθώς και οι τεχνολογίες που σχετίζονται άμεσα με αυτό- μπορεί κάλλιστα να αντεπεξέλθει στις απαιτήσεις ενός σύγχρονου αυτοκινήτου, χωρίς να ζηλέψει κάτι από τα σημερινά συμβατικά αυτοκίνητα παραγωγής. Στη συγκεκριμένη δοκιμασία, κατάφεραν να διανύσουν με πλήρη επιτυχία 9.696 χιλιόμετρα με ένα Opel Zafira HydroGenS σε χρονικό διάστημα πεντέμισι εβδομάδων. Αυτό σήμαινε ότι όχι μόνο διπλασίασαν την απόσταση σε σχέση με τα αυτοκίνητα με κυψέλες καυσίμου προηγούμενης γενιάς, αλλά παράλληλα απέδειξαν την οδική καταλληλότητα και την αντοχή αυτής της πρωτοποριακής τεχνολογίας. Γιατί λοιπόν στο εγγύς μέλλον αυτοκίνητα σαν το HydroGenS να μην αποτελούν μοντέλα μιας ευρείας και επιτυχημένης γραμμής παραγωγής μιας αυτοκινητοβιομηχανίας; Δεδομένου, λοιπόν, ότι και οι δυο εταιρείες, η General Motors στην Ευρώπη και η Opel, έχουν διαγράψει μια επιτυχημένη πορεία στον τομέα της εξέλιξης και της χρήσης εναλλακτικών καυσίμων για την κίνηση των αυτοκινήτων τους, μια επικείμενη ανάτπυξη και εξάπλωση της τεχνολογίας και της χρήσης του υδρογόνου σε πολλές ευρωπαϊκές πόλεις, είναι κάτι που όλοι μας πρέπει να επικροτήσουμε και να στηρίξουμε με κάθε τρόπο. Όσον αφορά τώρα την πρόταση που κατέθεσε η GM στην Ευρωπαϊκή Επιτροπή προκειμένου να ανατπύξει το πρόγραμμα το οποίο έχει προτείνει, κατά τη γνώμη μου θα αποτελέσει την απαρχή για σημαντικές αλλαγές στο χώρο της αυτοκινητοβιομηχανίας. Αλλαγές οι οποίες σίγουρα θα βελτιώσουν την εξελικτική πορεία της αυτοκινητοβιομηχανίας και πάνω από όλα θα αποδείξουν ότι πέρα από τα συμβατικά καύσιμα και οχήματα υπάρχει πλήθος άλλων τεχνολογιών, που μπορούν να ανταγωνιστούν αυτά σε ένα πρώτο επίπεδο

φέρνοντας στην επιφάνεια πολλά πλεονεκτήματα από τη χρήση τους. Προστασία του περιβάλλοντος, καθαρότερα αυτοκίνητα, λύση στο μελλοντικό πρόβλημα της λεγόμενης πετρελαϊκής κρίσης, είναι ορισμένα από τα πλεονεκτήματα που θα μπορούσα να σας αναφέρω χάρη στη χρήση των εναλλακτικών καυσίμων και ειδικότερα του υδρογόνου, το οποίο πιστεύω πως, αν όχι σε 10 χρόνια που αναφέρει η GM, ίσως σε 15 ή και 20 χρόνια να αποτελεί ένα από τα βασικά καύσιμα για την κίνηση των αυτοκίνητων μας, αλλά και περαιτέρω μηχανικών εγκαταστάσεων για την παραγωγή ενέργειας κάθε μορφής.

2.BIODIESEL (ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ)

2.1. ΓΕΝΙΚΑ

Το biodiesei είναι καύσιμο φυτικής κυρίως προ’ελευσης, αντίθετα με το πετρελαϊκό diesei, που παράγεται από την διύληση του αργού πετρελαίου. Προέρχεται από την επεξεργασία φυτών αγροτικής παραγωγής όπως ελαιοκράμβη, ηλίανθο, σόγια, καλαμπόκι, ζαχαρότευλα, κ.α. Επιπλέον είναι δυνατή η παραγυόγή του από αχρηστα αγροτικά προϊόντα, όπως χρησιμοποιημένα φυτικά έλαια, διαφόρων ειδών σπόρους, ακόμη και ζωικά λίπη.

Λεωφορείο που χρησιμοποιεί biodiesei σόγιας .

2.2 ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΟ BIODIESELΤο biodiesel είναι μια εναλλακτική λύση πετρελαίου - που βασίζεται

σε ανανεώσιμους πόρους όπως φυτικά έλαια, ζωικά λίπη , ή άλγη . |Χημικά, είναι καύσιμα ενός μίγματος από μόνο - αλκύλιους εστέρες της μακριάς σειράς των λιπαρών οξέων .Η λιποεστέροποιηση είναι η διαδικασία παραγωγής που χρησιμοποιείται για να μετατρέπει το πετρέλαιο βάσεων στους επιθυμητούς εστέρες και αφαιρεί τα ελεύθερα λιπαρά οξέα . Μετά από αυτήν την επεξεργασία, αντίθετα από το ευθύ φυτικό έλαιο ,το biodiesel έχει παρόμοιες ιδιότητες καύσης με το diesel πετρελαίου και μπορεί να το αντικαταστήσει στις περισσότερες σημερινές χρήσεις του. Παρ’ όλα αυτά συνηθίζεται ως πρόσθετο στο diesel πετρελαίου. Βελτιώνοντας τις ήδη χαμηλές λιπαντικές ιδιότητες του πετρελαίου. Είναι ο πιο πιθανός αντικαταστατής των ορυκτών καυσίμων σαν παγκόσμια πρωταρχική πηγή ενέργειας καθώς είναι | ανανεώσιμο καύσιμο που μπορεί να αντικαταστήσει το diesel πετρελαίου στις σημερινές μηχανές και μπορεί να μεταφερθεί και να πωληθεί με τις υπάρχουσες υποδομές. Ένας αυξανόμενος αριθμός σταθμών καυσίμων καθιστά το biodiesel διαθέσιμο στους καταναλωτές και ένας αυξανόμενος αριθμός μεγάλων στόλων μεταφορών χρησιμοποιούν σε ορισμένη αναλογία το biodiesel στα καύσιμά τους.Το biodiesel είναι μη - εύφλεκτο , και σε αντίθεση με το diesel πετρελαίου είναι μη - εκρηκτική ύλη , με σημείο ανάφλεξης 150 °C σε αντίθεση με τους 64°C του diesel πετρελαίου. Είναι ακόμη βιοδιασπώμενο και μη τοξικό, και αυτό μειώνει σημαντικά την ταξικές ουσίες και άλλες εκπομπές όταν καίγεται ως καύσιμα σε αντίθεση με το πετρέλαιο. Στην πιο κοινή μορφή του χρησιμοποιείται μεθανόλη για την παραγωγή μεθυλικοί εστέρες, εν τούτοις η αιθανόλη που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να παραγάγει ένα αιθυλικού αστέρα biodiesel. Ένα υποπροϊόν της εστεροποίησης είναι η παραγωγή της γλυκερίνη .

Αυτήν την περίοδο, το biodiesel είναι ακριβότερο να παραχθεί από το diesel πετρελαίου και αυτός εμφανίζεται να είναι ο πρωταρχικός λόγος | που του στερεί την ευρεία μετάδοση και χρήση του.Προς το παρών η παγκόσμια παραγωγή φυτικών ελαίων και ζωικών λιπών δεν επαρκεί για την αντικατάσταση των ορυκτών καυσίμων. Ορισμένες περιβαλλοντολογικές οργανώσεις όπως η NRDC (NATURAL RESOURCES DEFENCE COYNCIL) παρατηρούν τις μεγάλες δυνατότητες παραγωγής καλιεργειών με σκοπό την κάλυψη των αναγκών σε φυτικά έλαια. |

2.2.2 Ιστορία

Η εστεροποιηση του του φυτικου έλαιου διευθύνθηκε από το 1853 από τους επιστήμονες Ε. Duffy και J. Patrck , πολλά έτη πριν από την πρώτη diesel μηχανή γίνει λειτουργική από τον Rudolf Diesel. Ηταν

μια πρωτυπη μονοκυλυνδρη μηχανη 3 μέτρων η οποία μπορούσε να λειτουργεί με αυτόνομη ενεργεια για πρώτη φορά στο Augsburg της | Γερμανίας στις 10 Αυγούστου , 1893 . Στην ενθύμηση αυτού του γεγονότος, η 10 Αυγούστου έχει δηλωθεί διεθνής ημέρα biodiesel .0 Diesel επεδειξε αργότερα τη μηχανή του στην Παγκόσμια έκθεση στο Παρίσι της Γαλλία στα μέσα του 1898 . Αυτή η μηχανή στάθηκε ως παράδειγμα του οράματος του diesel επειδή τροφοδοτήθηκε με λάδι φυστικιου ενα καυσίμο βιομαζας το οποίο δεν προσέγγιζε τοσο το |biodiesel καθ’ ότι δεν ήταν εστεροποιημενο. Πίστευε πως τα βιοκαυσιμα θα ήταν το μέλλον της μηχανής του.

Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του '20 , κατασκυαστές μηχανών \diesel προσάρμοσαν τις μηχανές τους για να χρησιμοποιούν petrodiesel με χαμηλότερο ιξώδες παρά τα φυτικά έλαια, δηλαδη τα καύσιμα βιομαζών. Οι βιομηχανίες πετρελαίου ήταν σε θέση να κάνουν τις επιδρομές στις αγορές καυσίμων επειδή τα καύσιμά τους ήταν πολύ φτηνότερα για να παραγάγουν από την βιομάζα.Το αποτέλεσμα ήταν, για πολλά έτη, μια εξαφάνιση της υποδομής παραγωγής καυσίμων βιομαζών. Μόνο πρόσφατα με τις ανησυχίες περιβαλλοντικής επίδρασης και η αναγκη μείωσης του κοστους έκαναν το biodiesel μια αυξανόμενη εναλλακτική λύση.Στη δεκαετία του '90 , Η Γαλλία προώθησε την τοπική παραγωγή των καυσίμων biodiesel (γνωστών τοπικά ως διεστέρας ) αποκτηθείσα από εστεροποιημενα φυτικά έλαια, με ανάμειξη 5% συνήθων καυσίμων και | σε ποσοστό 30% στα καύσιμα diesel που χρησιμοποιούνται από μερικούς στόλους (δημόσια μεταφορά ). Η Ρεναυλτ , peugeot και άλλοι κατασκευαστές έχουν πιστοποιήσει μηχανές φορτηγών για τη χρήση αυτου του μερικού biodiesel. Τα πειράματα με το biodiesel 50% είναι εν εξελίξει.Από το 1978 ως το 1996 το ΗΠΑ Το εθνικό εργαστήριο ανανεώσιμης ενέργειασς πειραματίστηκε με τη χρησιμοποίηση άλγης ως πηγή biodiesel στο "υδρόβιο πρόγραμμα ειδών". Ένα πρόσφατο έγγραφο από τον michael Briggs σ' αυτή τη ομάδα biodiesel, εκτιμήσε προσφορεσ για την ρεαλιστική αντικατάσταση όλων των τροχαίων καυσίμων με το biodiesel με τη χρησιμοποίηση τω\/αλγών που έχει περιεκτικότητα μεγακυτερη από 50% σε φυσικό πετρέλαιο .

2.2.3 Η ποιότητα, τα πρότυπα και η ιδιότητες

Το biodiesel είναι ένα καθαρό υποκίτρινο υγρό με ιξώδες παρόμοιο με petrodiesel (ο όρος βιομηχανίας για το diesel παραχθέν από πετρέλαιο). Ένα μεγάλο μέρος του κόσμου χρησιμοποιεί ένα σύστημα γνωστό ως το "παράγοντας του BD" για να δηλώνει το ποσό biodiesel σε οποιοδήποτε μίγμα καυσίμων, σε αντίθεση με σύστημα "ΒΑ" που χρησιμοποιείται για την ανάμειξη βιοαλκοολων. Για παράδειγμα η ανάμειξη biodiesel σε ποσοστο 20% μεταφράζεται σε BD20.Το διεθνες τυποποιημένο πρότυπό του biodiesel είναι το ISO 14214. Αλλο ένα διεθνές τυποποιημένο πρότυπό είναι το ASTM D 6751, το

οποίο είναι απο πιό κοινά πρότυπα που παρα:πέμπουη στις Ηνωμένες Πολιτείες. Στη Γερμανία, οι απαιτήσεις για τα biodiesels καθορίζονται στο DIN πρότυπό RME (μεθυλικός εστέρας συναπόσπορων, από τα |

προϊόντα χρησιμοποιημένα, σύμφωνα με το DIN Ε 51606)

. ΡΜΕ (φυτικός μεθυλικός εστέρας, καθαρα φυτικά προϊόντα, σύμφωνα με το DIN Ε 51606)

. ΕΜΕ (παχύς μεθυλικός εστέρας, φυτικά και ζωικά προϊόντα, σύμφωνα με το DIN Β 51606)

Τα πρότυπα εξασφαλίζουν τους ακόλουθοους σημαντικοους παράγοντες στη διαδικασία παραγωγής καυσίμων:

. πλήρης αντίδραση.• αφαίρεση γλυκερίνης .• αφαίρεση του καταλύτη.• αφαίρεση του οινοττνεύματος.• Απουσία ελεύθερων λιπαρεων οξέων.

Οι βασικές βιομηχανικές δοκιμές για να δουν εάν το προϊόν προσαρμόζεται στα πρότυπα περιλαμβάνουν χαρακτηριστικά χρωματογραφία αερίου που ελέγχει μόνο το σημαντικότερο των ανώτερων μεταβλητών. Πληρέστερο κόστος δοκιμών κοστίζει περισσότερο. Το καύσιμο που συναντά τα ποιοτικά πρότυπα είναι πολύ μη τοξικό, με μια εκτίμηση τοξικότητας (LD50 ) μεγαλύτερου από 50 ml/kg.Το biodiesel μπορεί να αναμιχθεί με το diesel πετρελαίου σε οποιαδήποτε συγκέντρωση στις περισσότερες σύγχρονες μηχανές, αν και έχει το μειονέκτημα της υποβάθμισης των πλαστικών μερών και σωληνώσεων στα παλαιότερα οχήματα (πριν από 1992 ). Το biodiesel είναι ένας καλύτερος διαλύτης από petrodiesel και είναι γνωστό ότι διαλύει τις αποθέσεις του υπολείμματος στις γραμμές καυσίμων των οχημάτων που χρησιμοποιούν συνήθως πετρέλαιο. Τα φίλτρα καυσίμων μπορούν να φραξουν εάν γίνει αποτ(^μη αλλαγή σε biodiesel αλλα θα καθαριστούν στη διάρκεια της λειτουργειας Τα πλεονεκτήματα τογ Biodiesel είναι:

• το biodiesel περιέχει λιγότερους αρωματικούς υδρογονάνθρακες : benzofluoranthene: μείωση 56% benzopyrenes' μείωση 71%.

• αποβάλλει επίσης εκπομπές θείου επειδή το biodiesel δεν περιλαμβάνει το θείο.

• το biodiesel μειώνει κατά τουλάχιστον 65% την εκπομπή μορίων (μικρά μόρια των στερεών προϊόντων καύσης).

• το biodiesel μειώνει τις εκπομπές μονοξείδιου άνθρακα (CO) κατά περίπου 50% και διοξείδιου του άνθρακα κατά 78,45% σε καθαρή βάση επειδή ο άνθρακας στις εκπομπές biodiesel ανακυκλώνεται από τον άνθρακα που ήταν ήδη στη ατμόσφαιρα παρά την ύπαρξη ενός άνθρακα από το πετρέλαιο που διαχωρίστηκε στη γήινη κρούστα

• TO biodiesel εκπεμπει μεγαλύτερες ποσότητες ΝΟχ από το petrodiesel, αλλά αυτές οι εκπομπές μπορεί να μειωθεί μέσω της χρήσης καταλυτικών μετατροπεών . Τα οχήματα Petrodiesel γενικά δεν έχουν περιλάβει τους καταλυτικούς μετατροπείς επειδή η περιεκτικότητα σε θείο σε εκείνα τα καύσιμα καταστρέφει τις συσκευές, αλλά το biodiesel δεν περιέχει το θείο. Η αύξηση σε NO χ εκπομπές μπορεί επίσης να οφείλεται στη υψηλότερη εκτίμηση δεκαεξανίου του biodiesel. Οι κατάλληλα σχεδιασμένες και συντονισμένες μηχανές μπορούν να αποβάλουν αυτήν την αύξηση.

• έχει έναν υψηλότερο βαθμό δεκαεξανίου από το petrodiesel, και επομένως αναφλέγεται γρηγορότερα όταν εγχέεται μηχανή.

Το καθαρό biodiesel (BD100 ή Β100) μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οποιοδήποτε πετρέλαιο μηχανή diesel, αν και χρησιμοποιείται συχνότερα στις χαμηλότερες συγκεντρώσεις.

2.2.4. Παραγωγή

Σόγια που μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία για να παραγάγει το biodiesel. Εικόνα από το εθνικό συμβούλιο biodiesel

Ποικίλα βιολιπη μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να παραγθει το biodiesel. Αυτοί περιλαμβάνουν:

. συναπόσπορος και έλαια σόγιας χρησιμοποιούνται,συνηθέστερα εν τούτοις χρησιμοποιούνται και άλλες συγκομιδές όπως μουστάρδα , έλαιο φοινικών , κάνναβη και ακόμα και τα άλγη

> φυτικό έλαιο αποβλήτων (WVO). ζώο λίπη συμπεριλαμβανομένου ζωικό λίπος , λαρδί, και κίτρινο

λίπος .

Πολλοί συνήγοροι προτείνουν ότι το φυτικό έλαιο άποβλήτων είναι η καλύτερη πηγή πετρελαίου για να παραγάγει το biodiesel. Εντούτοις, ο διαθέσιμος ανεφοδιασμός είναι δραστικά λιγότερος από το ποσό καυσίμων πετρέλαιου που καίγονται για τη μετακίνηση και οικιακή χρηση στον κόσμο.Σύμφωνα με Η αντιπροσωπεία προστασίας του περιβάλλοντος (ΕΡΑ),

στις Ηνωμένες Πολιτείες εστιατόρια στις ΗΠΑ παράγουν περίπου 300 εκατομμύριο γαλόνια αποβλήτων του μαγειρικού ελαίου το χρονο Αν και είναι οικονομικά κερδοφόρο να χρησιμοποιηθεί W VO για να παραγάγει το biodiesel, είναι ακόμα πιό κερδοφόρο να μετατραπεί το WVO σε άλλα προϊόντα όπως σαπούνι . Ως εκ τούτου, το περισσότερο WVO που δεν πετιέται χρησιμοποιούνται για αυτούς τους άλλους λόγους. Τα ζωικά λίπη είναι ομοίως περιορισμένα στον ανεφοδιασμό, και δεν θα ήταν αποδοτικό να ανατραφούν τα ζώα απλά για το λίπος τους. Εντούτοις, η παραγωγή του biodiesel με το ζωικό λίπος που ειδάλλως θα είχε απορριφθεί θα

μπορούσε να αντικαταστήσει ένα μικρό ποσοστό της χρήσης diesel πετρελαίου. .Η κατ' εκτίμηση χρήση πετρελαίου θέρμανσης καυσίμων μεταφορών στις ΗΠΑ είναι περίπου 230.000 εκατομμύριο γαλόνια.(BRIGGS,2004). Τα αποβλήτα φυτικων έλαιων και τα ζωικά λίπη δεν θα ήταν αρκετά να ικανοποιήσουν αυτήν την απαίτηση. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, η κατ' εκτίμηση παραγωγή του φυτικού ελαίου για όλες τις χρήσεις είναι περίπου 23.600 εκατομμύριο λίβρες (12.000.000 Τ) και ζωικων λιπών στα 11,638 εκατομμύρια λίβρες. (VAN GERPEN,2004) Για μια αληθινά ανανεώσιμη πηγή πετρελαίου, οι συγκομιδές ή άλλες παρόμοιες πηγές θα έπρεπε να εξεταστούν. Τα φυτά χρησιμοποιούν τη φωτοσύνθεση για να μετατρέψουν την ηλιακή ενέργεια στη χημική. Είναι αυτή η χημική ενέργεια που το biodiesel αποθηκεύει και απελευθερώνεται όταν καίγεται. Επομένως τα φυτά μπορούν να προσφέρουν μια βιώσιμη πηγή πετρελαίου για την παραγωγή biodiesel. Διαφορετικά φυτά παράγουν το χρησιμοποιήσιμο πετρέλαιο στα διαφορετικά ποσοστά. Μερικές μελέτες έχουν παρουσιάσει ακόλουθη ετήσια παραγωγή:

• σόγια: 40 έως 50 ΗΠΑ GAL/acre (40 έως 50 m /̂km )̂• μουστάρδα: 140 ΗΠΑ GAL/acre (130 m^/km )̂. συναπόσπορος: 110 έως 145 ΗΠΑ GAL/acre (100 έως 140

m"/km")• έλαιο φοινικών: 650 ΗΠΑ GAL/acre (610 mVkm^)

{http J/www.joumeytoforever. org/biodiesel_yield.html). άλγη: 10.000 έως 20.000 ΗΠΑ GAL/acre (10.000 έως 20.000

mVkm^)

Πιο συγκεκριμένα έκθεση μιας ομάδας καθηγητών του Τ.Ε.Ι. Κρήτης και του Μεσογειακού Αγρονομικού Ινστιτούτου Χανίων παρουσιάζουν τα παρακάτω όσον αφορά την αξιοποίηση του χαρουπιού για την παραγωγή βιοαιθανόλης.

2.3 ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΧΑΡΟΥΠΙΟΥ ΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΙΟΑΙΘΑΝΟΛΗΣ

[ Γ. Βουρδουμπάς (1), Δ. Μακρής (2), Π. Κεφάλας (2), Γ. Καλιακάτσος (1),

Γ. Ναξάκης (2) ]

(1) ΤΕΙ Κρήτης, Παράρτημα Χανίων Ρωμανού 3, Χαλέπα, 73133, Χανιά e-mail: gboyrd@tee.gr

(2) Μεσογειακό Αγρονομικό Ινστιτούτο Χανίων Αγροκήπιο, 73100, Χανιά

To χαρούπι προϊόν της χαρουπιάς ενός αυτοφυούς δένδρου της Μεσογείου που φύεται σε ημιξηρικά και ημιάγονα εδάφη είναι πλούσιο σε σάκχαρα με περιεκτικότητα κατά μέσο όρο 40-50% κ.β. Τα σάκχαρα αυτά μπορούν να ζυμωθούν με ζύμη αρτοποιείου σε οινόττνευμα το οποίο διαχωριζόμενο με απόσταξη μπορεί να χρησιμεύσει σαν καύσιμο οχημάτων, υποκατάστατο της βενζίνης. Η ζύμωση επιτελείται γρήγορα, εντός 48 h σε συστήματα διαλείποντος έργου ενώ οι αποδόσεις είναι ικανοποιητικές. Η χαρουπιά μπορεί να καλλιεργηθεί κάτω από ορισμένες προϋποθέσεις και ο καρπός της μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή αιθανόλης εφόσον, βέβαια, τα οικονομικά μιας τέτοιας διεργασίας είναι ελκυστικά.

2.3.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Η παραγωγή βιολογικών καυσίμων-βιοαιθανόλης και βιοντήζελ-από γεωργικές πρώτες ύλες έχει αρχίσει πρόσφατα να αναπτύσσεται στην Ευρωπαϊκή Ένωση έπειτα και από την ενθάρρυνση και τις Οικονομικές ενισχύσεις της κοινότητος. Εργοστάσια επεξεργασίας των τεύτλων και των σιτηρών για παραγωγή βιοαιθανόλης έχουν δημιουργηθεί στην Γαλλία και την Ισπανία ενώ εργοστάσια αξιοποίησης του κραμβέλαιου για παραγωγή βιοντήζελ υπάρχουν στην Γερμανία και αλλού. Η στροφή από τη διατροφική γεωργία στην Ενεργειακή γεωργία αναμένεται να ενταθεί τα προσεχή χρόνια ιδιαίτερα μετά τον περιορισμό των επιδοτήσεων της Κ.Α.Π. στην Ευρωπαϊκή γεωργία. Στην Ελλάδα ο τομέας της παραγωγής βιοκαυσίμων παρά τη γενικευμένη κρίση της Ελληνικής γεωργίας δεν έχει αναπτυχθεί ακόμη και το ενδιαφέρον περιορίζεται στην εκπόνηση μελετών και στη διενέργεια ερευνητικών προγραμμάτων. Όσον αφορά τη βιοαιθανόλη έχει γίνει πειραματική διερεύνηση της παραγωγής της από γλυκό σόργο ενώ σήμερα στα πλαίσια του κοινοτικού προγράμματος ALTEf^ER γίνεται η διερεύνηση της παραγωγή της από το χαρούπι. Στον πίνακα 1 φαίνεται η παραγωγή των βιολογικών καυσίμων σήμερα στην Ε.Ε.

Ο Roukas, Τ. (1, 2, 3) έχει ερευνήσει εκτενέστατα διάφορες τεχνικές (συνεχους,διαλειποντος έργου κ.αλ.) σε εργαστηριακή κλίμακα για τη παραγωγή αιθανόλης από το χαρούπι, και έχει υπολογίσει τις κινητικές παραμέτρους και τις αποδόσεις στις περιπτώσεις αυτές. Εξάλλου ο Γ. Βουρδουμπάς (4) και οι Vourdoumbas, J. και Kaliakatsos, J. (5) έχουν αναφερθεί στη παραγωγή αιθανόλης από το χαρούπι.

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΣΤΗΝ Ε.Ε. - 2000 (ΤΝ)

I Χώρα Αιθανόλη Βιοντήζελ

Γαλλία 91.000 328.600Ισπανία 80.000Σουηδία 20.000Γερμανία 246.000Ιταλία - 78.000Αυστρία 27.600Βέλγιο 20.000

ΣΥΝΟΛΟ 191.000 700.200Πίνακας 1

2.3.2. Η ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΧΑΡΟΥΠΙΑΣ

Η χαρουπιά φύεται από την αρχαιότητα στην Λεκάνη της Μεσογείου, ιδιαίτερα σε μέρη με ήπιο και ξηρό κλίμα και σε φτωχά εδάφη. Εκτός από τη λεκάνη της Μεσογείου η χαρουπιά φύεται και σε περιοχές με κλίμα παρόμοιο με το Μεσογειακό όπως σε περιοχές των Η.Π.Α., π.χ.: Καλιφόρνια, σε περιοχές της Νοτίου Αμερικής, Αυστραλίας, Ινδιών, κ. αλ. Η παγκόσμια παραγωγή σήμερα υπολογίζεται σε 310.000 τν ετησίως, ενώ η χαρουπιά φύεται σε περίπου 2,000,000 στρέμματα και η αποδοτικότητα του δένδρου σε παραγωγή καρπού ποικίλει εξαρτώμενη από πολλούς παράγοντες. Η μεγαλύτερη ποσότητα χαρουπιού παράγεται σήμερα την Ισπανία(135.000 τόννοι ετησίως) ενώ αξιόλογες ποσότητες παράγονται και στην Ιταλία, Πορτογαλία, Μαρόκο, Ελλάδα, Κύπρο, Τουρκία, κ. αλ. Η παραγωγικότητα σε καρπό της χαρουπιάς ποικίλει και κυμαίνεται από 150-200 κιλά ανά στρέμμα σε αραιά φυτεμένα και χωρίς φροντίδα δένδρα μέχρι 1200 κιλά ανά στρέμμα σε καλλιεργούμενα και αρδευόμενα δένδρα στο Ισραήλ. Το δένδρο της χαρουπιάς αργεί να κάνει καρπούς. Σε δένδρα )0 ετών και σε μη αρδευόμενες φυτείες αλλά με ετήσιες βροχοπτώσεις 500-600 χλς ανά έτος, η παραγωγή 500-750 κιλών καρπού ετησίως ανά στρέμμα έχει αναφερθεί. Υπολογίζεται ότι το 1998, η παραγωγή χαρουπιού στη Κρήτη ανήλθε σε περίπου 15.000 τν αλά με τάσεις φθίνουσες. Η τιμή του χαρουπιού κυμαίνεται σήμερα σε περίπου 0,2 Ευρώ ανά κιλό.

2.3.3. ΣΥΣΤΑΣΗ ΚΑΙ ΧΡΗΣΕΙΣ ΧΑΡΟΥΠΙΟΥ

Ο καρπός του χαρουπιού αποτελείται από τη ψύχα 90-92% κ.β. και τους σπόρους 8-10% κ.β. Η ψύχα περιέχει σημαντικές ποσότητες σακχάρων κυρίως γλυκόζη, σουκρόζη και φρουκτόζη. Στο πίνακα 2 φαίνεται η ποσοστιαία (%) σύσταση της ψύχας του χαρουπιού.

ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΗΣ ΨΥΧΑΣ ΤΟΥ ΧΑΡΟΥΠΙΟΥ (%)

ΓλυκόζηΦρουκτόζηΤανίνεςΜη Αμυλούχα ττολυσακχαρίδιαΣτάκτηΛίπη

Πίνακας 2

Ο σπόρος του χαρουπιού είναι πλούσιος σε πολυσακχαρίδια και κυρίως σε γαλακτομανάνες. Η κύρια χρήση της ψύχας του χαρουπιού είναι για ζωοτροφή. Έχει χρησιμοποιηθεί επίσης για τη παρασκευή σακχαρούχου σιροπιού καθώς και αναψυκτικών. Σε περιόδους πείνας το χαρούπι χρησίμευσε και για ανθρώπινη τροφή. Η ψύχα έχει χρησιμοποιηθεί επίσης και για παραγωγή αιθανόλης. Ο σπόρος του χαρουπιού έχει σήμερα μεγαλύτερη αξία από τη ψύχα και χρησιμοποιείται στη φαρμακευτική βιομηχανία, στην βιομηχανία καταναλωτικών προϊόντων, στην βιομηχανία τροφίμων, κ. αλ. Στη Κρήτη υπάρχουν σήμερα 10 μικρές βιοτεχνίες επεξεργασίας χαρουπιού που βρίσκονται: 1 στο Ν. Χανίων, 3 στο Ν. Ρεθύμνης, 5 στο Ν. Ηρακλείου και 1 στο Ν. Λασιθίου. Στις βιοτεχνίες αυτές προσκομίζεται ο καρπός μετά τη συλλογή του όπου αλέθεται και διαχωρίζεται η ψύχα από το σπόρο. Ο σπόρος συνήθως πωλείται σε μία βιομηχανία επεξεργασίας του ενώ η ψύχα διατίθεται για ζωοτροφή στους κτηνοτρόφους της περιοχής (όπου χορηγείται είτε αυτούσια είτε κατόπιν ανάμιξης με άλλες ζωοτροφές).

2.3.4. ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΑΙΘΑΝΟΛΗΣ ΑΠΟ ΤΗ ΨΥΧΑ ΤΟΥ ΧΑΡΟΥΠΙΟΥ

Η διαδικασία παραγωγής αιθανόλης από τη ψύχα του χαρουπιού γίνεται σε διάφορα στάδια που περιλαμβάνουν:

α) Την εκχύλιση των σακχάρων από τη ψύχα και την δημιουργία υδατικού διαλύματος

β) Τη ζύμωση του σακχαρούχου διαλύματος με το μύκητα Saccharomyces Cerevisiae

γ) Την κλασματική απόσταξη του ζυμωθέντος διαλύματος όπου σε πρώτο στάδιο παράγεται αζεοτροπικό μίγμα αιθανόλης 95.6%.

Ακολουθεί περαιτέρω αφυδάτωση του αζεοτροπικού μίγματος οπού παράγεται τελικά καθαρή αιθανόλη (99.7%) και η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν καύσιμο.

2.3.5. ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΤΗΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΑΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΑΙΘΑΝΟΛΗΣ ΑΠΟ ΤΟ ΧΑΡΟΥΠΙ

Κατά τη διάρκεια ερευνητικού προγράμματος που χρηματοδοτήθηκε από την Ε.Ε. στα πλαίσια της πρωτοβουλίας ALTENER διερευνήθησαν ορισμένες παράμετροι της διεργασίας παραγωγής αιθανόλης από τη ψύχα του χαρουπιού.

Πιο συγκεκριμένα,

α) Όσον αφορά την εκχύλιση των σακχάρων του χαρουπιού από τη ψύχα βρέθηκε ότι η καλύτερη απόδοση εκχύλισης επιτυγχάνεται με θερμό νερό θερμοκρασίας 70°C και για ανάμιξη με τη ψύχα 2 h. Στη θερμοκρασία αυτή το μεγαλύτερο μέρος της σουκρόζης υδρολύεται σε γλυκόζη και φρουκτόζη.

Μετά το πέρας της εκχύλισης και τη λήψη του υδατικού σακχαρούχου διαλύματος παραμένει ένα ημιστερεό υπόλειμμα με υψηλή υγρασία που έχει τα εξής χαρακτηριστικά του πίνακα 3:

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΟΥ ΗΜΙΣΤΕΡΕΟΥ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΟΣ ΠΟΥ ΠΑΡΑΜΕΝΕΙ ΜΕΤΑ ΤΗΝ ΕΚΧΥΛΙΣΗ ΜΕ ΝΕΡΟ ΤΩΝ ΣΑΚΧΑΡΩΝ

ΤΗΣ ΨΥΧΑΣ ΤΟΥ ΧΑΡΟΥΠΙΟΥ

(σε ξηρή βάση)θερμογόνο δύναμη 4530 Kcal/KgC - Άνθρακας 77,18%0 - Οξυγόνο 8,41 %Η - Υδρογόνο 9,27 %Ν - Άζωτο 2,09 %S - Θείο 0,05 % "Τέφρα 3,00 %

Πίνακας 3β) Όσον αφορά τη ζύμωση του σακχαρούχου υδατικού διαλύματος με

Saccharomyces Serevisiae σε μη ασηπτικές συνθήκες (χωρίς προηγούμενη αποστείρωση του διαλύματος) και σε σύστημα διαλείποντος έργου, βρέθηκαν τα εξής:

Σε θερμοκρασίες 25-30°C, η απόδοση σε αιθανόλη κυμαινόταν σε 32,7-36,4 γρ. αιθανόλης ανά γρ. σακχάρων ενώ ο βαθμός

αξιοποίησης των σακχάρων ήταν 98,2%. Ένα μέρος των σακχάρων χρησιμοποιείτο για τον ενδογενή μεταβολισμό και το πολλαπλασιασμό των ζυμών και ένα άλλο μετατρεπόταν σε αιθανόλη. Οι αρχικές συγκεντρώσεις του σακχαρούχου διαλύματος κυμαινόταν σε 100-200 γρ/λτ, η ποσότητα των μυκήτων εμβολιασμού ήταν 0,1% και οι επιτυγχανόμενες αποδόσεις ήταν ΙΟ­Ι 1,7 γρ. αιθανόλης ανά 100 γρ. ψύχας χαρουπιού.

γ) Όσον αφορά την κλασματική απόσταξη του οινοττνεύματος από το ζυμωθέν διάλυμα η τεχνολογία είναι παλιά και γνωστή. Το παραγόμενο αζεοτροπικό μίγμα αιθανόλης περιέχει μικρά ποσοστά νερού, το οποίο θα πρέπει να απομακρυνθεί για τη χρήση της αιθανόλης σαν καύσιμο. Η απομάκρυνση του νερού μπορεί να επιτευχθεί είτε με περαιτέρω αζεοτροπική απόσταξη είτε με άλλη μέθοδο διαχωρισμού.

2.3.6. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ

Το κόστος παραγωγής αιθανόλης από το χαρούπι εξαρτάται από διάφορους παράγοντες μεταξύ των οποίων είναι:

α) Η παραγωγικότητα της φυτείας της χαρουπιάς β) Η συγκέντρωση σακχάρων της ψύχας του χαρουπιού γ) Η απόδοση της ζύμωσης του σακχαρούχου διαλύματος του χαρουπιούδ) Το κόστος της πρώτης ύλης

Στο πίνακα 4 φαίνεται η παραγωγή αιθανόλης από διάφορες γεωργικές πρώτες ύλες μεταξύ των οποίων και το χαρούπι.

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΑΙΘΑΝΟΛΗΣ ΑΠΟ ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ ΠΡΩΤΕΣ ΥΛΕΣ

ΠΡΩΤΗ ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ‘ΥΛΗ (ΤΝ/ΕΚΤΑΡΙΟ) ΣΑΚΧΑΡΩΝ ΑΙΘΑΝΟΛΗΣ

(LT/EKTAPIO)(%) (LT/TN)

\ευτλα 4800

40-50 16 90-100 3800-

Σακχαρο-κάλαμο7000

50-100 13 60-80 3500-

Καλαμπόκι3000

4-8 60 360-400 1500-

Σιτάρι 2-9 62 ' 370-420 740^

3800Σόργο6300

4-15 70 330-370 1480-

Χαρούπι 8-10 45 150 1380Πίνακας 4

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

1. Η υψηλή συγκέντρωση του χαρουπιού σε σάκχαρα δίδει τη δυνατότητα χρησιμοποίησης του σαν πρώτη ύλη παραγωγής βιοαιθανόλης. Βέβαια, αυτό σημαίνει ότι θα πρέπει να υπάρξει αντιστροφή της σημερινής τάσης δηλαδή της μείωσης της καλλιέργειας της χαρουπιάς στην Ελλάδα.

2. Η τεχνολογία παραγωγής βιοαιθανόλης από το χαρούπι είναι απλή και περιλαμβάνει τρία βασικά στάδια:

a) Την εκχύλιση των σακχάρων από τη ψύχα του χαρουπιού

b) Την ζύμωση του σακχαρούχου διαλύματος ο) Το διαχωρισμό της παραχθείσης αιθανόλης

3. Η απόδοση του χαρουπιού σε αιθανόλη είναι μάλλον χαμηλή σε σχέση με άλλες σακχαρούχες ή αμυλούχες γεωργικές πρώτες ύλες. Αυτό σε συνδυασμό με την σχετικά υψηλή τιμή της πρώτης ύλης κάνει αμφίβολη στο μέλλον την οικονομική βιωσιμότητα μιας διεργασίας παραγωγής βιοαιθανόλης από το χαρούπι.

3.ΤΟ BIODIESEL ΩΣ ΚΑΥΣΙΜΟ ΜΗΧΑΝΩΝ

κηνητήρας αυτοκινήτου ττου χρησιμοποιεί biodiesel.

3.1.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΑΛΚΟΟΛΕΣ

Οι αλκοόλες είναι καύσιμα της οικογένειας ΟΞΥΓΟΝΩΝ. Όπως είναι γνωστό σε όλους, το μόριο της αλκοόλης έχει ένα ή περισσότερα

οξυγόνα, τα οποία συμβάλλουν στην καύση. Οι αλκοόλες παίρνουν την

ονομασία τους αναλόγα με τα βασικά μόρια του υδρογονάνθρακα που

προέρχονται όπως: Μεθανόλη (CH 3 ΟΗ) Αιθανόλη (C 2 Η s OH) Προπανόλη (C 3 Η / ΟΗ) Βουτανόλη (C 4 Η g ΟΗ). Θεωρητικά, οποιαδήποτε από τα οργανικά μόρια της οικογένειας των αλκοολών

μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο. Ο κατάλογος είναι κάπως πιό εκτενής, εντούτοις, μόνο δύο από τις αλκοόλες είναι τεχνικά και οικονομικά κατάλληλες ως καύσιμα για τις μηχανές εσωτερικής καύσης. Αυτές οι αλκοόλες είναι απο τις πιο απλά μοριακά δομημένες δηλ., της μεθανόλης και της αιθανόλης.

-Η αιθανόλη παράγεται από τη βιομάζα,/που αποτελείται απόποικίλες οργανικές ουσίες, πλήρως φιλικές προς το περιβάλλον.

Η βενζίνη είναι ένα σύνθετο μίγμα ουσιών υδρογονανθράκων που

περιλαμβάνει άτομα υδρογόνου και άνθρακα. Αυτοί οι υδρογονάνθρακες μπορούν να εμφανιστούν σε όλες τις μορφές (ως

αέριο, υγρό, ή στερεό), αλλά εμείς ενδιαφερόμαστε για τα καύσιμα στην

Υγρή κατάσταση τους.

Για να παραχθούν τα διάφορα καύσιμα υδρογονανθράκων, η

βιομηχανία καθαρίζει μόνο το ακατέργαστο πετρέλαιο (που είναι αποτέλεσμα γεωλογικών και βιολογικών κύκλων) και επιτυγχάνεται το

επιθυμητό προϊόν σε μια ορισμένη θερμοκρασία και πίεση. Ως εκ

τούτου υπάρχουν τα ελαφρύτερα, αεριώδη καύσιμα όπως το βουτάνιο, το προπάνιο, και το αιθάνιο, τα υγρά όπως το οκτάνιο, το πεντάνιο, και το εξάνιο, τα βαρύτερα, ελαιούχα υγρά όπως η κηροζίνη και τέλος τα

κεριά και τα στερεά.

3.1.2 ΑΛΚΟΟΛΕΣ ΩΣ ΚΑΥΣΙΜΑ ΜΗΧΑΝΩΝ

Η βενζίνη όπως ξέρουμε είναι ένας συνδυασμός οκτανίου, βενζολίου, τολουολίου, διάφορων άλλων αρωματικών ουσιών, τετρααιθυλικού

μολύβδου, απορρυπαντικών και ενώσεων του θείου, του φωσφόρου, και του βορίου. Λόγω αυτού του σύνθετου μίγματος συστατικών - και επειδή οι εγκαταστάσεις καθαρισμού ποικίλλουν,το μίγμα για να

προσαρμοστεί στις κλιματολογικές και εποχιακές αλλαγές, καθώς

επίσης και στο υψόμετρο - είναι δύσκολο^ να επιλεγεί ένα

"αντιπροσωπευτικό" δείγμα της βενζίνης για λόγους σύγκρισης.

Οι αλκοόλες, αφ' ετέρου, πρέπει να παράγονται στην περίπτωσή μας, μέσω των διαδικασιών ζύμωσης και απόσταξης. Λόγω των βημάτων που περιλαμβάνονται στην κατασκευή της, η αλκοόλη είναι πάντα

ακριβότερη από τη βενζίνη στα προϊόντα. Αλλά τώρα, με τις

ελαττωμένες προμήθειες ακατέργαστου πετρελαίου, η τιμή της βενζίνης

ανεβαίνει στα ύψη και σύντομα η βενζίνη θα πρέπει πιθανώς να

κατασκευαστεί συνθετικά, με κόστος πολύ μεγαλύτερο - δεδομένου ότι η διαδικασία παραγωγής είναι πιό περίπλοκη από αυτότωναλκοόλών.

Οι ενώσεις αλκοολών είναι επίσης υδρογονάνθρακες αλλά στις

αλκοόλες, ένα από τα άτομα υδρογόνου έχει αντικατασταθεί από μια

ρίζα υδροξυλίου (ως εκ τούτου το σύμβολο ΟΗ), η οποία είναι ένα άτομο οξυγόνου που συνδέεται με ένα άτομο υδρογόνου.Οι αλκοόλες, επίσης, λαμβάνουν πολλές μορφές και έχουν διάφορα επίπεδα

πολυπλοκότητας, αλλά ενδιαφερόμαστε κυρίως για την

αιθανόληκαιτη μεθανόλη.

Αυτές οι δυο αλκοόλες είναι οι μόνες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν πρακτικά ως καύσιμα, η αιθανόλη είναιοικονομικότερα εφικτή σε μικρή κλίμακα. (Η πρώτη ύλη πουχρησιμοποιείται για να κάνει τη μεθανόλη - ξύλινα τσιπ, απορρίματα, ή

θέμα κυτταρίνης - είναι σχετικά ανέξοδη, αλλά η διαδικασία κατασκευής της είναι οικονομική μόνο σε βιομηχανικό επίπεδο.)

Επιφανειακά, η διαφορές μεταξύ των αλκοολών και της βενζίνης μπορούν να χαρακτηριστούν δευτερεύουσας σημασίας: Οι αλκοόλες

περιέχουν οξυγόνο, ενώ η βενζίνη όχι. Στην πραγματικότητα, εντούτοις, οι ανομοιότητες είναι πολύ πιό σύνθετες από αυτή. Επιπλέον, κάτω από τη συμπίεση - όπως συμβαίνει στον θάλαμο καύσης μιας μηχανής

-τα πράγματα είναι ακόμη πιό περίπλοκα.

Ανεξάρτητα από τις έμφυτες διαφορές μεταξύ της βενζίνης και των

αλκοολών, το γεγονός είναι ότι οι αλκοόλες κάνουν για ιδανικά καύσιμα

μηχανών. Η πρώτη πρακτική μηχανή εσωτερικής καύσεως - που

κατοχυρώνεται με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από το Nikolaus Otto το 1877

- χρησιμοποιούσε αλκοόλη ως καύσιμο(η βενζίνη δεν είχε ανακαλυφθεί ακόμα), το προτότυπο μοντέλο της FORD, που παρήχθη από το 1928

ως το 1931, είχε ως σκοπό να κάψει ποικιλία καυσίμων,ένα από αυτά

ήταν και οι αλκοόλες.Επιπλέον, τα φορτηγά Studebaker που

κατασκευάστηκαν για την εξαγωγή στη δεκαετία του '30 (και τα διάφορα

εσωτερικά τρακτέρ που πωλούνται και στις ΗΠΑ και στο εξωτερικό) προσφέρθηκαν είτε με βενζινομηχανές είτε με συστήματα καύσης

αλκοόλης. (Πράγματι, στην έναρξη της "μηχανοποιημένης εποχής", η

χρήση των αλκοόλών ήταν εξίσου- εάν όχι πιό διαδεδομένη- από τα

άλλα καύσιμα. Αλλά με το πέρασμα του χρόνου, η βιομηχανία

πετρελαίου οργανώθηκε και ισχυροποιήθηκε έναντι στους ανεξάρτητους

βασισμένους παραγωγούς αλκοολών οι οποίοι πιέστηκαν επιτυχώς

για τη χονδρική χρήση των "ανώτερων" καυσίμων βενζίνης.Αρκετά

παράξενα, στις περιοχές όπου το πετρέλαιο έπρεπε να εισαχθεί αποκλειστικά, ή κατά τη διάρκεια του χρόνου του πολέμου όταν

διανεμήθηκαν οι προμήθειες βενζίνης, οι αλκοόλες έγιναν ξαφνικά άριστα καύσιμα μηχανών πάλι και υπό αυτήν τη μορφή από τους

διανομείς πετρελαίου που τα πωλούσαν!

Οι αλκοόλες έχουν τα χαρακτηριστικά που τις κάνουν φυσικά καύσιμα

μηχανών: 1) έχουν υψηλή περιεκτικότητα "οκτανίου",δίνοντας τουςπολύ καλές αντικροτικες ιδιότητες που αποτρέπει την κρουστική καύση

(πυράκια) σε συνθήκες υπό φορτίο, 2 )η καύση τους είναι καθαρή και έτσι όχι μόνο οι επιβλαβείς εκπομπές ρύπων μειώνονται δραστικά, αλλά και απομακρύνονται από τα εσωτερικά μέρη της μηχανής οι καταθέσεις του άνθρακα που δεν ενισχύονται εφ' όσον

χρησιμοποιούνται οι αλκοόλες ως καύσιμο 3) μια μηχανή καύσης

αλκοόλης ψύχεται πιο εύκολα από ότι ένας βενζινοκηνητήρας

αντίστοιχός της, επεκτείνοντας κατά συνέπεια τη ζωή της μηχανής και μειώνοντας την πιθανότητα υπερθέρμανσης.

Σε αυτό το σημείο, μπορούμε να απαριθμήσουμε ακριβώς πώς αυτά και άλλα χαρακτηριστικά των αλκοολών έχουν επιπτώσεις στην απόδοση μηχανών.

3.2 ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΤΩΝ ΑΛΚΟΟΛΩΝ:

Α. Η μεθανόλη παράγεται με διάφορες διαδικασίες από τις οποίες οι πιό

κοινές είναι οι ακόλουθες: Απόσταξη του ξύλου,απόσταξη του άνθρακα,από φυσικό αέριο και από αέριο πετρελαίου.

Β. Η αιθανόλη παράγεται κυρίως από το μετασχηματισμό βιομαζών, ή βιομετατροπών. Μπορεί επίσης να παραχθεί με σύνθεση από το

πετρέλαιο ή τον ορυκτό άνθρακα.

ΑΝΑΛΥΤΙΚΑ

α) Παραγωγή και χρήση της αιθανόλης

- Επιλογή μεταξύ της αιθανόλης από φυτά και της συνθετικής

αιθανόλης

Η αιθανόλη παράγεται σήμερα με δύο ξεχωριστούς τρόπους. Ως

προϊόν σύνθεσης από αιθυλένιο που παρασκευάζεται από υδρογονάνθρακες και ως προϊόν ζύμωσης φυτών πλούσιων σε

σάκχαρα ή άμυλο. Στην ΕΟΚ, όπου το σύνολο της παραγωγής

αιθανόλης προορίζεται σήμερα για τη βιομηχανία, συμπε- ριλαμβανομένης και της βιομηχανίας τροφίμων, η συνολική παραγωγή, το 1980, έφθασε τα 14,5 εκατ. εκατόλιτρα καθαρής αλκοόλης, από την

οποία ποσοστό 62% προερχόταν από ζυμώσεις και το 38% από

συνθετική αιθανόλη.

Τιμή της αιθανόλης στις χώρες της ΕΟΚ

Σεμπτέμβρης1982(σε γαλλικά φράγκα ανά 100 λίτρα καθαρής

αλκοόλης)

Χώρα Από ζυμώσεις Συνθετική

Γαλλία 297-446 271

Γερμανία 320-350 310-330 i

Βρετανία 280-330 270-320 !

Ιταλία 285-345 2^80-300

Ολλανδία 300-350 300-320

Βέλγιο 300-330 300-320

Δανία 320-350 290-310

Τρίτες 240-270χώρες

Πηγή:Ε. Marchal, MercurialesAlcool, BiomasseActualites Paris October1982.

Μέχρι το 1979, σχεδόν όλη η καταναλισκόμενη ποσότητα αιθανόλης

στις ΗΠΑ χρησιμοποιόταν στη βιομηχανία. Από την αιθανόλη αυτή το

85% ήταν συνθετική. Από το 1979 και μετά, η φυτικής προέλευσης

αιθανόλη άρχισε να χρησιμοποιείται σαν καύσιμο αναμιγμένο με βενζίνη, με αποτέλεσμα ραγδαία αύξηση της παραγωγής της. Στις πωλήσεις του

1982 η αιθανόλη φυτικής προέλευσης έφθασε τα 790 εκατ. λίτρα, ξεπέρασε δηλ. σε ποσότητα την παραγωγή της συνθετικής αιθανόλης

(εξακολούθησε να αντιπροσωπεύει όμως, ένα πολύ μικρό ποσοστό της

συνολικής κατανάλωσης καυσίμων). Από το 1969, οι πωλήσεις της

συνθετικής αλκοόλης άρχισαν να μειώνονται σε τέτοιο βαθμό ώστε το

1981 να παραμείνει αδιάθετο πλεόνασμα 340 εκατ. λίτρα περίπου.

Παρά την υπάρχουσα υποδομή για την παραγωγή συνθετικής

αιθανόλης, έχουν ληφθεί διάφορα μέτρα για να προωθηθεί η παραγωγή

αιθανόλης από φυτά, ως καύσιμο. Η προώθηση αυτή οφείλεται σε

πολλές αιτίες. Για παράδειγμα η αιθανόλη για να αναμιχθεί με βενζίνη

ως καύσιμο πρέπει να είναι άνυδρη (να μην περιέχει πάνω από 0,5%

νερό). Επειδή όμως η συνθετική αιθανόλη δεν είναι άνυδρη, οι μονάδες

παραγωγής της πρέπει να εφοδιαστούν με εξοπλισμό αφυδάτωσης. Η

συνθετική αιθανόλη ακόμα, δεν περιέχει τα βαριά κλάσματα του ζυμελαίου, πολύ σημαντικά αν πρόκειται να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο. Έτσι η αλκοόλη που παράγεται από υδρογονάνθρακες δεν είναι στην

πραγματικότητα υποκατάστατο του πετρελαίου.

Από ενεργειακής πλευράς, δηλαδή ως προς την εξοικονόμηση

αργού πετρελαίου, η χρήση φυτικής προέλευσης αλκοολών φαίνεται να πλεονεκτεί συγκριτικά με τη βενζίνη και τη συνθετική αιθανόλη. Το

ενεργειακό ισοζύγιο για την παραγωγή αλκοόλης άπό φυτά εξαρτάται αποκλειστικά από τις ιδιότητες των φυτών που θα υποστούν

επεξεργασία. Το ισοζύγιο είναι περισσότερο ευνοϊκό στην περίτττωση

που σαν πηγή ενέργειας για την απόσταση της αλκοόλης, χρησιμοποιούνται μη πετρελαϊκά προϊόντα (όπως ζαχαροκάλαμο, κάρβουνο, ξύλο, αγροτικά υπολείμματα και απόβλητα. Με βάση τα

πειράματα που έγιναν ακόμα και με τις υπάρχουσες παραγωγικές

διαδικασίες, το ενεργειακό ισοζύγιο παραγωγής αιθανόλης από φυτά, είναι θετικό .

Από αυτή την οπτική γωνία, η πιο ενδιαφέρουσα περίπτωση είναι η

παραγωγή αιθανόλης από ζαχαροκάλαμα στη Βραζιλία. Χρησιμοποιώντας τους βλαστούς του ζαχαροκάλαμου σαν πηγή

ενέργειας για την επεξεργασία των φυτών, η ενεργεία από ορυκτά καύσιμα που απαιτείται για παραγωγή αιθανόλης περιορίζεται στις

καλλιεργητικές εργασίες για την ανάπτυξη του ζαχαροκάλαμου δηλ. 0,16 ΤΙΠ ανά τόνο παραγόμενης αιθανόλης. Συγκριτικά, σημειώνεται ότι η παραγωγή ενός τόνου βενζίνης ή συνθετικής αλκοόλης απαιτεί πάνω από 1 ΤΙΠ. Ο λόγος παραγόμενης βενζίνης προς καταναλισκόμενη

ενέργεια για την παραγωγή αιθανόλης από φυτά είναι περίπου 5-6/1.

Στη Γαλλία, υπολογίστηκε πως αν η αίθανόλη που παράγεται σήμερα από ζαχαρότευτλα, στις μεγαλύτερης δυναμικότητας μονάδες

της χώρας, χρησιμο-ποιόταν σαν καύσιμο θα μπορούσαν να

εξοικονομηθούν 0,01 ως 0,04 ΤΙΠ σε κάθε 100 λίτρα βενζίνης σούπερ

που αντικαθιστώνται. Ή αντικατάσταση 100 λίτρων συνθετικής

αιθανόλης από ίδια ποσότητα φυτικής προέλευσης αίθανόλη

αντιστοιχούν σε εξοικονόμηση 0,05 ΤΙΠ. Παραπέρα, όπως φαίνεται στον

Πίνακα 5, και παρά την ύπαρξη μικρών μονάδων με χαμηλές αποδόσεις, οι τιμές της αιθανόλης φυτικής προέλευσης στις χώρες της ΕΟΚ, είναι προς το παρόν συγκρίσιμες με τις τιμές της συνθετικής αιθανόλης.

- Σχετικές τιμές της αιθανόλης, βενζίνης και αργού πετρελαίου στις i-m

Χρησιμοποιώντας μαθηματικούς τύπους που συσχετίζουν την ποιότητα

του αργού πετρελαίου με τη βενζίνη που παράγεται απ'αυτό, καθώς και τον επι-τυγχανόμενο αριθμό οκτανίων, φαίνεται πιθανό πως το μίγμα

αιθανόλης και βενζίνης μπορεί να αντικαταστήσει όχι μόνο τη βενζίνη

αλλά και το πετρέλαιο καθώς και προϊόντα που δεν προέρχονται από το

πετρέλαιο και χρησιμοποιούνται οτην παραγωγή βενζίνης. Σε πειράματα

όμως που έγιναν για σύγκριση της κατανάλωσης καυσίμων, παρατηρήθηκε μείωση της διανυόμενης.,απόστα-σης κατά 2,4% στα οχήματα που χρησιμοποιούν μίγμα 10% σε αίθανόλη σε σχέση με τα οχήματα που καταναλώνουν μόνο βενζίνη.

Η τιμή της αιθανόλης σε σχέση με εκείνη του αργού πετρελαίου και της αμόλυβδης βενζίνης έχει υπολογιστεί για κανονικές συνθήκες

αγοράς (1982) με την παραδοχή μελλοντικής κρίσης στην πετρελαϊκή

αγορά (1990) και την προοτπική μείωσης του κόστους απόσταξης της

αιθανόλης, που μπορεί να επιτρέψει προσθήκη της αιθανόλης σε ποσοστό

5%, 10% και 15%. Στον Πίνακα 6 παρουσιάζονται οι εκτιμήσεις αυτές, απ'όπου φαίνεται ότι η τιμή της αιθανόλης είναι σημαντικά υψηλότερη

από εκείνη της βενζίνης παρ'όλο που δεν συνυπολογίζεται το επιπλέον

κόστος που δημιουργεί η μείωση της διανυόμενης απόστασης όταν το

όχημα χρησιμοποιεί μίγμα αιθανόλης.

Σχετικές τιμές αργού πετρελαίου, βενζίνης και αιθανόλης ως καυσίμου στις ΗΠΑ

(Τιμές 1982, σε δολάρια ανά βαρέλι, χωρίς το φόρο)

ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΑΓΟΡΑΣ

ΕΙΔΟΣΚΑΥΣΙΜΟΥ

ΣΥΝΗΘΙΣΜΕΝΕΣ

ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΜΕΝΕΣ

ΜΕ ΣΚΕΤΗ

ΒΕΝΖΙΝΗ

ΜΕ ΜΙΓΜΑ 5%

ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΑΙΘΑΝΟΛΗ

A Β A Β A Β

Αργόπετρέλαιο

32,30 32,30 48,24 48,24 48,24 48,24

Βενζίνη(αμόλυβδη)

38,87 38,87 38,87 56,08 56,08 56,08

Αιθανόλη5%

50,92 (41,59)3 77,58 77,58 -

Αιθανόλη10%

47,71 38,38 70,76 70,46 71,52 56,08

Αιθανόλη15%

45,58 36,65 64,97 64,97 70,33 56,87

Πίνακας 6

A. To μίγμα θεωρείται ισοδύναμο με τη βενζίνη ως προς τη

διανυόμενη απόσταση.

Β. Η αξία της αιθανόλης θεωρείται κατά 24% μικρότερη από αυτή της βενζίνης για να συνυπολογιστεί η μείωση σε διανυόμενα χιλιόμετρα

που συνεπάγεται η προσθήκη 10% αιθανόλης.

(1) Ελαφράς σύστασης αραβικό αργό πετρέλαιο.

(2) Ποσοστό αιθανόλης στο μίγμα με βενζίνη.

(3) Η τιμή πρέπει να είναι μεγαλύτερη διότι η απώλεια της

χιλιομετρικής απόστασης λόγω προσθήκης5 % μίγματος είναι ελάχιστη ή και μηδενική.

(4) Στην περίτττωση μιας πετρελαϊκής κρίσης, η αμόλυβδη βενζίνη θα

περιέχει ήδη 5% αιθανόλη. Στηπερίτττωση αυτή αν προστεθεί ακόμη ένα 5% αιθανόλης το

ποσοστό θα είναι 10%.

Πηγή; United States Department of Energy, «Α Report to the

Congress; Strategic Alcohol Fuel Reserve», Energy Emergency

Preparedness Act of 1982 (Public Law 97-229), The Secretary, United States Department of Energy, 31 st December, 1982.

Ακόμα συνυπολογίζοντας και αυτή την απώλεια, η αιθανόλη

εξακολουθεί να παραμένει ακριβότερη από τη βενζίνη, κατά την ανάμιξη

της σε μικρές ποσότητες με τη βενζίνη. Το κόστος της αιθανόλης

μειώνεται όσο αυξάνει η συγκέντρωση της στο μίγμα. Σε κανονικές

συνθήκες αγοράς, η τιμή της αιθανόλης είναι 7 ως 31 % παραπάνω από την τιμή της αμόλυβδης βενζίνης σε μίγματα με 5% αιθυλική αλκοόλη αλλά

στοιχίζει 1,3% λιγότερο σε μίγματα με 10% αιθυλική αλκοόλη. ΓΓαυτό το κόστος της αιθανόλης ως προσθετικού του αριθμού οκτανίων είναι ως εκ

τούτου πολύ υψηλότερο όσο μειώνεται η συγκέντρωση της στο μίγμα.

- Υπάρχουσες παραγωγικές διαδικασίες για μετατροπή σε αιθανόλη φυτών πλούσιων σε σάκχαρα ή άμυλο

Προς το παρόν, το ζαχαροκάλαμο αποτελεί, διεθνώς, την κύρια πηγή

πρώτης ύλης για παραγωγή αιθανόλης από φυτά, ενώ το καλαμπόκι και τα

ζαχαρότευτλα αποτελούν τις σπουδαιότερες πρώτες ύλες για παραγωγή

αιθανόλης από βιομάζα στις ΗΠΑ και την ΕΟΚ αντίστοιχα. Βέβαια γίνεται χρήση και άλλων προϊόντων όπως οι πατάτες, τα δημητριακά και τα

σταφύλια, με χρήση συνήθως των πλεονασμάτων ή των προϊόντων κακής

ποιότητας. Τελευταία, για την παραγωγή αιθανόλης μελετάται η χρήση και άλλων φυτών όπως το κολοκάσι (Helianthus tuberosus) που περιέχει ινσουλίνη (ένα πολυμερές της φρουκτόζης) καθώς και η μετατροπή

λιγνοκυτταρινούχων υλικών σε γλυκόζη με σκοπό τη παραγωγή

αιθανόλης. Η απόδοση-αυτών των προϊόντων σε αιθανόλη εξαρτάται κυρίως από την περιεκτικότητα τους σε ζυμούμενους υδατάνθρακες και την απόδοση τους ανά εκτάριο .

Στον Πίνακα 7 φαίνονται καθαρά οι διαφορές στο κόστος παραγωγής

της αιθανόλης από διάφορα αγροτικά προϊόντα στις ειδικές συνθήκες μιας

χώρας, όπως η Αυστραλία. Τα στοιχεία αυτά πάντως δεν θα πρέπει να

χρησιμοποιούνται άκριτα σε άλλες χώρες αλλά να επαναπροσδιορίζονται στις συγκεκριμένες συνθήκες κάθε χώρας. Από τους υπολογισμούς

αυτούς πάντως προκύτττει ότι τόσο τα ζαχαρότευτλα όσο και η μανιόκα

αποτελούν τις πιο φθηνές πρώτες ύλες για παραγωγή αιθανόλης

συγκριτικά με το σιτάρι και το ζαχαροκάλαμο. Παραπέρα, οι εκτιμήσεις

αυτές δείχνουν ότι σε κάθε περίπτωση, η πρώτη ύλη είναι ο σημαντικότερος παράγοντας διαμόρφωσης του κόστους παραγωγής.

Αν παρασκευαζόταν αιθανόλη από σιτάρι ή ζαχαροκάλαμο, που αποτελούν τις κύριες εμπορικά αναπτυσσόμενες καλλιέργειες στην

Αυστραλία, το κόστος της πρώτης ύλης θα ήταν ακριβώς το ίδιο και θα

στοίχιζαν μαζί 55-62 σέντς Αυστραλίας το λίτρο αιθανόλης (καλλιεργητική

χρονιά 1980/81). Το τέταρτο τρίμηνο του 1981, ή τιμή πώλησης της

απλής και σούπερ βενζίνης στο διυλιστήριο ήταν 29 και 30,5 σέντς το

λίτρο, αντίστοιχα. Με παραδοχή πως το μίγμα βενζί-νης-αιθανόλης έχει 5% αιθανόλη, 14% απλή βενζίνη και 81% σούπερ βενζίνη, η τιμή του

μίγματος διαμορςκύνεται από 31,5 ως 31,9 σέντς το λίτρο ή 1,0 ως 1,4 σέντς παραπάνω από το λίτρο της σούπερ βενζίνης.

Στις τιμές του Πίνακα 7 δεν συνεκτιμώνται τα υποπροϊόντα δηλ. οι βλα­στοί των ζαχαροκάλαμων που θα μπορούσαν να καταστήσουν τη

διαδικασία μετατροπής αυτάρκη ενεργειακά και τα ιζήματα της αλκοολικής

ζύμωσης που περιέχουν ττερίπου 22% πρωτεΐνη και μπορούν να

χρησιμοποιηθούν σαν ζωοτροφές. Σύμφωνα με αυστραλέζικες εκτιμήσεις

η αξία των παραπροϊόντων θα κατέβαζε το κόστος της αιθανόλης (για

μεγάλης κλίμακας μονάδες παραγωγής) στα 44 σέντς το λίτρο. Στην

Αυστραλία, πάντως εξαιτίας του μικρού μεγέθους της αγοράς, το

εμπορικό κέρδος των οινοττνευματοποιείων από την πώληση των παραπροϊόντων αυτών είναι λίγο μεγαλύτερο από το κόστος

διάθεσης τους. Η εξαγωγή των παραπροϊόντων αυτών (παρόλο που η

αποξήρανση τους καταναλώνει επιπρόσθετη ενέργεια) θα βελτίωνε παραπέρα την οικονομική απόδοση της παραγωγής αιθανόλης. Ο

ακριβής Βαθμός απόδοσης όμως είναι δύσκολο να υπολογιστεί διότι μεγάλα αποθέματα από αυτά τα πλούσια σε πρωτεΐνη προϊόντα μπορεί να έχουν πτωτικές επιπτώσεις στις παγκόσμιες τιμές και να συμπιέσουν

ακόμα παραπάνω την αξία των παραπροϊόντων και μ' αυτό τον τρόπο

να ξεπεραστεί η αποδοτικότητα.

Εκτίμηση του κόστους της μεγάλης κλίμακαςπαραγωγής της αιθανόλης ως καυσίμου στην Αυστραλία

(Τιμές 1980-1981, σε σέντς Αυστραλίας ανά λίτρο)

Είδος δαπάνης ΣιτάριΖαχαροκάλαμ

0

Ζαχαρότευτλα

Γλυκόσόργο

Ταπιόκα

Πρώτη ύλη 39 32-34 25-31 14-16

Παραγωγικήδιαδικασία

21-23 23 11-40 40-51

Σύνολο 59-62 55-57 36-71

Κόστος μίγματος αιθανόλης/βενζίν ης 5% σε αιθανόλη

31,7-31,9

31,5-31,6 30,6-32,3 30,8-31,3

Πίνακας 7

(1} Εκτίμηση ΟΟΣΑ.

Πηγή; Wonder Β., και Simpson D., « Economies of Large Scale and On- Farm Production of Fuel from Crops», Quarterly Review of the Rural

Economy 3(4), November 1981, p. 333 και εκτιμήσεις της Γραμμα­τείας .

Όσον αφορά τα οικονομικά μεγέθη για την παραγωγή αιθανόλης

που θα χρησιμοποιηθεί σαν καύσιμο από ζαχαροκάλαμο ή άλλα φυτά

όπως ή ταπιόκα και το ζαχαροφόρο σόργο, μπορούμε να

αξιοποιήσουμε την πολύτιμη εμπειρία της Βραζιλίας, που χρησιμοποιεί την αλκοόλη σαν καύσιμο ήδη από το 1920. Η Βραζιλία όταν είχε

πλεονάσματα ζάχαρης τα μετέτρεπε σε αλκοόλη. Η μετατροπή αυτή

παλιά γινόταν σε οινοττνευματοποιεία που συνήθως ήταν δίπλα στα

ζαχαρουργεία. Οι νέες μονάδες παραγωγής της αιθανόλης που κτίστηκαν στα πλαίσια του Εθνικού Προγράμματος Αλκοόλης είναι εντελώς ανεξάρτητες από τις μονάδες παραγωγής της ζάχαρης. Σ' αυτές τις μονάδες, το ζαχαροκάλαμο θραύεται, ο πολτός ζυμώνεται και γίνεται κατευθείαν επεξεργασία του για την παραγωγή αλκοόλης. Στις παλιότερες μονάδες απόσταξης η αλκοόλη παραγόταν ως προϊόν

από τη μελάσσα. Η απόδοση ήταν μόλις 12 λίτρα αλκοόλης ανά τόνο

ζαχαροκάλαμου ενώ στις νέες μονάδες η απόδοση φτάνει τα 67-70

λίτρα αλκοόλης ανά τόνο ζαχαροκάλαμου. Στη Βραζιλία, σήμερα το

ζαχαροκάλαμο

Κόστος παραγωγής της αιθανόλης από ζαχαροκάλαμο στη Βραζιλία'

Σε μεμονωμένα

οινοττνευματοποιείαΣε συγκρότημα

οινοττνευ ματοποιείου

ζαχαρουργείου

κρουσέιρος

δολάρια

% % κρουσέιρος

δολάρια %

1. Πρώτη ύλη 5,53180,147

258,8

2. Διάφορα προϊόντα 0,80800,021

58,6 20,8 0,4059 0,0106 15,2

3. Συντήρηση 0,30650,008

23,3 8,0 0,3368 0,0098 13,7

4. Αλλες μεταβλητές

δαπάνες14,7 0.0795 0,0021

5.Εργατικά

6 .Κόστος διοίκησης0,011

0

7α.Αποσβέσεις 0,0076

7β.Ασφάλειες και φόροι0,002

2

δ.Χρηματοδοτικόκόστος

0,0243

9.Συνολικό κόστος

10 .Κόστος μετατροπής 3,88380,103

341,2 100 2,6811

Πίνακας 8

(1) Ανυδρη αλκοόλη.

(2} Από κάθε τόνο ζαχαροκάλαμου 69,21 λίτρα αιθανόλης.

(3) Από κάθετόνο ζαχαροκάλαμου 12.QG λίτρα υπολειμμάτων αλκοόλης.

Πηγή: IBRASA «Estudo Sectorial sabre ο Alcool», Nucleq ae Planejamento, Brasilia, 1981.

αποτελεί την μοναδική πρώτη ύλη που χρησιμοποιείται για παραγωγή αλκοόλης αν και εξετάζονται και άλλες, όπως η ταπιόκα και το ζαχαροφόρο

σόργο.Ή μεγίστη απόδοση της ταπιόκας σε αλκοόλη είναι περίπου 180 λίτρα ο τόνος.

Λόγω των κρατικών επιδοτήσεων στις επενδύσεις

οινοττνευματοποιείων είναι πολύ δύσκολη η ακριβής εκτίμηση του

πραγματικού κόστους παραγωγής της αιθανόλης. Στον Πίνακα 8 γίνεται μια σύγκριση του κόστους παραγωγής ανάμεσα σ'ένα ανεξάρτητο

οινοπνευματοποιείο και σ'ένα οινοπνευματοποιείο που βρίσκεται δίπλα

σε ένα ζαχαρουργείο (και χρησιμοποιεί ως πρώτη ύλη τη μελάσσα). Όπως προαναφέρθηκε, το κόστος της πρώτης ύλης αποτελεί το με­γαλύτερο ποσοστό στις συνολικές δαπάνες της παραγωγής. Σε ένα

μεμονωμένο οινοττνευματοποιείο η πρώτη ύλη αποτελεί το 60% των

εξόδων και συνολικά το κόστος παραγωγής αιθανόλης ανέρχεται σε 0,25

δολ. Αμερικής το λίτρο της αιθανόλης. Στη Βραζιλία, η λιανική τιμή της

αλκοόλης, ως καυσίμου, καθορίζεται από το Ινστιτούτο Ζάχαρης και Αλκοόλης της Βραζιλίας και εξαρτάται από την τιμή της ζάχαρης (Πίνακας

9). Η τιμή αγοράς 38 λίτρων άνυδρης αλκοόλης ισοδύναμε! με την τιμή

ενός σάκου 60 κιλών κρυσταλλικής ζάχαρης. Σύμφωνα με τις τιμές που

αναφέρθηκαν παραπάνω, η παραγωγή αλκοόλης σαν καύσιμο, συμφέρει μόνο εφόσον το κόστος παραγωγής είναι μικρότερο από την τιμή πώλησης

στον καταναλωτή (οι τιμές καταναλωτού της ένυδρης αλκοόλης είναι περίπου 64% της τιμής καταναλωτού της βενζίνης)αφήνοντας και περιθώριο για αύξηση της τιμής ανάλογα με τις ιδιότητες τις καθαρής αλκοόλης και της βενζίνης.

Διαμόρφωση της τιμής ζάχαρης και της αλκοόλης στην Βραζιλία

Σοδεία 1981-1982

(σε κρουσεϊρος)

looiMaoeUi)TT|B(io(i)e

ΚίβηςφηνιιγιιραιπήΚ6ίΚΐ̂ ιπθϊ(Γ/5ρ«ή(4ΛΗηίί

ΙτΡ«οζΐιαφιιnppoMwcm

ψ Μ »

1UtpoqM |;« ; iim4wi ittipceKwijiwli:

EnyrilaUfr (κορ)|ΐς

Π6()«

En|))^ έιαΒλ Οθ:ΠΜο 'ΐτηβ):; inr

U^4l6ιAιι

t iu V lW I

ίπιηΐο 6 α 6 λ !4o41Ut EnfflU<

Enodlo ΒηιβΑEotpilif

I.J13J» 1.73)ίΤ

m i 3 « Λ

m 22,75

1(Β5ι3< l,«6,7S- m

391,14 4(t3jlS 1.417,41 1.42M9

15j1 15j64

33;2l7i 32,9651 ^«371

6.401

3U5C1 44;247 - 1 5 M

31.15613J00I 5J6D69

34Λ60 »L76I0 0.3n 0.462

31,1561

4 59M 46.2743m 0506

&|L'&« teUpe iJt 9U ΐφοκ̂ Ιρος.nnrt«TO(6io.

Πίνακας 9To συνολικό κόστος παραγωγής της αλκοόλης από ταπιόκα είναι λίγο

μεγαλύτερο (σχεδόν 10%) λόγω του απαιτούμενου επιπρόσθετου

εξοπλισμού για την υγροποίηση και σακχαποποίηση.Έτσι μια μονάδα

απόσταξης της ταπιόκας χρειάζεται μια πάγια επένδυση'’ κατά 2 0 %

περίπου υψηλότερη από ο,τί μιας ίσης δυναμικότητας ανεξάρτητη μονάδα απόσταξης του ζαχαροκάλαμου. Η μονάδα απόσταξης του

ζαχαροκάλαμου όμως έχει ένα σηναντικά μεγαλύτερο κόστος εργασίας.Οι μονάδες απόσταξης της ταπιόκας βρίσκονται ακόμα σε πειραματικό

στάδιο και οι τεχνινοοικονομικοί συντελεστές αποτελούν ακόμα αντικείμενο μελέτης,Ακόμα παραμένουν ακόμα άλυτα πολλά προβλήματα όπως η

εξασφάλιση της πρώτης ύλης,(η παραγωγή σε μεγάλη κλίμακα φαίνεται να είναι αδύνατη)οι χαμηλές αποδόσεις,η αστάθεια της τιμής της ταπιόκας

κτλ.Οι ΗΠΑ έχουν δυνατότητα παραγωγής αιθανόλης απο μεγάλη ποικιλία πηγών βιομάζας.Στον πίνακα 10 παρουσιάζεται ενδεικτικά το καθαρό κόστος παραγωγής

Είδος πρώτης

ύλης

Κόστος

πρώτης ύληςΑπόδοση σε

αιθανόλη

Μοναδιαίοκόστοςπρώτηςύλης

Τιμήπροϊόντων

Δολ./τόνο Λίτρα/τόνοΣεντς/λίτροαιθανόλης

Δολ./τόνο

Καλαμπόκι 96,42 387,6 25,4 121,0

Σόργο 90,55 387,6 23,4 121,0

Σιτάρι 131,66 376,5 34,0 121,0

Αχρηστεςπατάτες

22,4 120,2 16,3 6,6

Ζαχαρότευτλα 26,65 84,7 34,0 0

παραπροϊόντα Πίστωση/μονάδα Κόστος νέας πρώτης

ύλης

Κιλά/τόνο Σεντς/λίτρο Σεντς/λίτρο αιθανόλης

Καλαμπόκι 300,0 -9,4 16,0

Σόργο 306,6 -12,4 11,0

Σιτάρι 296,6 -12,4 21,6

Αχρηστεςπατάτες

148,0 -0,6 17,6

Ζαχαρότευτλα 132,0 -6,5 17,5

Πίνακας 10

38

αιθανόλης από διάφορες τέτοιες πρώτες ύλες. Αν και το κόστος

ορισμένων από αυτές τις πρώτες ύλες μπορεί να είναι μικρότερο από εκείνο των δημητριακών το 90% του συνόλου της υπάρχουσας και προγραμματιζόμενης παραγωγής αι-θανόλης σχεδιάζεται με πρώτη ύλη

τα δημητριακά διότι το κόστος παραγωγής σ' αυτή την περίπτωση είναι σημαντικά μικρότερο και διότι οι εγκαταστάσεις μπορούν να

χρησιμοποιηθούν και για την παραγωγή γλυκαντικών υλών.

Στις ΗΠΑ, το μεγαλύτερο μέρος της παραγόμενης αιθανόλης

σήμερα προέρχεται από καλαμπόκι με επεξεργασία του εν ξηρώ, απ' όπου παράγονται αλκοόλη και ιζήματα (με περιεκτικότητα 22-27% σε

πρωτεΐνη) ή με επεξεργασία του σε υγρή φάση απ'όπου προκύπτει ένας μεγάλος αριθμός υποπροϊόντων, όπως κτηνοτροφές γλουτένης, χονδράλευρα, καλαμποκέλαιο και άμυλο. Κατά την επεξεργασία σε υγρή

φάση μπορεί να γίνει παραπέρα επεξεργασία του αμύλου για

παραγωγή γλυκαντικών υλών ή αιθανόλης. Το συνολικό κόστος

παραγωγής της αιθανόλης σαν επιμέρους προϊόντος της επεξεργασίας

σε υγρή φάση είναι περίπου το ίδιο με εκείνο της επεξεργασίας εν ξηρώ. Το ύψος των επενδύσεων και το κόστος λειτουργίας της μονάδας

επεξεργασίας του καλαμποκιού σε υγρή φάση όμως είναι μεγαλύτερο

απ'ό,τι για την εν ξηρώ παραγωγική διαδικασία. Το υψηλότερο κόστος

επένδυσης αντισταθμίζεται από τη συνήθως υψηλότερη αξία των

υποπροϊόντων. Η επεξεργασία του καλαμποκιού σε υγρά φάση παρουσιάζει ενδιαφέρον γιατί δίνει μεγάλη ευελιξία στην παραγωγική

μονάδα για παράγωγή και άλλων προϊόντων και είναι δυνατόν να

ανταποκριθεί σε μεταβολές των συνθηκών της αγοράς. Στο Διάγραμμα

1 , παρουσιάζονται τα υποπροϊόντα που παράγονται με τις δύο διαφορετικές διαδικασίες.

Ο Πίνακας 11 δείχνει τη μεταβολή του κόστους παραγωγής της αιθανόλης στις ΗΠΑ κατά το πρώτο τρίμηνο του 1982 σε σχέση με

διαφορετικές τιμές καλαμποκιού. Εφόσον η τιμή του καλαμποκιού, παραδοτέου στο αγρόκτημα, τους 10 πρώτους μήνες του 1982 ήταν

γύρω στα 100 δολάρια ο τόνος, η αντίστοιχη τιμή της αιθανόλης πρέπει να διαμορφώνεται γύρω στα 0,36 δολάρια το λίτρο. Στην

πραγματικότητα, όμως τον Ιούνιο του 1982 οι Καναδοί εισαγωγείς

αιθανόλης κατέβαλαν περίπου 0,41 δολάρια για κάθε λίτρο αιθανόλης

από καλαμπόκι με προέλευση τις Κεντρο-δυτικές Πολιτείες. Ο προμη­θευτής επιβαρύνθηκε και με το κόστος μεταφοράς της αλκοόλης που στοίχιζε περίπου 4 σέντς το λίτρο.

Μίγμα περιεκτικότητας 10% σε αιθανόλη και 90% σε αμόλυβδη

βενζίνη (88 RON), δίνει καύσιμο με χαρακτηριστικά αμόλυβδης

βενζίνης σούπερ (92 RON) και επομένως πρέπει να έχει την ίδια

λιανική τιμή πώλησης στα βενζινάδικα ή τιμή κατά 2,4 % χαμηλότερη

εφόσον συνυπολογιστεί η μείωση της χιλιομετρικής απόστασης που

διανύει ένα όχημα όταν χρησιμοποιεί μίγμα αντί βενζίνης. Η σύγκριση

σε τιμές FOB των καυσίμων στη Νέα Υόρκη τον Οκτώβριο του 1982

όπου η απλή διατίθετο προς 25,50 δολάρια τα 100 λίτρα και η σούπερ

προς 2,35,30 δολάρια τα 100 λίτρα, δείχνει ότι το παραγόμενο μίγμα

αλκοόλης/βενζίνης θα κόστιζε περίπου 24,65 δολάρια ή θα κόστιζε κατά 0.35 δολάρια τα 100 λίτρα επιπλέον από τη σούπερ και τούτο βεβαίως

εφόσον συνυπολογιστεί η απώλεια διανυόμενης χιλιομετρικής απόστασης

ΔΙΑΓΡΑΜ Μ Α 1

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΑΙΘΑΝΟΛΗΣ ΑΠΟ ΚΑΛΑΜΠΟΚΙ

(300 κιλά) (286-321 κιλά) (387 λίτρα)

(1) Στο βάρος του καλαμποκιού περιίχεται και υγρασία. Κατά την επεξεργασία του καλαμποκιού το νερό χάνεταυ

Β. Επεξεργασία ταυ καλαμποκιού σε υγρή μορ^ή

Κόστος τταρσγωγής ανά λίτρο αιθανόλης αττό καλαμττόκι στις ΗΠΑ

μονάδα δυναμικότητας παραγωγής 189 εκατ. λίτρων το χρόνο σε

συνάρτηση με την τιμή του καλαμποκιού

(σε δολάρια ανα λίτρο)

Τιμή καλαμποκιού

(δολάρια/τόνο)

Σταθερές καιμεταβλητέςδαπάνες

Πρώτη ύλη

Υποπροϊόντα

Κόστος αιθανόλης

Κόστος μίγματος

αιθανόλης βενζίνης0,2495 0,2525 0,2565 0,2605 0,2645 0,2675

Πίνακας 11

(1) Οι σταθερές και μεταβλητές δαπάνες υπολογίζονται σε δολλάρια (πρώτο τρίμηνο 1982) και είναιλίγο-πολύ ισοδύναμες. Οι σταθερές δαπάνες αποσβένονται με 15%σε 15 χρόνια. Το κόστος επέν ιδύσης ανέρχεται σε 88 εκατομμύρια δολάρια, συμπεριλαμβανομένουκαι του κέρδους του παραγωγού.

(2) Με συντελεστή μετατροπής 380 λίτρα αιθανόλης ανά τόνοκαλαμποκιού.

(3) Τα κύρια υποπροϊόντα είναι ιζήματα από την αλκοολική ζύμωση που είναι πλούσια σε πρωτεΐνες.

(4) Η αξία των ιζημάτων εκτιμάται σε 215 δολάρια ο τόνος όταν η αξία του καλαμποκιού είναι 100 δολάρια ο τόνος. Με καλαμπόκι διαφορετικής αξίας η τιμή των ιζημάτων διαμορφώνεται ανάλογα, γιατί το καλαμπόκι όπως και η σόγια (πηγές πρωτεΐνης, όπως και τα

Γ

ιζήματα) καλλιεργούνται στην ίδιαπεριοχή. Πάντως, η ακριβής σχέση των τιμών δεν είναι γνωστή. Οι πιστώσεις για τα ιζήματα υπολογίστηκαν με την παραδοχή ότι η

διαφορά στην τιμή θα είναι κατά 75% μικρότερη από εκείνη τσυ

καλαμποκισύ. Αν π.χ. η τιμή ταυ καλαμποκιού αυξηθεί από 100

δολάρια ο τόνος σε 120 δσλάρια ο τόνσς δηλ. αύξηση 2 0 %, η τιμή των ιζημάτων θα αυξηθεί κατά 15% φθάνσντας τα 143,75 δσλάρια σ

τόνος από 125 δολάρια ο τόνος.

(5) Η εκτίμηση της Γραμματείας τσυ ΟΟΣΑ είναι ότι τιμή πώλησης

στο διυλιστήριο, μίγματος με 10%αλκοόλη και 90% απλή βενζίνη είναι 24,50 δολάρια τα 100 λίτρα με

τιμές Οκτώβρη 1982 .

Πηγή: Υλικό που προετοιμάστηκε για τον ΟΟΣΑ από τους Schrader, L.F.,KaiTyner, W.E., Purdue University.

κατά 0,96 δολάρια τα 100 λίτρα από τη σούπερ (βλέπε Πίνακα 7)

Αν το μίγμα βενζίνης/αλκοόλης διατίθετο από τα βενζινάδικα

στη λιανική τιμή της σούπερ βενζίνης ή με την τιμή αυτή

διορθωμένη για να συνυπολογίζεται η απώλεια της διανυόμενης

χιλιομετρικής απόστασης θα υπήρχε μια διαφορά της τάξης των

0,35 ή των 0,96 δολαρίων στα 100 λίτρα διατιθέμενου μίγματος

βενζίνης / αλκοόλης αντίστοιχα, δηλ. 3,5 ή 9,6 δολάρια τα 100 λίτρα

μίγματος αιθανόλης που θαχρησιμοποιόταν ως καύσιμο. Με αυτό

το αποτέλεσμα θα προέκυπτε αναλογική μείωση των δασμών στη

βενζίνη ή αύξηση της τιμής για τον καταναλωτή της βενζίνης

σούπερ με ισοδύναμο ποσό. Η απώλεια, όμως αυτή μπορεί να

αντισταθμιστεί ή ακόμα και να απαλειφθεί από τους φόρους και τους δασμούς που καταβάλλονται έμμεσα από τσ κύκλωμα παραγωγής αιθανόλης που θα χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο.

Σύμφωνα όμως με τις τιμές της περιόδου 1982-1983 που οι παραγωγοί ζήτησαν συμπληρωματικές πληρωμές, ο τόνσς θα μπορσύσε

να διατεθεί με μια μέση τιμή 13 δολάρια. Με ένα τόνο καλαμποκιού στην

τιμή που προκαθορίστηκε μπορούν να παραχθούν 3,80 λίτρα αιθανόλης

προς 0,3860 δολάρια το λίτρο. Η τιμή του μίγματος αλκοόλής/βενζίνης με

αιθανόλη τέτοιας προέλευσης, προσδιορίζεται σε 25,91 δσλάρια τα 100

λίτρα (βλέπε Πίνακα 7) και αν διατίθε-το στην τιμή της σσύπερ βενζίνης ή

στην αναγμένη τιμή, θα χρειαζόταν μια παρεμβατική επιδότηση μόνο 2,32

ή 4,64 δολαρίων στο τόνο καλαμττοκιού αντίστοιχα ή θα προέκυτττε

σχετικό κέρδος στον προϋπολογισμό κατά 10,68 δολάρια ανά τόνο

καλαμποκιού. Αν προστεθεί και το μέσο κόστος αποθήκευσης που φθάνει τα 12,2 δολάρια το έτος, το κέρδος θα διαμορφώνονταν γύρω στα 5,6 ή 6,2

σέντς το λίτρο αιθανόλης, δηλ. στην ίδια κλίμακα με την απώλεια που

προαναφέρθηκε.

Μέχρι σήμερα, η κυβέρνηση των ΗΠΑ έχει πάρει μια σειρά μέτρων με

σκοπό την προώθηση της παραγωγής αλκοόλης ως καύσιμου. Στα μέτρα

αυτά συμπεριλαμβάνονται οι ομοσπονδιακές φοροαπαλλαγές που

φθάνουν τα 0,132 δολάρια σε κάθε 100 λίτρα μίγματος βενζίνης/αλκοόλης

που πωλούνται. Αυτή η φοροαπαλλαγή θα εξακολουθήσει να παρέχεται μέχρι το τέλος του 1992. Εκτός από τις ομοσπονδιακές ελαφρύνσεις, φοροαπαλλαγές παρέχονται και από 32 Πολιτείες, που διαφέρουν από

Πολιτεία σε Πολιτεία. Το 1982, οι,βπιδοτήσεις που δόθηκαν κυμάνθηκαν

από 0,26 ως 2,64 δολάρια σε κάθε 100 λίτρα μίγματος βενζίνης/αλκοόλης

που πωλήθηκαν. Ο χρόνος ισχύος TCOV φοροαπαλλαγών διαφέρει ανάλογα

με την Πολιτεία. Το έτος 1987 μόνο 17 από τις 32 πολιτείες θα

εξακολουθήσουν να παρέχουν φοροαπαλλαγές και το επίπεδο των

επιδοτήσεων θα είναι γενικά χαμηλότερο από εκείνο του 1983.

Το άθροισμα των Ομοσπονδιακών και Τοπικών (για κάθε Πολιτεία) φοροαπαλλαγών στο μίγμα αλκοόλης/βενζίνης το έτος 1982, έφθασε

συνολικά τα 1,32 ως 3,96 δολάρια στα 100 λίτρα, από Πολιτεία σε

Πολιτεία. Από έκθεση του Υπουργείου Ενέργειας προς το Κογκρέσο των

ΗΠΑ προκύτπει ότι το κύκλωμα της αιθανόλης ως καυσίμου σύντομα θα

γίνει πολύ κερδοφόρο παρόλο που μερικές παραγωγικές σήμερα μονάδες

αλκοόλης μπορεί να αντιμετωπίσουν προβλήματα κ^ σε μερικά χρόνια να γίνουν αντιοικονομικές.

Σήμερα στις χώρες της ΕΟΚ, η κύρια πρώτη ύλη για την παραγωγή

αιθανόλης από φυτά είναι τα ζαχαρότευτλα. Αρκετές χώρες έχουν υπολογίσει το κόστος παραγωγής της αιθανόλης, ως καύσιμου, συνήθως

από πειραματικές μονάδες. Το κόστος αυτό διαφέρει από χώρα σε χώρα

σε σχέση με τη χρησιμοποιούμενη πρώτη ύλη, τον τύπο και το μέγεθος

της μονάδας. Χαρακτηριστική είναι η περίτπωση της Γαλλίας, όπου το

60% περίπου της παραγόμενης αιθανόλης από φυτά στη χώρα

προέρχεται από ζαχαρότευτλα. Η γαλλική παραγωγή αιθανόλης από

ζαχαρότευτλα αντιστοιχεί σε ποσοστό μεγαλύτερο του 45% της συνολικής παραγωγής αιθανόλης στην ΕΟΚ.

Στον Πίνακα 12 φαίνεται η μεταβολή του κόστους τταραγωγής της αιθανόλης σε συνάρτηση με την τιμή των ζαχαρότευτλων. Παραμένει ακόμα δύσκολος ο προδιορισμός του επιχειρηματικού κέρδους από την

παραγωγή αιθανόλης.

Έτσι, στην ανάλυση που ακολουθεί εκτιμάται ότι το κέρδος αυτό

ανέρχεται σε 1 0 0 -1 2 0 γαλλικά φράγκα στα 100 λίτρα αιθανόλης. Κατά την καλλιεργητική περίοδο 1981-1982, το κέρδος αυτό όμως

για τη ποσότητα της φυτικής προέλευσης αλκοόλης που

παράχθηκε στη Γαλλία ήταν περίπου 168 φράγκα για 100 λίτρα

καθαρής αλκοόλης, ουδέτερης και έξτρα ποιότητας. Το κέρδος

αυτό εξασφαλίζει την απόσβεση μονάδας δυναμικότητας

παραγωγής μικρότερης των 50 την ημέρα. Το κέρδος που προαναφέρθηκε όμως είναι οριακό γιατί και το κέρδος από τη

μεταποίηση είναι μικρότερο και γιατί οι υφιστάμενες μονάδες

έχουν πολύ μικρή δυναμικότητα. Πράγματι, εκτιμάται πως το

κέρδος από μια μονάδα απόσταξης με δυναμικότητα παραγωγής 1 0 .0 0 0 εκατόλιτρα την ημέρα και για περίοδο λειτουργίας 100

ημέρες το χρόνο, θα ήταν περίπου 63 φράγκα στα 100 λίτρα αιθανόλης.

Αν κατά την καλλιεργητική περίοδο 1981-1982 είχε παραχθεί αιθανόλη, ως καύσιμο, από ζαχαρότευτλα Γ κατηγορίας (116

φράγκα ο τόνος) το μίγμα βεν-ζίνης-αλκοόλης με όμοια

χαρακτηριστικά όπως η βενζίνη σούπερ, θα κόστιζε όσο η χονδρική τιμή πώλησης της βενζίνης σούπερ στο διυλιστήριο, χωρίς τους φόρους (188,54 φράγκα τα 100 λίτρα) ή και ακόμα λιγό­τερο. Με ζαχαρότευτλα Β' κατηγορίας (147 φράγκα ο τόνος), το κόστος παραγωγής 100 λίτρων μίγματος θα ήταν μεγαλύτερο κατά

2,2 φράγκα από την τιμή της βενζίνης σούπερ. Στην τιμή που

καθορίστηκε η αξία των ζαχαρότευτλων Β' κατηγορίας για την

καλλιεργητική χρονιά 1982-1983 (170 φράγκα ο τόνος), η διαφορά

θα ήταν μεγαλύτερη περίπου κατά 3 φράγκα στα 100 λίτρα μίγματος.

Μεταβολή του κόστους τταραγωγής ενός εκατόλιτρου αιθανόλης αττό ζαχαρότευτλα στη Γαλλία σε συνάρτηση με την τιμή των ζαχαρότευτλων

λοπόνες

Γαλ,φρόγκα'ΙΟ Ο λίτρα αιβανόλης

Πρώτη ύλη' βιομηχανικό κέρδος ΚόοτοςαιΒανόλης Κόστος μίγματος οεγαλ.φράγκαιΊΟΟ λίτρα’

ΤψήζαχαρύτευιλίιΐνΐΓβλλίκΟφρΟγκαΤόνο)

100-120 100-120 100-120 100-120 100-120200-225 226-246 247-2$7 268-288 289-309187-1Β3 188-188 189-190 190-191 191-192

(1) Μτ5Πόδθ5η$5Μτροοι$5νόληςοι0νοςζαχαρόττϋΐλϋνμΕ 16%πτρίΕκπκότητοοεούκχορα (2| Μίγμα ntpitKTiKbmTOC 5% Ot ΟιΒανόλη. « οπλή {{νΟνη και 81 % κ ορύκερ (βλίπι ίίαράρ-

Ιήμο ΙΙ-Γ-3). I t Τιμίς ΟκίμιίρΐΡν 1982 ή οηλή ρτρίχιΐί 173.69 ψρίγκο τα 100 λίτρα και η οούπερ 188.5<ορι1γκθ τα 100 λίτρα.

Πηγή: ΕκτιμήαειςΟΟΣΑ.

Πίνακας 12

Αν το μίγμα διατίθετο στην ίδια τιμή της βενζίνης σούπερ, θα

υπήρχε παθητικό 2-3 φράγκα στα 100 λίτρα μίγματος

(περιεκτικότητας 5% σε αιθάνόλη) ή 40-60 φράγκα για κάθε 100 λίτρα χρησιμοποιούμενης αιθανόλης, ή 42-63 φράνκα γμα κάθε τόνο

ζαχαρότευτλων που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή αιθανόλης. Όμως, το παθητικό αυτό είναι φαινομενικό γιατί για κάθε τόνο ζαχα­ρότευτλων Β' κατηγορίας που χρησιμοποιούνται προς παραγωγή

αιθανόλης, αντιστοιχεί μικρότερη ποσότητα ζάχαρης για εξαγωγή και επομένως καταβολή λιγότερων επιδοτήσεων εξαγωγών από την Κοινότητα,

Το 1982, η Ευρωπαϊκή Κοινότητα εξήγαγε περίπου 3 εκατομμύρια

τόνους ζάχαρης (που ισοδυναμούν με 23 εκατομμύρια τόνους

ζαχαρότευτλων) με εξαγωγική επιδότηση περίπου 2.230 φράγκα ο τόνος

ή 290 φράγκα ο τόνος ζαχαρότευτλων. Με την παραδοχή ότι το 35% των

ζαχαρότευτλων που προορίζονταν για εξαγωγή ζάχαρης μετατρέπονταν

σε καύσιμη αιθάνόλη θα προέκυπτε εξοικονόμηση 3,9-4,3

δισεκατομμυρίων φράγκων.

Πάντως, καθώς οι τταγκόσμιες τιμές ζάχαρης υφίστανται μεγάλες διακυμάνσεις, οι επιδοτήσεις για εξαγωγές διαφέρουν σημαντικά α πό τη

μια χρονιά στην άλλη. Με την μέση σταθμισμένη αποζημίωση που δόθηκε

τα τελευταία 11 χρόνια αναγμένη σε τιμές 1982 (1.313 φράγκα ο τόνος η ζάχαρη ή 171/φράγκαο τόνος ζαχαρότευτλων) η πιθανή εξοικονόμηση

εξακολουθεί να παραμένει μικρότερη αλλά όχι ευκαταφρόνητη, δηλαδή

108-129 φράγκα ο τόνος ζαχαρότευτλων.

- Ηλίανθος ο κονδυλλόριζος (κολοκάσι)

Από μελέτες που έχουν εκπονηθεί στη Γαλλία και στις ΗΠΑ προκύπτει ότι το κολοκάσι μπορεί να αποτελέσει μια πολύ καλή πρώτη ύλη για την παραγωγή αιθανόλης. Η διαδικασία μετατροπής των κονδύλων του

φυτού αυτού σε αιθάνόλη είναι γνωστή σε ικανοποιητικό βαθμό. Γίνεται χημική ή ενζυματική υδρόλυση της ινουλίνης μιας πολυμερούς χημικής

ένωσης που περιέχουν οι κόνδυλοι του φυτού από την οποία παράγεται το ζυμούμενο σάκχαρο, φρουκτόζη. Αντίθετα, η καλλιέργεια του φυτού από τεχνική και οικονομική άποψη είναι λιγότερο γνωστή. Για

βιομηχανικής κλίμακας παραγωγή, παραμένει ασαφές το κόστος

συγκομιδής και συλλογή του φυτού.

Εττειδή το κολοκάσι μπορεί να αναπτυχθεί σε σχετικά άγονα εδάφη, η

μαζική παραγωγή του μπορεί να εξασφαλιστεί με καλλιέργειες σε μη προνομιούχες αγροτικές περιοχές. Από μετρήσεις στη Γαλλία, φαίνεται ότι το κολοκάσι φθάνει σε αποδόσεις σε κονδυλώδη ριζώματα που

κυμαίνονται από 20 ως 60 τόνους ανά εκτάριο, ενώ σηςΉΠΑ οι αποδόσεις

υπολογίζονται περίπου στους 40 τόνους ανά εκτάριο, που φαίνεται να

είναι και η μέγιστη απόδοση για περιοχές όπου τα εδάφη δεν είναι πολύ γόνιμα. Παραπέρα, η παραγωγή 7 ως 8 τόνων ξηρού υλικού (βλαστοί, φύλλα) ανά εκτάριο μπορεί να εξασφαλίσει αυτάρκεια σε ενέργεια στη βιομηχανική φάση παραγωγής αιθανόλης.

Από έναν τόνο κονδύλων μπορεί να παραχθούν περίπου 85 λίτρα αιθανόλης, ή 3.400 λίτρα στο εκτάριο καλλιέργειας. Αν μειωθούν οι οικονομικές απαιτήσεις των αγροτών, μπορεί να επιτευχθεί ένα πιο

ευνοϊκό ενεργειακό ισοζύγιο και συγκρίσιμες ή και υψηλότερες αποδόσεις

σε αλκοόλη σε σχέση με τις καλλιέργειες καλαμποκιού και του

κυκλώματος παραγωγής ζαχαρότευτλων. Η καλλιέργεια τέτοιων φυτών

μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν τρόπος ανάπτυξης μη προνομιούχων

περιοχών.

- Λιγνο-κυτταρινούχα προϊόντα

Τα πλούσια σε σάκχαρα και άμυλο φυτά που είναι απαραίτητα για την παραγωγή τροφίμων και ζωοτροφών μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε

περιορισμένο βαθμό για την παραγωγή ενέργειας. Οι μόνες πρώτες ύλες, που είναι διαθέσιμες σε κάποια ποσότητα κάπως συγκρίσιμη με εκείνη

των ελαίων είναι το ξύλο και άλλα λιγνο-κυτταρινούχα προϊόντα και υπολείμματα. Η παραγωγή αιθανόλης από τις ύλες αυτές είναι πιο

δύσκολη και ο εξοπλισμός είναι τεχνικά πιο πολυσύνθετος απ' ό,τι στην περίπτωση παραγωγής ζάχαρης και αμύλου. Η παρα-νωγίκή διαδικασία

αποτελείται από τρία στάδια. Υδρόλυση πολυσακχαριτών για παραλαβή

μονοσακχαριτών, ζύμωση των σακχάρων προς παραγωγή αλκοόλης και διαχωρισμός της αιθανόλης από το νερό. Η κυπαρίνη μπορεί να

υδρολυθεί χημικά ή ενζυμάτικά. Η ενζυματική υδρόλυση απαιτεί απλές

σχετικά εγκαταστάσεις επιβαρύνεται όμως με το υψηλό κόστος αγοράς των ενζύμων.

Οι προσπάθειες σακχαροποίησης του ξύλου σε βιομηχανικής

κλίμακας πειράματα χρονολογούνται ήδη από τον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο. Δεν υπάρχουν όμως μέχρι σήμερα βιομηχανικές μονάδες παραγωγής

αιθανόλης από ζυμούμενα λιγνο-κυτταρινούχα προϊόντα, γεγονός που

δυσχεραίνει τον ακριβή προσδιορισμό του κόστους παραγωγής αυτής

της παραγωγικής διαδικασίας. Πάντως, σύμφωνα με εκτιμήσεις

Γερμανών για την επίτευξη οικονομίας κλίμακας, η δυναμικότητα μιας

τέτοιας μονάδας παραγωγής πρέπει να φθάσει τουλάχιστον τα 300.000

μιλία την ημέρα. Σε συνάρτηση με την απόδοση σε ξηρό βάρος των

διάφορων πρώτων υλών ο όγκος παραγωγής που προαναφέρθηκε απαιτεί κατανάλωση περίπου 1.200-1.600 τόνων άχυρου την ημέρα. Η μέση

ετήσια κατανάλωση μιας μονάδας αυτού του μεγέθους αντιστοιχεί περίπου

σε 0,5 εκατομμύρια τόνους ξύλου ή άχυρου. Οι σημαντικότεροι όμως

περιοριστικοί παράγοντες για την ίδρυση μονάδων τέτοιου μεγέθους

ανάγονται στη διαθεσιμότητα δασικών εκτάσεων για την εξασφάλιση της

πρώτης ύλης και το κόστος μεταφοράς που εξαρτάται από την

απόσταση μεταξύ της θέσης συλλογής του υλικού και της μονάδας

επεξεργασίας της. Για τους λόγους που προαναφέρθηκαν πρέπει να

εξετάζεται η κατασκευή και μονάδων με μικρότερη δυναμικότητα

παραγωγής.

Μια μονάδα ετήσιας δυναμικότητας 36,7 εκατομμυρίων λίτρων, που

χρησιμοποιεί διάλυμα θειικού οξέος για την υδρόλυση και υπολείμματα

ξύλου ως πρώτη ύλη, έχει συνολικό κόστος επένδυσης της τάξης των 73 ως 88 εκατομυ-ρίων μάρκων. Σ'αυτές τις περιτπώσεις, το κόστος

κεφαλαίου ανά λίτρο παραγόμενης αιθανόλης κυμαίνεται από 0,41 ως 0,49

μάρκα. Όσον αφορά την πρώτη ύλη, τα ξυλώδη υπολείμματα εκτιμώνται σε

ένα κόστος των 120 ως 160 μάρκων ο τόνος, ενώ το άχυρο στο ποσό των

100 ως 140 μάρκων ο τόνος. Σε ιδανικές συνθήκες δηλαδή, με υψηλή

απόδοση της ζύμωσης το κόστος της πρώτης ύλης επηρεάζει από 0,46 ως

0,55 μάρκα το λίτρο αιθανόλης. Για χαμηλότερης απόδοσης ζυμώσεις

πρέπει να αναμένεται κόστος που κυμαίνεται από 0,60 ως 0,70 μάρκα το λίτρο. Οι υπόλοιπες δαπάνες (ενέργεια, εργατικά, συντήρηση κτλ.) ανέρχονται σε 0,11 ως 0,17 μάρκα το λίτρο, οπότε το συνολικό κόστος

παραγωγής της αιθανόλης κυμαίνεται από 1,07 ως 1,36 μάρκα το λίτρο, χωρίς να συνυπολογίζεται οποιαδήποτε αξία των παραπροϊόντων. Αν η

εκμετάλλευση της λι-γνίνης και των ημικυτταρινών μπορούσαν να

αποβούν κερδοφόρες, το κόστος της αιθανόλης θα μειωνόταν αναλογικά

αν και είναι δύσκολο, προς το παρόν, να εκτιμηθεί το ποσόν της μείωσης.

Συγκριτικές εκτιμήσεις κόστους έχουν γίνει στον Καναδά. Το κεφάλαιο μιας μονάδας δυναμικότητας παραγωγής 37,9 εκατ. λίτρα

αιθανόλης το χρόνο από 114.000 τόνους ξηρό ξύλο λεύκας εκτιμάται σε 28

εκατ. δολάρια Καναδά. Σ' αυτή τη μονάδα εφαρμόζεται απόσταξη με αυτοϋδρόλυση και ενζυματική υδρόλυση. Αν στη παραγωγή

χρησιμοποιηθούν ένζυμα το κόστος παραγωγής ανέρχεται σε 0,09

δολάρια Καναδά το λίτρο. Προσθέτοντας διάφορα έξοδα και το κόστος

υποτίμησης, φθάνει συνολικά στο ποσό των 0,47 δολ9 ρίων Καναδά το

λίτρο. Για πρώτη ύλη προς 0,09 δολάρια Καναδά το λίτρο, το κόστος της

αιθανόλης θα έφθανε τα 0,56 δολάρια Καναδά το λίτρο. Αν ήταν δυνατή η

αξιοποίηση των υποπροϊόντων (λιγνίνη, ακατέργαστη φουρφουράλη), το

κόστος της αιθανόλης θα μειωνόταν στα 0,21 δολάρια Καναδά το λίτρο. Ανάλογο κόστος αναμένεται και για την περίτπωση όπου η παραγωγή

αιθανόλης γίνεται με χημική υδρόλυση. Τόσο από την οικονομική θεώρηση

όσο και από την άποψη εξοικονόμησης αργσύ πετρελαίου, η παραγωγή

αιθανόλης από λιγνο-κυτταρι-νούχα υπολείμματα δεν προσφέρεται προς το παρόν όσο με χρήση υλικών πλούσιων σε υδατάνθρακες, ιδίως

ζαχαροκάλαμο, ζαχαρότευτλα και καλαμπόκι. Σε πολλά κράτη-μέλη ουνεχίζονται πειράματα με στόχο τη βελτίωση των τεχνικών υδρόλυσης

και τη μείωση του κόστους παραγωγής. Η μείωση του κόστους

παραγωγής θα συντελέσει σίγουρα στη χρήση αρκετών πρώτων υλών (ό­πως τα κτηνοτροφικά απόβλητα, τα υπολείμματα φυτών, τα τεμαχίδια

ξύλου κλπ.) και τη συνδυασμένη παραγωγή αιθανόλης και άλλων

προϊόντων, όπως πρωτεΐνες και διάφορες χημικές ύλες.

β) Προοπτικές από τη χρήση μεθανόλης

Η μεθανόλη σήμερα παράγεται κυρίως από φυσικό αέριο ή

πετρέλαιο. Η παραγωγή της όμως μπορεί να γίνει και από πολλές άλλες

πρώτες ύλες όπως το ξύλο και γενικά ξηρή βιομάζα, κάρβουνο κλπ. Η

τεχνολογία παραγωγής μεθανόλης από βιομάζα είναι δόκιμη. Ένα

συγκρότημα παραγωγής μεθανόλης αποτελείται από μια μονάδα

αεριοποίησης της κυτταρινούχας πρώτης ύλης απ'ό-που λαμβάνεται ένα

αέριο (μίγμα μονοξείδιου του άνθρακα και υδρογόνου). Στη συνέχεια

ακολουθούν οι ίδιες τυπικές διατάξεις όπως για τα ορυκτά καύσιμα για

καθαρισμό των αερίων και κατάλληλη ρύθμιση της σύστασης τους για την σύνθεση της μεθανόλης.

Η εξέλιξη αυτής της παραγωγικής διαδικασίας, συνίσταται σε

βελτίωση των μονάδων αεριοποίησης, ώστε να παράγεται περισσότερο καθαρό αέριο για σύνθεση μεθανόλης. Αν και για την ώρα η μεθανόλη δεν

παράγεται από βιομάζα, εντούτοις έρευνες και δοκιμές σε πειραματικές

μονάδες αεριοποίησης δείχνουν πως από τη βιομάζα μπορεί να παραχθεί σε εμπορική κλίμακα το φτωχό αέριο που απαιτείται για τη σύνθεση της μεθανόλης.

Στη Γαλλία, επικρατεί η αντίληψη ότι το σημερινό σύστημα παραγωγήςμε­

θανόλης από φυσικό αέριο δεν πλεονεκτεί ενεργειακά και πρέπει να

εγκαταλειφθεί παρά το γεγονός ότι το κόστος παραγωγής της

μεθανόλης είναι συγκρίσιμο με το κόστος παραγωγής άλλων καυσίμων

για κινητήρες. Το ενεργειακό ισοζύγιο της σημερινής παραγωγικής διαδικασίας είναι στην πράξη απολύτως παθητικό εφόσον απαιτούνται 1,75 τόνοι «ίοδύναμοι πετρελαίου φυσικού αερίου για την παραγωγή 1 τόνου ισοδύναμου πετρελαίου μεθανόλης. Αντίθετα, θεωρείται πως η

παραγωγή μεθανόλης από βιομάζα παρουσιάζεται ως πιο ενδιαφέ­ρουσα περίπτωση σε σχέση με τις υφιστάμενες διαδικασίες παραγωγής

αλκοολών: Η ενεργειακή απόδοση είναι ευνοϊκή και το εκτιμώμενο

κόστος φαίνεται ότι είναι συγκρίσιμο με εκείνο της παραγωγής άλλων

καυσίμων για κινητήρες. Ας σημειωθεί, πως η μεθανόλη είναι πιο

επικίνδυνη στη χρήση της από την αιθα-νόλη και απαιτεί μεγαλύτερη

προσοχή σαν καύσιμο κινητήρων.

Μια αυστραλέζικη εκτίμηση ανεβάζει το κόστος παραγωγής της

μεθανόλης περίπου στα 286 δολάρια Αυστραλίας ανά τόνο (0,23 δολάρια Αυστραλίας το λίτρο) από μια μονάδα δυναμικότητας

παραγωγής 100.000 τόνων μεθανόλης το χρόνο. Οικονομίες κλίμακας

θα περιόριζαν το κόστος αυτό στα 326 δολάρια Αυστραλίας (0,19 δολάρια το λίτρο) με αύξηση της δυναμικότητας της μονάδας στους

500.000 τόνους το χρόνο. Αυτές οι τιμές πρέπει να συγκριθούν με το κό­στος της βενζίνης, ελεύθερης δασμών, που είναι 22,92 σέντς

Αυστραλίας το λίτρο (τιμές τέταρτου τριμήνου 1979).

Παρά τις πολύ αισιόδοξες αυτές εκτιμήσεις κόστους παραγωγής και ενεργειακού ισοζυγίου, το μεγαλύτερο πρόβλημα παραγωγής

μεθανόλης από βιομάζα (εκτός από την απαραίτητη ανάπτυξη της

τεχνολογίας αεριοποίησης παράμενε ο προσδιορισμός του βέλτιστου

μεγέθους των μονάδων αυτών που είναι σχεδιασμένες για ορυκτά καύσιμα και δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν διαφορετική πρώτη ύλη. Στη Γαλλία, εκτιμάται ότι η ελάχιστη δυναμικότητα για μια μονάδα

βιομηχανικής κλίμακας ανέρχεται σε 500 τόνους μεθανόλης την ημέρα

που αντιστοιχούν σε κατανάλωση 320.000 τόνων ξηρού ξύλου το χρόνο, όσο δηλ. ξύλο απαιτεί μια χαρτοβιομηχανία.

Κατά τις γερμανικές εκτιμήσεις, η βέλτιστη δυναμικότητα για μια

τέτοια μονάδα είναι η παραγωγή 1.000 τόνων μεθανόλης την ημέρα. Εκτός από την πολύ υψηλή επένδυση (μεταξύ 240 και 340

εκατομμυρίων μάρκων) η προμήθεια της πρώτης ύλης για μια μονάδα

αυτής της δυναμικότητας απαιτεί την ύπαρξη τέτοιου μεγέθους δασικών

εκτάσεων που με την επικρατούσα κατάσταση των δασών στα κράτη- μέλη του ΟΟΣΑ η δυνατότητα ίδρυσης τέτοιων μονάδων περιορίζεται σε

ελάχιστες περιοχές. Πιθανόν η καλλιέργεια ταχυαυξών δένδρων να επιτρέψει την ανάπτυξη αυτής της παραγωγικής διαδικασίας στο μέλλον.

Οι οικονομικοί λόγοι υπαγορεύουν, εντούτοις, τη διαδικασία που μπορεί να παραγάγει την αλκοόλη με ελάχιστο κόστος. Κάθε χώρα σε όλο τον

κόσμο έχει βρεί την καλύτερη μέθοδο για την παραγωγή εναλλακτικών

καυσίμων ώστε να αντικαταστήσει τη βενζίνη.Ειδικά για τις χώρες με

μεγάλες περιοχές τεδάφους όπως την πρώην ΕΣΣΔ, οι ΗΠΑ, ΚΊΝΑ και

ΒΡΑΖΙΛΊΑ, είναι οι μέθοδοι παραγωγής της αιθανόλης από τη

μετατροπή βιομαζών. Σε αυτήν την διαδικασία, μπορεί να ειπωθεί ότι η

ηλιακή ενέργεια αποθηκεύεται στις εγκαταστάσεις με τη διαδικασία φωτοσύνθεσης. Η αιθανόλη από βιομετατροπή είναι επομένως "ηλιακή

ενέργεια σε μια υγρή κατάσταση".

Η αιθυλική αλκοόλη, ή η αιθανόλη έχει χρησιμοποιηθεί στη Γερμανία και τη Γαλλία από 1894 από την τότε αρχική βιομηχανία των μηχανών

εσωτερικής καύσεως. Η Βραζιλία έχει χρησιμοποιήσει την αιθανόλη ως

καύσιμο από το 1925. Έως τότε, η παραγωγή της αιθανόλης ήταν 70

φορές μεγαλύτερη από την παραγωγή και την κατανάλωση βενζίνης. Υπήρξαν χρονικές στιγμές όπου η επιθυμία για τις εναλλακτικές λύσεις

της βενζίνης ήταν μεγαλύτερη, κυρίως για στρατηγικούς και οικονομικούς λόγους. Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι στη Βραζιλία, υπήρξε μια έντονη χρήση της αιθανόλης στο έτος 1930 ..1940 ..1950 ..1958, και 1973, Δυστυχώς, το πετρέλαιο θεωρούνταν άφθονο, σχεδόν

απεριόριστο στη διαθεσιμότητα. Ήταν φτηνό και ευπροσάρμοστο, έτσι η βιομηχανία επέμενε στην εντατική χρήση αυτών των προφανώς

θαυμαστών καυσίμων. Όλη η προσπάθεια ανάπτυξης ήταν προς τη

χρήση της βενζίνης και έτσι οι μηχανές αναπτύχθηκαν για αυτά τα καύσιμα.

Στις χώρες με μεγάλη έκταση, η αιθανόλη είναι η εναλλακτική επιλογή

καυσίμου για να αντικαταστήσει τη βενζίνη. Ο λόγος είναι ότι η αλκοόλη

είναι μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας. Αυτήν την περίοδο, η αιθανόλη

παράγεται από τα ζαχαρότευτλα και από τις μελάσες. Μια

χαρακτηριστική παραγωγή είναι 72,5 λίτρα της αιθανόλης ανά τόνο του

καλάμου ζάχαρης. Οι σύγχρονες συγκομιδές παράγουν 60 τόνους του

καλάμου ζάχαρης ανά Hector του εδάφους. Μια περιοχή 1km ̂ της

συγκομιδής καλάμων ζάχαρης μπορεί να παραγάγει 6000 τόνους

ετησίως σε μια τροπική χώρα όπως τη Βραζιλία, άλλες συγκομιδές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή της αιθανόλης. Στην

Κίνα, παραδείγματος χάριν, έχει καταδειχθεί ότι το γλυκό σόργο μπορεί να παραγάγει 267,4 λίτρα της αιθανόλης ανά MU. Επίσης έχει αποδειχθεί ότι 1 τόνος του καλαμποκιού μπορεί να παραγάγει σχεδόν

300 λίτρα της αιθανόλης.

4. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ ΒΕΝΖΙΝΗΣ ΚΑΙ DIESEL ΣΕ ΚΑΥΣΗ ΑΛΚΟΟΛΗΣ

4.1. ΚΑΥΣΗ ΑΛΚΟΟΛΗΣ ΣΕ ΒΕΝΖΙΝΟΚΗΝΗΤΗΡΕΣ

4.1.1. ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΤΩΝ ΑΛΚΟΟΛΩΝ

Οι ιδιότητες καυσίμων των αλκοολών παρουσιάζονται στον πίνακα 13

Ιδιότητες καυσίμων των αλκοολών

Στοιχείο Ίσοόκτάνιο Μεθανόλη Αιθανόλη |'

Τ. Τύπος CeHi8 1 CHsOH C2H5OH

Ιζ. Μοριακό βάρος 114.224 1 32.042 46.07

3. άνθρακας/υδρογόνο (W) 5.25 1 3.0 4.0

4.% άνθρακα (W) 84.0 1 37.5 52.17

j5 .% Υδρογόνο (W) 16.0 12.5 13.4

6 . % Οξυγόνο (W) 0 50.0 34.78

Ι?. Σημείο βρασμού @ 1 atm °C 99.239 64.5 78.40

8. Σημείο πήξης @ 1 atm °C : -107.378 i -97.778 -80.00

9. Πυκνότητα @ 15.5 °C Ib/gal 5.795 6.637 6.63

10. Ιξώδες @ 20°C/1 atm, Centipoise

0.503 0.596 1.20

11. Συγκεκριμένη θερμότητα @ 2 5Χ /1 atm BTU/lb

0.5 0.6 0.6

12. Θερμότητα της εξάτμισης,® boiling point/1 atm, BTU/lb

116.69 473.0 361.0

13. Θερμότητα της εξάτμισης, @ 2 5Χ /1 atm, BTU/lb

14. Θερμότητα της καύσης @

2 5 Χ , BTU/lb

132.0 503.3

' !α)Υψηλότερη θερμική αξία 20555 9776 12780

Ρβ)χαμηλότερη θερμική αξία 19065 8593 11550

15. Στοιχειομετρικός, lb air/lb fuel 15.13 6.463 9.0

16. Αριθμός ερευνητικού οκτανίου 100 106 105

17. Σημείο ανάφλεξης temp. °C -42.778 11.112 12.778

18. Αυτοανάφλεξη temp. °C 257.23 463.889 422.778

19. Όρια ανάφλεξης

α). Χαμηλότερο 1.4 6.7 4.3

|β). Υψηλότερο 7.6 36.0 19.0

20. Λανθάνουσα θερμότητα της εξάτμισης @ 20°C, KJ/Kg

349 1177 921.36

|21. Αριθμός δεκαεξανίου

' i

5 8

Πίνακας 13

4.1.2 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΥΣΗΣ

Υπάρχουν μερικές σημαντικές διαφορές στα χαρακτηριστικά καύσης

των αλκοολών και των υδρογονανθράκων.Οι αλκοόλες έχουν τις

υψηλότερες ταχύτητες φλόγας και τα πιο εκτεταμένα όρια ανάφλεξης. Επίσης, οι αλκοόλες παράγουν έναν μεγάλο αριθμό μοριακών

προϊόντων ανά γραμμομόριο των καυσίμων που καίγονται, επομένως

επιτυνχάνεται υψηλότερη πίεση.

Οι αλκοόλες αναμιγνύονται σε όλες τις αναλσγίες με νερό λόγω της

πολικής φύσης της ομάδας ΟΗ. Η χαμηλή αστάθεια ωφείλεται στο

υψηλό σημείο βρασμού και στο υψηλό σημείο ανάφλεξης. Οι αλκοόλες

καίγονται χωρίς φωτεινή φλόγα και δεν παράγουν σχεδόν καμία αιθάλη, ειδικά μεθανόλη. Η τάση για την παραγωγή αιθάλης αυξάνεται με το

μοριακό βάρος. Επομένως, η μεθανόλη παράγει λιγότερη αιθάλη από

την αιθανόλη.

Η καύση της αλκοόλης παρουσία αέρα μπορεί να αρχίσει από μια πηγή

ισχυρής συγκεντρωμένης ενέργειας, όπως μια φλόγα ή ένας

σπινθήρας, το μίγμα μπορεί να αναφλεχτεί από την εφαρμογή αυτής

της ενέργειας με τη βοήθεια της θερμότητας και της πίεσης, όπως συμβαίνει στο συμπίεστη κρούσης μιας μηχανής εμβόλων. Η ενέργεια

του μίγματος φθάνει σε ένα επίπεδο ικανοποιητικό για την ανάφλεξη

αφού περάσει ένα σύντομο διάστημα καθυστέρησης το οποίο λέγεται καθυστέρηση ανάφλεξης, ή χρόνσς επαγωγής, μεταξύ της ξαφνικής

θέρμανσης του μίγματος και της αρχής της ανάφλεξης (σχηματισμός

ενός μετώπου φλογών που διαδίδεται με υψηλή ταχύτητα σε όλο το

μίγμα). Η υψηλή λανθάνουσα θερμότητα της εξάτμισης των αλκοολών

ψύχει τον αέρα που εισάγεται στην αίθσυσα καύσης της μηχανής, αυξάνοντας τη ροή πυκνότητας και της μάζας αέρα. Αυτό οδηγεί σε

αυξανόμενη ογκομετρική αποδοτικότητα και σε μειωμένες θερμοκρασίες

συμπίεσης. Μαζί με το χαμηλό επίπεδο θερμοκρασίας καύσης, αυτά τα

αποτελέσματα βελτιώνουν επίσης τη θερμική αποδοτικότητα κατά 10%.

Η υψηλότερη ταχύτητα φλογών, που δίνει την προηγούμενη ενεργειακή

απελευθέρωση στην τελική φάση της καύσης, οδηγεί σε μια αύξηση της

δύναμης κατά 11% σε κανονικές συνθήκες και μέχρι 20% σε υψηλότερα

επίπεδα μιας αναλογίας συμπίεσης (14:1). Αναμιγνύοντας την αιθανόλη με τη βενζίνη κατά 0.1%, η δύναμη αυξάνεται περίπου κατά 0,1% .Η

δύναμη συνεχίζει να αυξάνεται σταθερά δεδομένου ότι το μίγμα είναι

εμπλουτισμένο σε μια αναλογία ισοδυναμίας στις 1:4. Λόγω του

χαμηλού ποσοστού του άνθρακα στις αλκοόλες, ο σχηματισμός αιθάλης

δεν εμφανίζεται και επομένως στη καύση έχουμε χαμηλή φωτεινότητα

και επομένως χαμηλή ακτινοβολία.Σε συνδιασμό με τη χαμηλότερη

θερμοκρασία φλογών, περίπου 10% λιγότερη θερμότητα χάνεται στο

ψυκτικό μέσο μηχανών. Η χαμηλότερη θερμοκρασία φλογών των

αλκοολών οδηγεί στις πολύ χαμηλότερες (οξείδια αζώτου) εκπομπές

ΝΟχ. Τα ευρύτερα όρια ανάφλεξης των αλκοολών επιτρέπουν την

ομαλή λειτουργία μηχανών ακόμη και στα πολύ αδύνατα μίγματα. Αλλά

οι εκπομπές αλδεύδης είναι καταφανώς υψηλότερες. Για την αιθανόλη, οι εκπομπές είναι ακεταλδεύδες και για τη μεθανόλη οι εκπομπές είναι φορμαλδεύδες. Με αύξηση της αναλογίας συμπίεσης από 9 σε 14,οι εκπομπές αλδεύδης μπορούν να μειωθούν κατά 50%, σε σύγκρηση με

της βενζίνης. Μια προσθήκη του νερού 10% μειώνει τις εκπομπές αλδεύδης κατά 40% και ΝΟχ 50%.Συμπληρωματικά η προσθήκη

νερού 10% στην αλκοόλη μπορεί να ανεχτεί χωρίς απώλεια θερμικής αποδοτικότητας.

Το περιεχόμενο οξυγόνου των αλκοολών υποτιμά την θερμαντική αξία

των καυσίμων σε σύγκριση με τα καύσιμα υδρογονανθράκων. Η

θερμότητα της καύσης ανά μονάδα όγκου της αλκοόλης είναι περίπου

μισό από αυτό του ισοόκτανίου.Εντούτοις, οι στοιχειομετρικές μαζικές αναλογίες αέρα-καυσίμου είναι τόσο μεγάλες που η ποσότητα

ενεργειακού περιεχομένου είναι βασισμένη στη μονάδα μάζας του στοιχειομετρικού μίγματος και γίνεται συγκρίσιμη με αυτήν των υδρογονανθράκων.

Η μεθανόλη δεν είναι αναμίξιμη με τους υδρογονάνθρακες και ο

διαχωρισμός ακολουθεί εύκολα παρουσία των μικρών ποσοτήτων

νερού, ιδιαίτερα με τη μείωση της θερμοκρασίας. Η άνυδρη αιθανόλη, αφ' ετέρου, είναι απολύτως αναμίξιμη σε όλες τις αναλογίες με τη βενζίνη, αν και ο χωρισμός μπορεί να επηρεαστεί από την προσθήκη

νερού ή με την ψύξη. Εάν το νερό είναι ήδη παρόν, η ανοχή νερού είναι υψηλότερη για την αιθανόλη απ'ό,τι για τη μεθανόλη, και μπορεί να

βελτιωθεί από την προσθήκη των υψηλότερων αλκοολών, όπως η

βουτανόλη. Επίσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί το βενζόλιο ή η ακετόνη. Η υψηλή θερμότητα της εξάτμισης και το σταθερό σημείο βρασμού

καθιστούν την ψυχρή έναρξη πολύ δύσκολη με τις καθαρές αλκοόλες. Το πρόβλημα δεν είναι τόσο σοβαρό όπως στην περίπτωση αλκοολών

που αναμιγνύονται με τη βενζίνη. Η αιθανόλη έχει ένα σταθερό σημείο

βρασμού 80 ° C ενώ η βενζίνη έχει σημείο βρασμού 78.8° C και υψηλή

πίεση ατμού (επομένως είναι ιδιαίτερα πτητική) και μπορεί να

χρησιμοποιηθεί για την ψυχρή έναρξη.

4.1.3. ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΤΩΝ ΑΛΚΟΟΛΩΝ

Η ξηρή μεθανόλη είναι πολύ διαβρωτική σε μερικά κράματα αργιλίου, αλλά το πρόσθετο νερό κατά 1% εμποδίζει σε μεγάλο βαθμό τη

διάβρωση. Πρέπει να επισημανθεί ότι η μεθανόλη με το πρόσθετο νερό

κατά περισσότερο από 2% γίνεται και πάλι διαβρωτική . Το ίδιο πράγμα

συμβαίνει με λιγότερο από 1%. νερό .Τα λάστιχα νιτριδίων και νεοπρενίου,είναι γενικά ικανοποιητικά ως ελαστομερή σε επαφή με τη μεθανόλη και τα πολυακεταλικά πλαστικά, είναι πολύ ανθεκτικά. Το

λάστιχο πυριτίου καθώς επίσης και το βινύλιο μπορούν να

χρησιμοποιηθούν ως υλικά επικάλυψης. Η αιθανόλη περιέχει πάντα το

οξικό οξύ και είναι ιδιαίτερα διαβρωτική στα κράματα αργιλίου. Επίσης

ορισμένα κράματα που περιέχουν το μόλυβδο αφήνουν μια πορώδη

επιφάνεια. Το ίδιο φαινόμενο υπάρχει με τα κράματα του ψευδάργυρου, όπως ZAMAC (ΑΙ + ΖΝ). Ο ψευδάργυρος διυλίζεται έξω ως άσπρο

οξείδιο ψευδάργυρου, το οποίο φράζει τα μικρά στόμια και τους

εξαερωθητήρες.

Οι εξαερωτήρες αποτελούνται κανονικά από το κράμα zamac. Η

εμπειρία έχει δείξει ότι εάν ο εξαερωτήρας προστατεύεται με επικάλυψη

νικελίου το πρόβλημα διάβρωσης ξεπερνιέται. Η διαδικασία που

συστήνεται είναι επένδυση νικελίου ηλεκτρόλυσης. Σε αυτήν την

διαδικασία,τα μέρη των εξαερωτήρων βυθίζονται σε ένα λουτρό καυτού

νικελίου, το οποίο λόγω του πολύ χαμηλού ιξώδους του, καλύπτει ομοιόμορφα όλες τις επιφάνειες χωρίς απόφραξη των στομίων. Τα

επιπλέοντα σώματα στον κορμό των εξαερωτήρων αποτελούνται γενικά

από πορώδη πλαστικά στα οποία επιδρά η αιθανόλη με τελικό

αποτέλεσμα να διογκώνονται και να ραγίζουν.Ένα επιπλέον σώμα

μπορεί να γίνει με το λεπτό φύλλο του ΟΡΕΙΧΑΑΚΟΥ (0,005 ίντσες) ή

του πάχους 0.125πιπι, φορμαρισμένο και ενωμένο στενά με τα καθαρά

κράματα κασσίτερου (Sn) και μολύβδου (sn + ΡΒ).Κράματα κασσίτερου

και μολύβδου είναι καλύτερα να μη χρησιμοποιούνται ως υλικά

συγκόλλησης. Όλα τα μέρη τιυ χαλκού θα είναι ορείχαλκος ή

ανοξείδωτος χάλυβας. Οι γραμμές καυσίμων χάλυβα θα

αντικατασταθούν από το νάυλον σωλήνα (τα ΝΑΥΛΟΝ 11). Τα φίλτρα

καυσίμων που χρησιμοποιούνται για τη βενζίνη δεν συστήνονται για τις

περισσότερες αλκοόλες. Η δομή των φίλτρων μαλακώνει από την

αλκοόλη. Τα ειδικά φίλτρα είναι απαραίτητα. Επίσης λόγω των

υψηλότερων ροών, τα φίλτρα πρέπει να είναι μεγαλύτερα. Το σώμα

φίλτρων πρέπει να αποτελείται από το νάυλον ή το τεφλόν.

4.1.4. ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΑΠΟΔΟΣΗ ΟΔΗΓΗΣΗΣ

Η απόδοση και η διάρκεια μηχανών που καίνε ως καύσιμο αλκοόλη

εξαρτώνται σχεδόν εξ ολοκλήρου από την διαδικασία σύνθεσης των

μιγμάτων. Είναι γεγονός ότι, στις μηχανές χαμηλής ταχύτητας και δύναμης, τα καύσιμα και ο αέρας αναμιγνύονται έτσι ώστε η αλκόλη

ατμοποιείται πλήρως, και ακόμα σημαντικότερο για την αντοχή της

μηχανής είναι η υγρή αλκοόλη να μην επιτρέπεται για να έρθει σε

επαφή με τον κύλινδρο σε οποιαδήποτε ποσότητα, ειδικά όταν οι οπές κυλίνδρων έχουν θερμοκρασίες τοιχωμάτων κάτω από 70 °C.

Το ουσιαστικό ποσό θερμότητας σε αντίθεση με αυτό που απαιτείται όταν η βενζίνη χρησιμοποιείται ως καύσιμο, χρησιμοποιείται για να

μεταβάλλει το μίγμα αέρα-καυσίμου σε καταστάσεις υπό φορτίο. Η

υπάρχουσα πολλαπλή είσοδος βενζίνης και τα συστήματα δυναμικής

ζώνης δεν μπορούν να παρέχουν το απαραίτητο ποσό θερμότητας

δεδομένου ότι η απαίτηση είναι 6 φορές μεγαλύτερη από αυτή για τη

βενζίνη, και η πρόσθετη θερμότητα πρέπει να^,ληφθεί είτε από το

σύστημα ψύξης της μηχανής, είτε από τα αέρια εξάτμισης. Υπάρχουν

πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Τα συστήματα αερίου εξάτμισης

θερμαίνουν γρηγορότερα, αλλά απαιτούν σχετικά ογκώδεις αγωγούς

για να φέρουν τους απαραίτητους όγκους του αέρα με τις ελάχιστες

πτώσεις πίεσης. Τα συστήματα που χρησιμοποιούν νερό για θέρμανση

μπορούν να αποδειχθούν ανεπαρκή κατά τη διάρκεια της

προθέρμανσης στη χαμηλή περιβαλλοντική θερμοκρασία, και η

ύγρανση των τοιχωμάτων των κυλίνδρων είναι έπειτα αναπόφευκτη

κατά τη διάρκεια των μεγάλων περιόδων. Οποιοδήποτε σύστημα

χρησιμοποιείται, τα μέσα που πρέπει να χρησιμοποιήθουν για να

μειώσουν την πρόσθετη θερμότητα που εισάγεται για την παραγωγή

υψηλής δύναμης, δεδομένου ότι η υπόλοιπη θερμότητα και η υψηλή

αναταραχή κάνουν την υψηλή θερμότητα να εισαγάγει την περιττή και ογκομετρική αποδοτικότητα, θα επηρεαστούν δυσμενώς εάν το ίδιο

ποσοστό της θερμότητας προστίθεται στην υψηλή δύναμη όπως στη

χαμηλή δύναμη. Οι υψηλές θερμοκρασίες στον θάλαμο καύσης λόγω

της αυξημένης θερμότητας που εισάγεται μπορούν να προκαλέσουν το σχηματισμό των δυναμικών ζωνών, όπως σι άκρες των σπινθηριστών. Από τις αλκοόλες ειδικά η μεθανόλη, μπορεί να αναφλεχτεί εύκολα από

τις καυτές επιφάνειες, μπορεί να εμφανιστεί προανάφλεξη. Πρέπει να

υπογραμμιστεί εδώ ότι η προανάφλεξη εάν εμφανιστεί σε μηχανή αλκοόλης είναι ένας πιό επικίνδυνος παράγοντας από ότι στις μηχανές

βενζίνης. Η γρήγορη φθορά της μηχανής μπορεί να εμφανιστεί, δεδομένου ότι η αστοχία των εμβόλων μπορεί να γίνει σε σύντομσ

χρσνικό διάστημα μετά την εμφάνηση της προανάφλεξης .Μικρά

χρονικά διαστήματα από 10 έως 15 δευτερόλεπτα έχουν αναφερθεί ότι ήταν ικανά να προκαλέσουν την παραπάνω φθορά. Τα δοχεία ψύξης

σπινθήρα-βουλωμάτων, εκτός από τις μηχανές βενζίνης, πρέπει να

χρησιμοποιηθούν (δοχείο ψύξης δύο σειρών). Ο τύπος που συστήνεται είναι BOSCHW5DC με τα χάσματα 0,3 χιλ. σε 0,5 χιλ. Με τη σωστή

προετοιμασία και τη γρήγορη προθέρμανση, τα λιπαντικά δεν είναι συνήθως πρόβλημα. Η διάτρηση και γενικά η τριβή προκαλείται από τη

δράση "πλύσιμο" των υγρών καυσίμων σε επαφή με το σκάφος της

γραμμής κυλίνδρων. Το πρόβλημα τριβής θεωρείται ότι προκαλείται από την επίδραση μυρμηκικού οξέος, όταν χρησιμοποιείται η μεθανόλη, ή την επίδραση σξικού οξέος όταν χρησιμοποιείται η αιθανόλη. Τα

ιδιαίτερα αλκαλικά λάδια έχουν προμηθευτεί συνολικό αριθμό βάσεων (ΤΒΝ) περίπου 30. Εντούτοις, οι καταθέσεις από αυτά τα λάδια

προκαλούν ακόμη μεγαλύτερη βλάβη με την απόφραξη των δίοδων

λαδιού και μπορούν να υπάρξουν αστοχίες μηχανών. Εάν, εντούτοις, η

σύνθεση μιγμάτων είναι επαρκής, τα λάδια με ΤΒΝ=9 μπσρούν να

χρησιμοποιηθούν επιτυχώς. Έχει δειχθεί ότι ένας counter-flow

εναλλάκτης θερμότητας που εγκαθίσταται σε μια μηχανή αλκσόλης με

σκοπό να ανακτήσει τη θερμότητα από την εξάτμιση, και να θερμάνει τον αέρα εισόδου, είναι η πλέον κατάλληλη λύση για την σύνθεση

μιγμάτων προκειμένου να είναι επαρκής. Τα μέσα να ελεγχθεί το ποσό

θερμότητας που εισάγεται στη μηχανή στα υψηλά φσρτία έχουν

επινοηθεί και έχουν εξεταστεί επιτυχώς. Ένα τέτοιο σύστημα

χρησιμοποιεί έναν S.U. εξαερωτήρα σταθερής-κατάπτωσης που συνδέεται με έναν γρύλλο ο οποιός χρησιμοποιεί νερό για την

ανύψωση του και μια είσοδο αέρα με μια διαιρούμενη πλάκα που

αφαιρεί αυτόματα τον καυτό αέρα και τον κρύο αέρα ανάλογα με τη

θέση του εμβόλου εξαερωτήρων.

4.1.5. ΑΝΤΑΠΟΚΡΙΣΗ ΜΗΧΑΝΩΝ ΣΤΗΝ ΑΛΚΟΟΛΗ

Μερικές ιδιότητες των αλκοολών μπορούν να μετατραπούν σε

πλεονεκτήματα με κατάλληλο σχεδίασμά της μηχανής ώστε να

εκμεταλλευθούν επαρκώς. Η μαζική θερμιδική αξία, ή διαθέσιμη

ενέργεια ανά μονάδα της μάζας των καυσίμων σε μια υγρή κατάσταση, είναι το σημαντικότερο χαρακτηριστικό καυσίμων. Υπάρχουν μερικοί αριθμοί; βενζίνη = 43961 KJ/kl, αιθανόλη = 26795 KJ/kl, ενυδάτωμένη

αιθανόλη (νερό 5%) = 25120 KJ/kl, ενυδατωμένη μεθανόλη (νερό 5%) =

19678 KJ/kl. Μια άλλη σημαντική ιδιότητα είναι η θερμότητα της

καύσης,η διαθέσιμη ενέργεια ανά μονάδα όγκου ενός μίγματος χημικά

σωστού (στοιχειομετρικού) καυσίμου και αέρα: Βενζίνη =3600 KJ/kl, Αιθανόλη =3412 KJ/kl, Μεθανόλη =3181 KJ/kl. Η δύναμη μηχανών είναι ανάλογη προς τη θερμότητα της καύσης (ή του ενεργειακού περιεχόμενου των αερίων μέσα στον κυλίνδρο)

Η κατανάλωση καυσίμων είναι αντιστρόφως ανάλογη προς τη θερμιδική

αξία. Αυτό το χαρακτηριστικό μόνο θα οδηγούσε σε μια κατανάλωση

64% μεγαλύτερη από τη βενζίνη (75% για την ενυδατωμένη αιθανόλη):

Αιθανόλη (άνυδρη): βενζίνη / αιθανόλη =43961/26795=1.64

επομένως, αύξηση 64%

Ενυδατωμένη αιθανόλη: 43961/25120=1.75

επομένως, αύξηση 75%

Μεθανόλη: 43961/19678=2.23

επομένως, αύξηση 123%.

/\λλες ιδιότητες, εντούτοις, είναι ευνοϊκές στην αύξηση της δύναμης και τη μείωση της κατανάλωσης καυσίμων. Τέτοιες ιδιότητες είναι οι

60

ακόλουθες: 1).0 αριθμός των μορίων ή των προϊόντων είναιμεγαλύτερος από αυτόν των αντιδραστηρίων 2). Απεριόριστα όρια

ευλεκτότηταςθ). Υψηλός αριθμός οκτανίων 4). Υψηλή λανθάνουσα

θερμότητα εξάτμισης 5). Σταθερή θερμοκρασία βρασμού 6). Υψηλή

πυκνότητα.

Η αύξηση του αριθμού μορίων κατά τη διάρκεια της καύσης

συνεπάγεται σε μια υψηλότερη πίεση μέσα στον κύλινδρο, ανεξάρτητα

από τα αποτελέσματα της ίδιας της καύσης . Αυτή η διαφορά είναι μεγαλύτερη για την αιθανόλη απ'ό,τι για τη βενζίνη, 1063 ενάντια σε

1055. Τα εκτεταμένα όρια της ευλεκτότητας επιτρέπουν στις μηχανές

αιθανόλης να λειτουργούν σε εξαιρετικά αδύνατα μίγματα και επομένως

να περιοριορίζουν την κατανάλωση καυσίμου. Ο υψηλός αριθμός

οκτανίου αιθανόλης και μεθανόλης επιτρέπει τη χρήση πολύ υψηλής

αναλογίας συμπίεσης, επομένως την αύξηση της θερμικής

αποδοτικότητας. Η υψηλή λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης της

αλκοόλης, 904 KJ/ki για την αιθανόλη, έναντι 418,7 KJ/kl για τη βενζίνη

οδηγεί σε: 1). Υψηλότερη ογκομετρική αποδοτικότητα 2). Χαμηλότερη

εργασία συμπίεσης 3). Λιγότερες απώλειες θερμότητας στο σύστημα

ψύξης 4). Υψηλότερη επανακυκλοφορία θερμότητας από την είσοδο

μιας θέρμανσης με αέρα. Για ένα χημικά σωστό μίγμα, επομένως, τα

συνδυασμένα αποτελέσματα των προαναφερθέντων χαρακτηριστικών είναι τα ακόλουθα:

Εδώ, ο πρώτος, ο δεύτερος, ο τρίτος, ο τέταρτος, και ο πέμπτος όρος

είναι θερμότητα της καύσης, αριθμός μορίων, συνολική αποδοτικότητα, συνολική δαπάνη κυλίνδρων, και αποδεδειγμένη αποδοτικότητα, αντίστοιχα.

Μπορεί να φανεί ότι μια μηχανή αλκοόλης (αιθανόλη) μπορεί να έχει 18% περισσότερη δύναμη απ'ό,τι με τη βενζίνη, για την ίδια μετατόπιση ομοίως:

Etfaanolconsumptiim 43961 1055 0.55 0.70 0.73 Gasolineconsumptim 26795 1063 0.65 0.75 0.78~ 1.17

Με άλλα λόγια, στην αλκοόλη μια μηχανή με τη βελτιστοποιημένη καύση, πρέπει να έχει μόνο μια αύξηση 17% στην κατανάλωση

καυσίμων,και όχι 64% όπως οι τιμές θέρμανσης και των δύο καυσίμων θα πρότειναν.

61

Η γενική θερμική αποδοτικότητα μιας μηχανής μπορεί να εκφραστεί ως

αντιστρόφως ανάλογη προς τη συγκεκριμένη κατανάλωση καυσίμων

και τη θερμιδική αξία:

h= 63200000/(SFC * HV)

Επομένως, h.=63200000/(220 * 10500) = 27,35 για τη βενζίνη και

h.=63200000/(260*6400)=38.16, για την αιθανόλη.

Σημειώστε ότι το στοιχείο SFC λαμβάνεται στην πραγματική

εργαστηριακή δοκιμή μιας μηχανής αλκοόλης με τη βελτιστοποιημένη

καύση. Η γενική αποδοτικότητα μιας βελτιστοποιημένης μηχανής

αιθανόλης είναι 38% ενάντια σε μόνο 27% μιας μηχανής βενζίνης της ίδιας μετατόπισης.

4.1.6. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ TOY BENZINOKHNHTHPA ΑΠΟ ΤΗ SAAB

t e s e i/

Τεχνολογία Biopower από τη Saab

To πρόβλημα της εξάντλησης των αποθεμάτων πετρελαίου σε κάποια χρόνια θα είναι εμφανές. Γι' αυτόν ακριβώς το λόγο, η Saab θέλησε να υπερνικήσει την τρέχουσα εξάρτηση από τα διάφορα πετρελαιοειδή και να στραφεί προς την τεχνολογία

Biopower...

Για πολλά χρόνια η αυτοκινητοβιομηχανία της Saab εξελίσσει και αναπτύσσει διάφορες μορφές

εναλλακτικών καυσίμων για τους κινητήρες της. Μάλιστα γΓ αυτόν το σκοπό υποστηρίζεται τόσο από την κυβέρνηση, όσο και από τις

περιβαλλοντικές οργανώσεις. Μεταξύ αυτών των εναλλακτικών καυσίμων, οι υπεύθυνοι της Saab πρόσθεσαν τώρα τελευταία και την τεχνολογία Biopower, που σχετίζεται αποκλειστικά και μόνο με την εκμετάλλευση και χρήση του αιθανίου ως καυσίμου. Η νέα αυτή τεχνολογία ανακοινώθηκε και από τον Πρόεδρο και Διευθύνοντα Σύμβουλο της Saab Automobile, Πέτερ Αουγκούστσον ο οποίος μεταξύ άλλων έδωσε το έναυσμα για την ευρεία παραγωγή και χρήση της αιθανόλης (Ε85). Μιας ανανεώσιμης πηγής ενέργειας, η οποία βρίσκεται σε πλήρη ισορροπία με το περιβάλλον. Πού οφείλεται όμως αυτή η ισορροπία; Η απάντηση μπορεί να δοθεί αν μελετήσουμε την προέλευση της αιθανόλης. Γνωρίζουμε ότι η ενέργεια της βιομάζας είναι η αποθηκευμένη μορφή της ηλιακής ακτινοβολίας, που δεσμεύεται αρχικά από τα φυτά μέσω της φωτοσύνθεσης. Στη συνέχεια μετατρέπεται σε χημική ενέργεια και αποταμιεύεται στις νεογέννητες οργανικές ουσίες και μέσα στους ιστούς των φυτών. Παίρνοντας την "πρώτη ύλη" από τα φυτά και με τη χημική της επεξεργασία, η αιθανόλη μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο για παραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας, ως πρώτη ύλη για την παραγωγή βιοαερίου ή φυσικού αερίου, αλλά και ως πρώτη ύλη για την παραγωγή αιθανόλης. Δικαιολογημένα, λοιπόν, η αιθανόλη είναι σε πλήρη ισορροπία με το περιβάλλον και σε συνδυασμό με το ευνοϊκό αποτέλεσμα που αποφέρει στην οικονομία, ο ρόλος της γίνεται αρκετά σημαντικός. Με τη νέα αυτή μορφή καυσίμου (Ε85) θα εφοδιάζεται αρχικά το πρώτο FFV όχημα (Flexible Fuel Vehicle), το νέο Saab 9-5 Biopower. Πρέπει να πούμε ότι, ο χαρακτηρισμός FFV στο συγκεκριμένο μοντέλο σχετίζεται με την εναλλακτική δυνατότητα λειτουργίας του κινητήρα με τον οποίο εφοδιάζεται. Δηλαδή, μπορεί να καίει αιθανόλη (Ε85) ή βενζίνη. Το 9-5 Biopower αναμένεται να ξεκινήσει την εμπορική του πορεία από την αγορά της Σουηδίας το καλοκαίρι του 2005. Ουσιαστικά, οι λόγοι για τους οποίους η σουηδική εταιρεία θέλει να τοποθετήσει το προηγμένο αυτό μοντέλο στην εγχώρια αγορά είναι δυο; Κατά πρώτον, η περιβαλλοντική επιταγή να αντιμετωπισθεί το επονομαζόμενο "φαινόμενο του θερμοκηπίου" που επιφέρει παγκοσμίως κλιματολργικές αλλαγές. Κατά δεύτερον, για να παρακαμφθεί το εμπόδιο της εξάρτησης από το πετρέλαιο, το οποίο δεν αποτελεί ανανεώσιμη πηγή ενέργειας και κατά συνέπεια κάποια στιγμή θα εκλείψει. Αναφορικά με το φαινόμενο του θερμοκηπίου, η καύση της αιθανόλης, διέπεται από τους ίδιους φυσικούς νόμους, που ισχύουν και στην καύση των πετρελαιοειδών. Και στις δύο περιπτώσεις έχουμε απελευθέρωση του διοξειδίου του άνθρακα (C02), ως συνέπεια της ανάφλεξης. Υπάρχει όμως μια ειδοποιός διαφορά, καύση της αιθανόλης ανακυκλώνει στην πραγματικότητα το διοξείδιο του άνθρακα, καθώς το ποσοστό αυτό ήδη έχει απομακρυνθεί από την ατμόσφαιρα με τη φωτοσύνθεση κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης του φυτού. Αντίθετα, η καύση των πετρελαιοειδών διαχέει στην ατμόσφαιρα επιπλέον ποσότητες της ουσίας, οι οποίες βρίσκονταν θαμμένες υπόγεια για χιλιάδες χρόνια. Αναφορικά με την εξάντληση του πετρελαίου, η συνεισφορά μιας νέας μορφής ενέργειας είναι προφανής. Επί της ουσίας, το Saab 9-5

Biopower, θα καίει καύσιμο Ε85 (85% αιθανόλη και 15% βενζίνη). Στο δρόμο, η απόδοση των 180 ίππων και 280 Nm ροπής του μοντέλου, θα προσφέρει περισσότερο σπορ επιδόσεις, χάρη στους επιπλέον 30 ίττπους και 40 Nm ροπής, που το μοντέλο διαθέτει σε σύγκριση με το αντίστοιχο που κινείται με βενζίνη. Εκτός από τα φορολογικά κίνητρα, ο εναλλακτικής καύσης κινητήρας του Saab 9-5 Biopower θα μπορεί να αποφέρει βελτιωμένη κατανάλωση κάτω από συνθήκες μέσου φορτίου προς πλήρες. Παρόλο που η οικονομία καυσίμου σε αστικό και μεικτό κύκλο δεν αναμενόταν να παρουσιάσει βελτίωση, δοκιμές απέδειξαν ότι ένα ωφέλιμο κέρδος της τάξης του 15% λαμβάνεται σε υψηλότερες ταχύτητες. Οι κινητήρες turbo είναι απόλυτα συμβατοί στην προσπάθεια εκμετάλλευσης των πλεονεκτημάτων της αιθανόλης και η εργασία των ειδικών της Saab με τον κινητήρα αυτό, δείχνει ότι υπάρχει ευρύ πεδίο ανάπτυξης για το καύσιμο Ε85. Το τελευταίο διαθέτει τον πραγματικά υψηλό αριθμό οκτανίων (105 RON), παράγοντας έτσι μια σημαντική αύξηση της τάξης του 20% στη μέγιστη ισχύ του κινητήρα, από 150 σε 180 ίππους, όπως αναφέραμε. Σε συνδυασμό με τα παραπάνω, ιδιαίτερης αξίας είναι και η προσαρμοστικότητα του συστήματος διαχείρισης του εξελιγμένου κινητήρα. Πρόκειται για το Trionic της Saab, που στον στάνταρ δίλιτρο βενζινοκινητήρα turbo, χαμηλής πίεσης, διευκολύνει την εκ νέου βαθμονόμηση και τον προγραμματισμό του, για να φιλοξενήσει διαφορετικά χαρακτηριστικά χρονισμού ανάφλεξης και μείγματος καυσίμου-αέρα που απαιτεί η αιθανόλη. Πέρα από αυτό, σημειώνονται και άλλες σημαντικές τροποποιήσεις, όπως είναι η χρήση υλικών συμβατών προς την αιθανόλη για το ρεζερβουάρ, τις συνδέσεις και τους σωλήνες τροφοδοσίας καυσίμου. Με το συγκεκριμένο σύστημα διαχείρισης του κινητήρα, δεν υπάρχει πρόβλημα αν καταναλωθεί ολόκληρη η ποσότητα της αιθανόλης. Κι αυτό γιατί ο οδηγός μπορεί ανά πάσα στιγμή να κάνει χρήση της βενζίνης, που υπάρχει στο όχημα σε δεύτερο ρεζερβουάρ. Επομένως παύει να υπάρχει το άγχος του ανεφοδιασμού με την απαιτούμενη ποσότητα αιθανόλης. Οι Σουηδοί, λοιπόν, αποφάσισαν να κάνουν την αρχή στην ανάπτυξη μιας σημαντικής τεχνολογίας, της Biopower ή της αιθανόλης. Το επόμενο βήμα τώρα είναι να διαδοθεί όσο το δυνατόν περισσότερο σε ολόκληρη την Ευρώπη, μιας και τα πλεονεκτήματα αυτής, έναντι των μειονεκτημάτων είναι σίγουρα πολλά περισσότερα. Άλλωστε το έχουμε ξαναπεί! Υπάρχει καλύτερος συνδυασμός από έναν κινητήρα εναλλακτικού καυσίμου σε ένα τεχνολογικά εξελιγμένο αυτοκίνητο με υψηλές επιδόσεις; Μάλλον

Η νέα μορφή καυσίμου (αιθανόλη, Ε85) θα εφοδιάζει αρχικά το

πρώτο FFV όχημα (Flexible fuel vehicle) που θα είναι το Saab 9-5 Biopower.

4.2.1 ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ DIESEL

Όταν οι μηχανές diesel μετατρέπονται σε μηχανές καύσης αλκοόλης, μερικές ιδιότητες της βενζίνης, του diesel και της αλκοόλης πρέπει να

έχουν σχέση μεταξύ τους. Ο πίνακας 14 παρουσιάζει τις ιδιότητες των καυσίμων. Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για τη μετατροπή μηχανής

diesel σε αλκοόλη για να συζητηθούν.

Πίνακας 14. Μερικές ιδιότητες των καυσίμων

Βενζίνη Diesel Μεθανόλη Αιθανόλη

1. Αριθμός δεκαεξανίου

2. Αριθμός οκτανίου

θ.θερμοκρ. αυτο-ανάφλεξης ° C

4. Λανθάνουσα θερμότητα της

εξάτμισης (KJ/Kg)

5. Χαμηλότερη αξία θέρμανσης (KJ/Kg)

50 5 8

96 112 107

371 315 446 390

349 220 1177 914

4400 42600 19945 26700

4.2.2 ΑΡΙΘΜΟΣ ΔΕΚΑΕΞΑΝΙΟΥ ΚΑΙ ΠΩΣ ΤΟ ΔΕΚΑΕΞΑΝΙΟ ΒΕΛΤΙΩΝΕΙ ΤΗΝ ΠΡΟΣΘΕΤΗ ΟΥΣΙΑ

Τα καύσιμα που καίγονται σε μια μηχανή diesel, πρέπει να έχουν υψηλό αριθμό δεκαεξανίου ή δυνατότητα αυτό-ανάφλεξης στις υψηλές

θερμοκρασίες και πιέσεις. Υπάρχει μια σημαντική διαφορά μεταξύ της

βενζίνης, του diesel και της αλκοόλης από την άποψη του αριθμού

δεκαεξανίου και της αυτόματης ανάφλεξης. Ένας υψηλός αριθμός

δεκαεξανίου οδηγεί σε μια μικρή χρονική περίοδο καθυστέρησης

ανάφλεξης, ενώ ένας χαμηλός αριθμός δεκαεξανίου οδηγεί σε μια

μεγάλη περίοδο καθυστέρησης ανάφλεξης. Από τον πίνακα 14, μπορεί να φανεί ότι οι αλκοόλες έχουν χαμηλότερο αριθμό δεκαεξανίου από

66

αυτόν του diesel, το οποίο δεν επιδιώκεται όταν μετατρέπονται οι μηχανές diesel σε μηχανές αλκοόλης. Ευτυχώς, μερικές πρόσθετες ουσίες, ένα παράδειγμα των οποίων είναι γλυκόλη νιτρικών αλάτων, μπορούν να αυξήσουν τον αριθμό δεκαεξανίου αλκοόλων. Αυτό

σημαίνει ότι η χρονική περίοδος καθυστέρησης ανάφλεξης θα γίνει μικρή, με αποτέλεσμα να μειωθεί η τάση και να προκληθεί ένας

κτύπος diesel. Εντούτοις, η πάρα πολύ μικρή χρονική περίοδος

καθυστέρησης ανάφλεξης θα προκαλέσει ένα χαμηλότερο ποσοστό

απελευθέρωσης θερμότητας που δεν είναι επιθυμητό.

4.2.3. ΓΑΛΑΚΤΩΜΑΤΑ ΑΛΚΟΟΛΗΣ-DIESEL

Επειδή οι αλκοόλες έχουν περιορίσει τη διαλυτότητα σε μηχανές diesel, το σταθερό γαλάκτωμα πρέπει να είναι διαμορφωμένο ώστε να

επιτρέπει την έγχυση προτού να εμφανιστεί ο διαχωρισμός. Η μονάδα μετατροπής γαλακτώματος Hydroshear μπορεί να χρησιμοποιηθεί για

να παράγει τα γαλακτώματα της diesel-αλκοόλης. Εντούτοις, το

γαλάκτωμα μπορεί να παραμείνει σταθερό για 45 δευτερόλεπτα.Η

αλκοόλη 12% (ενεργειακή βάση) είναι το μεγαλύτερο ποσοστό. Επιπλέον, σ’αυτό το είδος μεθόδου εντοπίζονται διάφορα προβλήματα

που είναι τα ακόλουθα: 1).Η ειδική κατανάλωση καυσίμου στις χαμηλές

ταχύτητες αυξάνεται 2). Υψηλό κόστος 3) . Αστάθεια.

4.2.4 ΥΠΟΚΑΠΝΙΣΜΟΣ

Ο υποκαττνισμός είναι μια διαδικασία εισαγωγής αλκοόλης στη μηχανή

diesel (μέχρι 50%) με τη βοήθεια ενός εξαερωτήρα στην πολλαπλή

εισαγωγή. Συγχρόνως, η αντλία diesel λειτουργεί με,μειωμένη ροή. Σε

αυτήν την διαδικασία, τα καύσιμα diesel χρησιμοποιούνται για την

παραγωγή μιας πειραματικής φλόγας.Η αλκοόλη χρησιμοποιείται ως

καθαρό καύσιμο. Δύο σημεία πρέπει να επισημανθούν κατά την

χρησιμοποίηση αυτής της μεθόδου. Στα χαμηλά φορτία, η ποσότητα

αλκοόλης πρέπει να μειωθεί για να αποτρέψει την αστοχία. Αφ' ετέρου, στα υψηλά φορτία, η ποσότητα αλκοόλης πρέπει επίσης να μειωθεί για να αποτραπεί η προανάφλεξη,

4.2.5 ΔΙΠΛΗ ΕΓΧΥΣΗ

Στο διπλό σύστημα εγχύσεων, ένα μικρό ποσό diesel εγχέεται πιλοτικά

για την έναρξη της ανάφλεξης.Ένα μεγάλο ποσό αλκοόλης εγχέεται ως

κύριο καύσιμο. Πρέπει να επισημανθεί ότι τα πιλοτικά καύσιμα πρέπει

να εγχεθούν πριν από την έγχυση της αλκοόλης. Μερικά επιθυμητά

αποτελέσματα μπορούν να επιτευχθούν όταν χρησιμοποιείται η

παραπάνω μέθοδος. Η θερμική αποδοτικότητα είναι καλύτερη. Συγχρόνως, η εκπομπή ΝΟχ είναι χαμηλότερη. Επιπλέον, οι εκπομπές

κοβαλτίου και οι εκπομπές HC είναι οι ίδιες. Εντούτοις, το σύστημα

απαιτεί δύο αντλίες καυσίμων, γεγονός που οδηγεί σε ένα υψηλό κόστος. Επιπλέον, η αλκοόλη χρειάζεται πρόσθετες ουσίες για λίπανση.

4.2.6 ΘΕΡΜΑΙΝΟΜΕΝΕΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΕΣ

Η αλκοόλη μπορεί να αναφλεγεί με καυτές επιφάνειες. Για αυτόν τον

λόγο, σπινθηριστές μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πηγή ανάφλεξης

για την αλκοόλη. Σε αυτό το σύστημα, η συγκεκριμένη κατανάλωση

καυσίμων εξαρτάται από τις θέσεις των σπινθηριστών και τις θερμοκρασίες. Πρέπει να διαπιστωθεί ότι η θερμοκρασία των

σπινθηριστών ποικίλει ανάλογα με το φορτίο. Εντούτοις, οι σπηνθιρηστές γίνονται ανεπαρκείς σε ένα υψηλό φορτίο. Επιπλέον, η ειδική κατανάλωση καυσίμων είναι μεγαλύτερη από αυτή του άίβ5θ1.

4.2.7 ΜΙΖΑ

Όταν χρησιμοποιούνται σπηνθιρηστές, η μηχανή άίσεσΙ μπορεί να

μετατραπεί σε μηχανή κύκλων Otto. Σε αυτήν την περίπτωση, η

αναλογία συμπίεσης πρέπει να μειωθεί, από 16; 1 σε 10,5: 1. Υπάρχουν δύο τύποι για αυτό το είδος μετατροπής^ Είναι οι ακόλουθοι:

Τύπος 1: Το αρχικό σύστημα εγχύσεων καυσίμων διατηρείται.Ηαλκοόλη έχει ανάγκη από πρόσθετη ουσία λίπανσης (γλυκόλη

νιτριδίων). Εκτός αυτού, και ο διανομέας και οι σπινθηριστές πρέπει να

εγκατασταθούν, οδηγώντας κατά συνέπεια σε ένα υψηλό κόστος την όλη μετατροπή. Για αυτό το είδος μετατροπής, είναι σκόπιμη ώστε να

επιτευχθεί μια ιδανική έγχυση ,η προσθήκη ενός σπινθήριστή χρονικά

εξαρτόμενου.

Τύπος 2: Η αρχική έγχυση καυσίμων αποφεύγεται. Αλλά, έναςεξαερωτήρας, ένα σπινθηριστής και ένας διανομέας πρέπει να

εγκατασταθούν, πράγμα το οποίο αυξάνει το κόστος της μετατροπής. Σε αυτήν την μετατροπή, ο συγχρονισμός σπινθήρων είναι καίριος.

68

Και οι δύο μετατροπές έχουν χαμηλότερη θερμική αποδοτικότητα από

αυτή του diesel.

4.2.8. ΚΑΘΑΡΗ ΜΕΘΑΝΟΛΗ ΓΙΑ ΤΟΝ ΚΥΚΛΟ DIESEL

Το σχέδιοί παρουσιάζει την βασική αρχή αυτής της μετατροπής σε αυτό το σύστημα.Η μεθανόλη εισάγεται στον θάλαμο καύσης μέσω δύο

χωρισμένων προσβάσεων.Απο την μία η μεθανόλη περνάει μέσω της

πολλαπλής εισαγωγής πάνω από έναν εναλλάκτη θερμότητας αργιλίου

(h=70%) που θερμαίνεται σε 400 °C. Απο την άλλη η υπόλοιπη

μεθανόλη με το καστορέλαιο 2% ως πρόσθετη ουσία εγχέεται στον

θάλαμο καύσης. Στην πρώτη πρόσβαση, ο διμεθυλικός αιθέρας

παράγεται από τη μεθανόλη. Το DME αντιδρά σε μια κανονική

θερμοκρασία συμπίεσης μηχανών diesel και αυξάνει τη θερμοκρασία

αερίου επάνω από τις θερμοκρασίες ανάφλεξης της μεθανόλης. Ενεργεί ως πιλοτικό καύσιμο Στη δεύτερη πρόσβαση, καμία πρόσθετη ουσία

στη μεθανόλη δεν πρόκειται να μετατραπεί στο DME. Το καστορέλαιο

2% προστίθεται προκειμένου να βελτιωθεί η λίπανση. Σε αυτό το σύστημα, η θερμική αποδοτικότητα είναι καλύτερη από αυτή του diesel. Επιπλέον, η περίοδος καθυστέρησης ανάφλεξης μειώνεται, η οποία

οδηγεί σε μια μείωση του ποσοστού της αύξησης πίεσης. Αυτό σημαίνει ότι η μηχανή δεν έχει κανέναν κίνδυνο για κρουστίκη καύση και έχει μια

ομαλότερη καύση. Συγχρόνως, η μέγιστη πίεση είναι 18% υψηλότερη

από αυτή του diesel. Ευτυχώς, αυτό μπορεί να αντισταθμιστεί με την

καθυστέρηση του συγχρονισμού εγχύσεων. Το πρόβλημα αυτής της μετατροπής είναι ότι η μετατροπή DME γίνεται φτωχή σε υψηλή

ταχύτητα και σε χαμηλά φορτία λόγω των πτώσεων της θερμοκρασίας

αερίου εξάτμισης.Η αρχική ροή (DME) που είναι κρίσιμη εξαρτάται από

το φορτίο και την ταχύτητα και λιγότερο από την θερμοκρασία. Στις

υψηλές ταχύτητες, μία αντλιά καυσίμου φροντίζει για την παροχή καυσίμου.

4.2.9 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΤΗΣ L195 ΜΗΧΑΝΗΣ DIESELΗ μηχανή L195diesel, που χρησιμοποιείται ευρέως για ποικίλα

οχήματα, συμπεριλαμβανομένων των μικρών τρακτέρ, είναι μια πολύ

δημοφιλής μηχανή . Ο πίνακας 15 παρουσιάζει τις προδιαγραφές L195 της μηχανής.

Η αλκοόλη έχει χαμηλό αριθμό δεκαεξανίου,υψηλό αριθμό οκτανίου, υψηλή θερμοκρασία αυτοανάφλεξης,υψηλή λανθάνουσα θερμότητα

εξάτμισης και χαμηλό επίπεδο αξίας θέρμανσης. Εξ’αιτίας των

ανωτέρω λόγων, το αρχικό σύστημα καυσίμων diesel θα διατηρηθεί όταν μετατραπεί αυτή η μηχανή diesel στα καύσιμα μίγματος

αιθανόλης/αλκοόλης. Σε αυτό το σύστημα, τα καύσιμα diesel παρείχαν

μια πιλοτική-φλόγα για την αλκοόλη που θα εισερχόταν μέσω της πολλαπλής εισαγωγής με τη βοήθεια ενός εξαερωτήρα που

κατασκευάζεται συγκεκριμένα για να χειριστεί την αιθανόλη. Επιπλέον, ένας εναλλάκτης θερμότητας απαιτείται προκειμένου να θερμανθεί ο

αέρας που ρέει στον εξαερωτήρα. Κατ' αυτό τον τρόπο, δεν είναι απαραίτητο να αλλαχτεί η αρχική αναλογία συμπίεσης. Αυτό το

σύστημα, επίσης γνωστό ως σύστημα "υποκαττνισμού" επιλέχτηκε

επειδή η υψηλή αναλογία συμπίεσης της μηχανής θα παρείχε καλές

συνθήκες για την ανάφλεξη του diesel ακόμη και με την παρουσία ψυχρής μάζας αέρα/αιθανόλης Συγχρόνως, ο έλεγχος ταχύτητας της

μηχανής πρέπει να τροποποιηθεί προκειμένου να διατηρηθεί ένα ιδανικό ποσοστό πετρελαίου. Η διαμόρφωση της μηχανής 1195μετά

από τη μετατροπή παρουσιάζεται στο σχέδιο 1.

4.3.1. ΓΕΝΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ ΤΗΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗΣ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ

Πίνακας 15 προδιαγραφών της μηχανής L195

1. Τύπος μηχανήςτέσσερα κτυπήματα, ανάφλεξη συμπίεσης

2. Displacement (cm)

3. Bore/Stroke(mm/mm)

4. Αναλογία συμπίεσης

815

95/115

21

70

5. Κανονική ταχύτητα (RPM) 2000

6. 12 hr. βαθμολογημένη δύναμη

(KW)

8.826

Συγκεκριμένη κατανάλωση

'καυσίμων (k/kwh)

< 257

8. Τύπος αντλίας diesel BFGIAK 85

9. Τύπος εγχυτήρα ZS4S1

10. Περίοδος

ανάφλεξης (°CA)καθυστέρησης

4.3.2 Ο ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΚΑΙ Η ΕΠΙΛΟΓΗ ΤΟΥ ΕΞΑΕΡΩΤΗΡΑ

Ένας εξαερωτήρας, δηλαδή το MBB/to WEBER, αγοράστηκε από τη

Βραζιλία.Είχε επικαλυφθεί με νικέλιο και χρησιμοποιήθηκε στη Βραζιλία για οχήματα που κινούνται με καύση αλκοόλης. Ο εξαερωτήρας

εγκαταστάθηκε στην πολλαπλής εισαγωγή.Ο εξαερωθητήραςμανταρίστηκε σε μια νέα αξία. Το αρχικό μέγεθος του εξαερωθητήρα

(195 χιλ.) απορρίφθηκε και ένας μικρότερος από 150 χιλ. εγκαταστάθηκε.Ο ιδανικός σε μέγεθος εξαερωθητήρας μπορεί να

υπολογιστεί από τον τύπο που ακολουθεί; ds=(4Gf/ ^UsVftPf) '̂^

Στον όποιο έχουμε τα εξής:

ds- μέγεθος του κύριου Εξαερωθητήρα, mm.Gf- οπτικό ποσό εγχύσεων καυσίμων όταν ο εξαερωτήρας είναι μανταρισμένος Kg/s

Vf ,- θεωρητική ταχύτητα των καυσίμων στον κύριο εξαερωθητήρα, m/sUs - όγκος του συντελεστή ροήςPf- πυκνότητα της αιθανόλης, Kg/m ^

Σχέδιο.1. Η διαμόρφωση της μηχανής L195 μετά αττό τη μετατροττή

1. Εξαερωτήρας2. Εναλλάκτης θερμότητας3. Μττουλόνι ελέγχου πετρελαίου diesel i4. Σύνδεσμος επιταχυντών5. Πολλαπλή ψυχρού αέρα στον Εναλλάκτη θερμότητας6. Πολλαπλή εξαερωτήρων καυτού αέρα7. Πολλαπλή καυσαερίων8. Πολλαπλή εισαγωγής9. Πολλαπλή παράκαμψης ψυχρού αέρα10. Φίλτρο αέρα

4.3.3. ΕΠΙΛΟΓΗ ΤΟΥ ΕΝΑΛΛΑΚΤΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

Ο εναλλάκτης θερμότητας είναι ένα βασικό κομμάτι του εξοπλισμού σε

οποιαδήποτε σύγχρονη μηχανή αλκοόλης. Η υψηλή λανθάνουσα

θερμότητα της εξάτμισης της αλκοόλης αναγκάζει μάζα αέρα-καυσίμου

να ψύχθεί σε υπερβολικά χαμηλές θερμοκρασίες μέσα στην πολλαπλή

εισαγωγής, εξασθενίζοντας την καύση. Για να αντισταθμίσει την πτώση

στη θερμοκρασία, ένας εναλλάκτης θερμότητας εγκαταστάθηκε στην

πολλαπλή εξάτμισης της μηχανής για να ανακτήσει τη θερμότητα που

απορροφάται και για να μεταφέρει αυτήν την θερμότητα στο ρεύμα

αέρος της εισαγωγής. Αυτό αναγκάζει τη αναλογία αέρα/καυσίμου να

αυξήσει τη θερμοκρασία της και επομένως ένα καλό ποσοστό της

αλκοόλης εξατμίζεται, καθιστώντας την καύση πιθανότερη να εμφανιστεί σε ένα μεγαλύτερο ποσοστό κατα την λειτουργία της μηχανής. Ο εναλλάκτης θερμότητας έγινε στη Νέα Ζηλανδία, όπου ήταν

χρησιμοποιημένος επιτυχώς στις μηχανές αλκοόλης.

Εναλλάκτης θερμότητας

Η αρχή του εναλλάκτη θερμότητας είναι πολύ απλή. Μια σειρά ράβδων

χαλκού διαπερνά την επιφάνεια σύνδεσης μεταξύ της πολλαπλής κρύου

αέρα του εναλλάκτη θερμότητας και της πολλαπλής εξάτμισης της

μηχανής. Κατ' αυτό τον τρόπο, η θερμότητα από τον αέρα εξάτμισης

μεταφέρεται στις ράβδους χαλκού. Εν τω μεταξύ, οι ράβδοι χαλκού

περνούν τη θερμότητα στον κρύο αέρα μέσα στον εναλλάκτη θερμότητας.

4.3.4 ΣΧΕΔΙΟ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΡΟΧΗΣ ΑΕΡΑ

Το αρχικό σύστημα παρσχής αέρα μετατράπηκε σε ένα εντελώς

διαφορετικό. Η νέα πολλαπλή σχεδιάστηκε, έτσι ώστε δύο χωριστές

εισαγωγές αέρα σχεδιάστηκαν.Η μία, από το φίλτρο αέρα στην

πολλαπλή εισαγωγής, χρησιμοποιείται για το πετρέλαιο diesel. Και η

άλλη, από το φίλτρο αέρα, στον εναλλάκτη θερμότητας και από τον

εναλλάκτη θερμότητας πίσω στην πολλαπλή μέσω του εξαερωτήρα χρησιμοποιείται για την αλκοόλη.

4.3.5. ΣΧΕΔΙΟ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΛΕΓΧΟΥ

Έλεγχος των ποσοτήτων πετρελαίου diesel και αλκοολών

Προκειμένου να περιοριστεί η μέγιστη ροή πετρελαίου, έγινε μια

τροποποίηση στον έλεγχο ταχύτητας της μηχανής. Ένας μακρύτερος

μοχλός εγκαταστάθηκε στον άξονα ελέγχου ταχύτητας που ελέγχει τις

αντλίες καυσίμων. Επομένως, μια εξωτερική κλίμακα έγινε έτσι ώστε, με

τη βοήθεια ενός μπουλονιού, μπορεί να μανταριστεί σε οποιοδήποτε

ποσό έγχυσης diesel, από μηδέν εώς 100%. Ένα σχέδιο του

συστήματος παρουσιάζεται στο σχέδιο 1

Σύνδεσμος επιταχυντών

Προκειμένου να ελεγχθεί το ποσό αλκοόλης που εισάγεται στον θάλαμο

καύσης της μηχανής, η ρυθμιστική βαλβίδα εξαερωτήρων συνδέθηκε με

το πεντάλ επιτάχυνσης, το οποίο ελέγχει επίσης την ταχύτητα της

μηχανής, κατά συνέπεια και την ροή πετρελαίου.Η διαδρομή του

«οδηγού» ταχύτητας περιορίστηκε σε περίπου 50% και ο σύνδεσμος

ελέγχου έγινε έτσι ώστε το diesel να επιταχύνεται πρώτα και έπειτα η

αλκοόλη.Με αυτό τον τρόπο πρόκειται να αποφύγει την κατάσβεση

φωτιάς λόγω της επίδρασης της ψύξης που η αλκοόλη θαπροκαλούσε. .

Έλεγχος ψυχρού αέρα

Εάν τα ποσά πετρελαίου που εγχέονται στον θάλαμο καύσης αλλάζουν, θα αλλάξουν επίσης την παροχή ψυχρού αέρα.Προκειμένου

να εκπληρωθεί ο ανωτέρω στόχος, μια βαλβίδα ελέγχου για τον κρύο

αέρα εγκαταστάθηκε στην πολλαπλή εισαγωγής.Το σχέδιο 2

παρουσιάζει το σύστημα ελέγχου του ψυχρού αέρα.Οι διαδικασίες

εργασίας της είναι οι ακόλουθες; Όταν η μηχανή αρχίζει, η βαλβίδα

ελέγχου για τον ψυχρό αέρα είναι συνολικά ανοικτή έτσι ώστε οι πολύ

μικρές ποσότητες αλκοόλης αναγνωρίζονται στη/ μηχανή .Μετά από

ορισμένη διάρκεια, η αεροβαλβίδα είναι κλειστή για να επιτρέψει στον

αέρα να κυκλοφορήσει από το φίλτρο μέσω του εναλλάκτη θερμότητας και έπειτα μέσω του εξαερωτήρα που σε αυτή τη φάση θα είναι πλήρως ενεργός.

Τέλος, πρέπει να σημειωθεί ότι οι ανωτέρω σωλήνες που

κατασκευάζονται από το χάλυβα συνδέονται με φλάντζες.

4.3.6. ΔΟΚΙΜΕΣ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ ΜΗΧΑΝΩΝ

Προκειμένου να είναι σε θέση να ελέγξουν την αποτελεσματικότητα της

μετατροπής, οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό της

δύναμης και των χαρακτηριστικών κατανάλωσης καυσίμων. Επειδή ένα

μέτρο αναφοράς απαιτήθηκε, η μηχανή εξετάστηκε πρώτα στην αρχική

διαμόρφωση της η οποία ήταν diesel 100%.

Σχέδιο 2. κρύος εναέριος έλεγχος

Δοκιμή με τα καύσιμα diesel 100%

Η ρυθμιστική βαλβίδα εξαερωτήρων ήταν αποσυνδεμένη και ασφαλισμένη ώστε να παραμείνει κλειστή.Η πολλαπλή κρύου αέρα

άνοιξε και η μηχανή τέθηκε σε λειτουργία.Καταγράφηκαν η δύναμη και η

ειδική κατανάλωση καυσίμου σε 2000 περιστροφές/λεπτό οι οποίες

ήταν 8,35 KW και 245,6 g/k\« h, αντίστοιχα. '*

Οι δοκιμές με το μίγμα αλκοόλης/diesel 180

Όταν η ρυθμιστική βαλβίδα του εξαερωτήρα συνδέθηκε πάλι με το

πεντάλ επιταχυντών, η μηχανή μπορούσε να λειτουργήσει. Η μηχανή

εγκαταστάθηκε αρχικά σε ένα μικρό αγροτικό τρακτέρ, και η αρχική

διαμόρφωση διατηρήθηκε. Μια δεξαμενή για την αιθανόλη

εγκαταστάθηκε στο πίσω μέρος του τρακτέρ, έτσι ώστε η αλκοόλη θα

έφθανε στον εξαερωτήρα λόγω της βαρύτητας. Καμία αντλία δεν θα

μπορούσε να χρησιμοποιηθεί δεδομένου ότι το τρακτέρ δεν έχει μπαταρία. Η μηχανή άρχισε να λειτουργεί μέσω της βαλβίδα

αποσυμπίεσης. Η μηχανή ήταν κρύα όταν άρχισε με τον επιταχυντή στο

μεσαίο σημείο,και την πολλαπλή εισαγωγής που έχει τη διατομή

συνολικά ανοικτή. Αυτό είναι απαραίτητο έτσι ώστε οι πολύ μικρές

ποσότητες αλκοόλης να αναγνωρίζονται στη μηχανή. Από τα

αποτελέσματα της δοκιμής, είναι γνωστό ότι η μηχανή αρχίζει καλά, χρειάζεται όμως λίγο περισσότερο αριθμό περιστροφών ώστε να

ομαλοποιηθεί η λειτουργία της.Αρχικά, η βαλβίδα ψυχρού αέρα είναι κλειστή για να επιτρέψει στον αέρα να κυκλοφορήσει από το φίλτρο

μέσω του εναλλάκτη θερμότητας και έπειτα μέσω του εξαερωτήρα που, σε αυτή τη φάση, θα είναι πλήρως ενεργός. Κατά τη διάρκεια των δοκιμών, διαπιστώθηκε ότι όταν η ρυθμιστική βαλβίδα ανοίγει, το ποσό

αλκοόλης είναι πάρα πολύ, ή η δύναμη μιγμάτων πάρα πολύ υψηλή. Κάποια σημάδια προανάφλεξης εμφανίζονται που θα αποφεύγονταν. Είναι απαραίτητο να ανοιχτεί η βαλβίδα ψυχρού αέρα παρακάμπτοντας την πολλαπλή προκειμένου να εισαχθεί ο πιό ψυχρός αέρας και να

μειωθεί έτσι το ποσό αέρα που περνά μέσω του εναλλάκτη θερμότητας

και του εξαερωτήρα. Αυτό μειώνει τη δύναμη μιγμάτων στο πλήρες φορτίο, το οποίο είναι αυτό που χρειάζεται.

Το σύστημα σωληνώσεων μετατροπής.

Μετά από πολλά πειράματα, διαπιστώθηκε ότι, με ανοικτή την

πολλαπλή παράκαμψης 40%-60% , η μηχανή παρουσιάζει καλύτερη απόδοση. Η δύναμη και η ειδική κατανάλωση καυσίμου σε 2000

περιστροφές/λεπτό είναι 8.502 KW, 178,3 g/KWH (χωρίς να

συμπεριληφθεί η αλκοόλη), αντίστοιχα. Η αναλογία της αλκοόλης στο diesel είναι 2; 1. Από τα αποτελέσματα της δοκιμής, μπορεί να φανεί ότι η μετατροπή είναι επιτυχής. Η μηχανή μπορεί να ξεκινήσει την

λειτουργία της καλά και η γενική απόδοσή της είναι ιδανική. Επιπλέον, η

δύναμη που εμπεριέχει το συνδυασμένο πετρέλαιο είναι υψηλότερη από αυτή του diesel.

Η cold-air πολλαπλή παράκαμψης

Αυτή τη στιγμή, ο έλεγχος είναι χειρωνακτικός, αλλά μια πρόταση για

τον αυτόματο cold-air έλεγχο δίνεται για την περαιτέρω ανάπτυξη. Ένα

σχέδιο με το προτεινόμενο σύστημα ελέγχου που χρησιμοποιεί μια

ρυθμιστική βαλβίδα που συνδέεται με τον εξαερωτήρα παρουσιάζεται στο σχέδιο 2.

Συμπέρασμα και συζήτηση

Η τεχνική της μηχανή diesel LI 95 αλκοόλης/diesel είναι και απλή και οικονομική. Όταν δεν υπάρχει καμία αλκοόλη διαθέσιμη, η μηχανή

μπορεί να χρησιμοποιήσει το πετρέλαιο diesel εύκολα.Επομένως, έχει

μια ευρεία προσαρμοστικότητα.

Ο εναλλάκτης θερμότητας μπορεί να παρέχει την ικανοποιητική

θερμότητα στην αλκοόλη, αντισταθμίζοντας κατά συνέπεια τη χαμηλή

θερμοκρασία αέρα εισαγωγής λόγω της υψηλής λανθάνουσας

θερμότητας της αλκοόλης.

Είναι εφαρμόσιμο να μετατραπεί μια μηχανή εσωτερικής καύσης ώστε

να καίει καύσιμα αλκοόλης/diesel, επειδή η μηχανή μπορεί να αρχίσει καλά και η δύναμή της είναι υψηλότερη από αυτή του πετρελαίου. Δυστυχώς, η μηχανή δεν έχει φθάσει στη αναμενόμενη δύναμη

(8.826kw).Oi λόγοι που συνέβη αυτό περιγράφονται παρακάτω.Σε αυτήν την δοκιμή, αν και ο εναλλάκτης θερμότητας παρέχει την

ικανοποιητική θερμότητα στην αλκοόλη,μια επικάλυψη αμιάντων μεταξύ

της κεφαλής κυλίνδρων και της πολλαπλής εισαγωγής αποτρέπει τη

θερμότητα από τη θερμαμένη μηχανή να είναι σε θέση να φθάσει στην

πολλαπλή εισαγώγης. Αυτό είναι ανεπιθύμητο δεδομένου ότι η

πολλαπλή χρειάζεται όλη τη θερμότητα που είναι διαθέσιμη για να

θερμάνει την πολύ δροσερή αναλογία αέρα/αλκοόλης. Αργότερα,όταν

χρησιμοποιήθηκε επικάλυψη χαλκού, η μηχανή παρουσίασε ιδανική

απόδοση κατά τη διάρκεια περισσότερο από δύο έτη λειτουργίας . Καμία διάβρωση του εξαερωτήρα δεν παρατηρήθηκε. Προκειμένου να

βελτιωθεί η απόδοση της μηχανής, είναι απαραίτητο να υπάρξει μια

καλύτερη θερμική μόνωση στο θερμαινόμενο εναλλάκτη και στην

πολλαπλή στον εξαερωτήρα. Επίσης η πολλαπλή εξάτμισης πρέπει να μονωθεί θερμικά.

Προκειμένου να εγγυηθεί ο καλός ανεφοδιασμός της αλκσόλης στον

εξαερωτήρα, είναι απαραίτητο να βρεθεί η δεξαμενή αλκοόλης όσο το δυνατόν υψηλότερα.

5. ΜΕΛΕΤΕΣ ΠΑΝΩ ΣΤΗΝ ΚΑΥΣΗ ΤΩΝ ΜΙΓΜΑΤΩΝ ΒΕΝΖΙΝΗΣ/ΑΙΘΑΝΟΛΗΣ ΣΕ ΜΗΧΑΝΕΣ ΒΕΝΖΙΝΗΣ

Οι στόχοι της μελέτης ήταν να γίνουν κατανοητές καλύτερα μερικές από

τις ιδιότητες των μιγμάτων καυσίμων, να ερευνηθεί η απόδοση της

μηχανής στα εργαστήρια και στα οχήματα υπό τους οδικούς όρους, καθώς επίσης και να μελετηθεί η επίδραση των μιγμάτων καυσίμων στα

μέρη μηχανών στη διάβρωση και τη φθορά.

5.1. ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΜΙΓΜΑΤΟΣ

5.1.1 Η ΑΡΧΙΚΗ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΩΝ ΣΥΝΔΥΑΣΜΕΝΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ

Η αρχική απόδοση της βενζίνης εξαρτάται από το forerunning σημείο

της και τη θερμοκρασία στην οποία το 10% του αποστάγματος

απελευθερώνεται. Όταν η βενζίνη αναμιγνύεται με την αλκοόλη, η

αρχική απόδοση των μιγμάτων καυσίμου εξαρτάται κυρίως από την

απόδοση εξάτμισης της αλκοόλης. Η λανθάνουσα θερμότητα της αλκοόλης είναι περίπου 216 Kcal/kg, ενώ αυτή της βενζίνης είναι 80

Kcal/kg.Ακόμη, η λανθάνουσα θερμότητα της αλκοόλης αυξάνεται με

την αναλογία του νερού στην αλκοόλη.Αυτό κάνει την αλκοόλη να

απορροφά περισσότερη θερμότητα από τη βενζίνη κατά τη διάρκεια της

εξάτμισης, μειώνοντας κατά συνέπεια την αρχική θερμοκρασία της

μηχανή και προκαλώντας δυσκολία στην έναρξη της . Η συγκεκριμένη θερμότητα της αλκοόλης είναι 0,65 Kcairkg°C σε 20°C, η οποία είναι υψηλότερη από αυτή της βενζίνης (0,58 Kcal/*Kg°C). Αυξάνεται επίσης

με την αναλογία του νερού στην αλκοόλη, που οδηγεί σε χαμηλή

θερμοκρασία στο τέλος της συμπίεσης κρούσης και καθιστά δύσκολη την έναρξη της μηχανής. Επιπλέον, το χαμηλό σημείο βρασμού της

αλκοόλης καθώς επίσης και η αύξηση της θερμοκρασίας στη μηχανή μπορεί να προκαλέσουν τη μείωση της παροχής του αέρα, και να

καταστήσουν την έναρξη της μηχανής δύσκολη. Αυτό σημαίνει ότι η αρχική απόδοση των καυσίμων μίγματος είναι χαμί^λή. Επομένως, είναι απαραίτητο να λυθεί το αρχικό πρόβλημα όταν μετατρέπεται η μηχανή βενζίνης σε μηχανή βενζίνης/αιθανόλης.

5.1.2. Ο ΑΡΙΘΜΟΣ ΟΚΤΑΝΙΟΥ ΜΙΓΜΑΤΟΣ ΚΑΥΣΙΜΩΝ

Η αλκοόλη έχει έναν υψηλό αριθμό οκτανίου, RON 110, και ΜΟΝ 90, Η

αντικρουστική εκτέλεσή της είναι καλή. Εάν η αλκοόλη περιέχει ένα

ορισμένο ποσό νερού, είναι επιθυμητό για να βελτιώσει την

αντικρουστική απόδοσή της, και ως εκ τούτου εμφανίζεται αύξηση της

αναλογίας συμπίεσης της μηχανής όταν μίγμα καυσίμου καίγεται. Εν τω

μεταξύ, ένα μίγμα αλκοόλης απαιτεί καθόλου ή μειωμένη πρόσθετη

ουσία της αντικρουστικής ουσίας, η οποία μπορεί να μειώσει την

ατμοσφαιρική ρύπανση που προκαλείται από το μόλυβδο (pb). Αλλά η

επίδραση στην αύξηση του αριθμού οκτανίου στα μίγματα καυσίμου δεν

είναι η ίδια όταν αναμιγνύεται η βενζίνη με τα διαφορετικά είδη

αλκοόλης, όπως παρουσιάζεται στα στοιχεία του πίνακα 16. Στον

πίνακα 16 φαίνεται ότι η αλλαγή στον αριθμό οκτανίου στο μίγμα

καυσίμου δεν συσχετίζεται γραμμικά με το ποσοστό της προστιθέμενής

αλκοόλης. Ένα μίγμα αλκοόλης 5%-20% έχει υψηλότερο μικτό αριθμό

οκτανίου. Αυτό σημαίνει ότι η επίδραση στην αύξηση του αριθμού

οκτανίου του μίγματος καυσίμου είναι πιό αξιοσημείωτη. Επιπλέον, όσο

χαμηλότερος είναι ο αριθμός οκτανίου βενζίνης βάσεων, τόσο πιό

αξιοσημείωτη είναι η επίδραση στην αύξηση του αριθμού οκτανίου

μίγματος καυσίμου.

Αριθμός οκτανίου, (μέθοδος μηχανών)

Οκτάνιο (Μ) Μικτό οκτάνιο (Μ)Αιθανόλη στο μίγμα (%)

a b a b

0 72.5 60.6

5 74,8 118.5

10 76.6 113.5

15 78.5 73.4 112.5 143.00

20 80.3 76.7 111.5 141.10

25 81.4 108.1 -

55 87.4 109.33

60 87.7 105.77

70 88.6 100.60

80 - 89.7 96.98

90 89.9 93.16

100 90.0 91.6 90.0 91.60

Πίνακας 16

α - τα στοιχεία σε αυτήν την στήλη είναι θεωρητικά (2) β - τα στοιχεία σε αυτήν την στήλη συλλέγονται από το εργαστήριο.

Με βάση το προηγούμενο συμπέρασμα,η επιλογή του μίγματος με περιεκτικότητα 15%-20% αλκοόλης δίνει το πλεονέκτημα στην υψηλή

αντικρουστική απόδοση της αλκοόλης να έχει σημαντικό ρόλο. Εν τω

μεταξύ εάν μια βενζίνη χαμηλής περιεκτικότητας οκτανίου

χρησιμοποιηθεί ως βάση για το μίγμα, χωρίς να προσθέσουμε

οποιοδήποτε αντικρουστικό ρευστό, μπορεί όχι μόνο να μειωθεί η

μόλυνση από το μόλυβδο, αλλά και το κόστος των καυσίμων, κάνοντας

κατά συνέπεια τη χρήση των μιγμάτων καυσίμου στη μηχανή βενζίνης

περισσότερο προσαρμόσιμη.

5.2.1. ΜΕΘΟΔΟΙ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΗΣ ΒΕΝΖΙΝΗΣ

Ένα φορτηγό με τη μηχανή βενζίνης QA 492 χρησιμοποιήθηκε ως

δείγμα. Οι μέθοδοι μετατροπής της μηχανής σχεδιάστηκαν σύμφωνα με

τις ακόλουθες απαιτήσεις. Αρχικά, η μετατροπή της μηχανής πρέπει να ικανοποιήσει τις ανάγκες των μιγμάτων καυσίμου με την αλκοόλη 15%- 20% της δοκιμής 170-180. Επιπλέον, η μετατροπή και η λειτουργία της

μηχανής πρέπει να είναι κατάλληλες και δεν πρέπει να αλλάξει πάρα

πολύ την απόδοση της αρχικής μηχανής. Σε μερικές περιστάσεις, η

μηχανή μπορεί να μεταπηδήσει στη βενζίνη αυτόματα. Επιπλέον, κατά

τη διάρκεια της λειτουργίας, η αναλογία της αλκοόλης στη βενζίνη δεν

πρέπει να κυμανθεί περισσότερο από 5%. Αφότου αναλύθηκαν μερικές

πιθανές μέθοδοι μετατροπής, υιοθετήθηκε, η μέθοδος χρησιμοποίησης

δύο θαλάμων επιπλεόντων σωμάτων ενός εξαερωτήρα Κατά τη

διάρκεια της λειτουργίας, δύο συστήματα ανεφσδιασμού καυσίμων

τροφοδοτούν την αλκοόλη και τη βενζίνη σε έναν εξαερωτήρα μέσω δύο

θαλάμων επιπλεόντων σωμάτων, αντίστοιχα. Σύμφωνα με τους

διαφορετικούς τρόπους με τους οποίους η αλκοόλη και η βενζίνη

αναμίχθηκαν, υπήρξαν προσεγγίσεις. Στην πρώτη προσέγγιση, η

αλκοόλη και η βενζίνη αναμίχθηκαν μέσα στον κύριο αεριωθούμενο

σωλήνα του εξαερωτήρα Στη δεύτερη προσέγγιση, η αλκοόλη από τον θάλαμο επιπλεόντων σωμάτων αλκοόλης μεταβιβάστηκε σε έναν νέο

κύριο αεριωθούμενο σωλήνα απέναντι από τον κύριο αεριωθούμενο

σωλήνα της βενζίνης. Κατ' αυτό τον τρόπο, η αλκοόλη εγχύθηκε μέσω

του νέου κύριου ακροφυσίου απαλλαγής. Συγχρόνως, η βενζίνη

εγχύθηκε μέσω του αρχικού κύριου ακροφυσίου εκκένωσης. Επομένως, αναμίχθηκαν μέσα στην πολλαπλή είσοδο από την διάταξη venturi στη

ρυθμιστική βαλβίδα του εξαερωτήρα. Το Σχέδιο3 παρουσιάζει σχηματική ρύθμιση των συστημάτων ανεφοδιασμού καυσίμων. Και το

Σχέδιο 4. παρουσιάζει τη δομή του εξαερωτήρα (τύπος 231) που

χρησιμοποιείται και για τις πρώτες και δεύτερες προσεγγίσεις. Σχέδιο 3. σχηματική ρύθμιση των συστημάτων ανεφοδιασμού

1 - δεξαμενή αλκοόλης2 - φίλτρο αλκοόλης3 - αντλία αλκοόλης4 - αντλία βενζίνης

5 - αίθουσα επιπλεόντων σωμάτων αλκσόλης6 - εξαερωτήρας7 - τ-σωλήνας

3 - θάλαμος περίσειας της αλκοόλης4 - έξοδος αλκοόλης5 - σωλήνας αλκοόλης6 - εισαγωγή αλκοόλης (πρώτη προσέγγιση)

Μετά από τη μετατροπή, πραγματοποιήθηκαν διάφορες δοκιμές μεταξύ

της αρχικής μηχανής και της τροποποιημένης μηχανής προκειμένου να

ερευνηθούν τα χαρακτηριστικά μηχανών, συμπεριλαμβανομένης της

απόδοσης ταχύτητας,της απόδοσης φορτίων, των αερίων εξάτμισης, της μηδενικής απόδοσης φορτίων, της διακινούμενης απόδοσης του

οχήματος,της διάβρωσης και της φθοράς.

82

5.2.2. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΗΣ ΔΟΚΙΜΗΣ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΕΙΣ

Η απόδοση ταχύτητας και του φορτίου των μηχανών παρουσιάζεται στο

Σχέδιο 5, στο σχέδιο 6, και στο σχέδιο 7,

ΣΤΑΘΕΡΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΑΝΑΛΟΓΙΑΣ ΤΗΣ ΑΛΚΟΟΛΗΣ ΣΤΗ ΒΕΝΖΙΝΗ

Από την απόδοση ταχύτητας της μηχανής, μπορεί να φανεί ότι η

απόλυτη αξία της αναλογίας της αλκοόλης στη βενζίνη κυμάνθηκε από

1 % σε 2% κάτω από ευρεία κλίμακα ταχύτητας της μηχανής και για τις

δύο προσεγγίσεις. Επιπλέον, από τις αποδόσεις φορτίου της μηχανής, μπορεί να φανεί ότι η απόλυτη αξία της αναλογίας της αλκοόλης στη

βενζίνη ποικίλλει σε κλίμακα 1.2%-2.5% από ένα μικρό ποσοστό μιας

ανοικτής ρυθμιστικής βαλβίδας στο πλήρες άνοιγμα της ρυθμιστικής

βαλβίδας είναι περίπου ίδια και για τις δύο μεθόδους θαλάμων

επιπλεόντων σωμάτων. Επομένως, δείχνει ότι η αναλογία της αλκοόλης

στη βενζίνη είναι βασικά σταθερή στις διαφορετικές ταχύτητες και στα φορτία.

k %

16

Σχέδιο 6.η απόδοση ταχύτητας μηχανών για τη δεύτερηπροσέγγιση

MgCKgm)16

260

25 0

2«

- hr)

0.27

0.25

0.23

Ne(HP)

60

50

40

30

2DX) i m (K.P.M)

Σχέδιο?, η απόδοση φορτίων μηχανών για τη δεύτερη προσέγγιση

V.

025

023

g , ( g . 0 i P h r ) ;

0.210.19

0.170.15

10 20 30 40 50(2000rpm)

5.2.3. ΔΥΝΑΜΗ ΚΑΙ ΕΙΔΙΚΗ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΚΑΥΣΙΜΩΝ

Από τις αποδόσεις ταχύτητας της μηχανής, μπορεί να φανεί ότι η

δύναμη της μηχανής που λειτουργεί με μίγματα καυσίμου είναι σχεδόν

ίδια όπως αυτή της μηχανής που καταναλώνει μόνο βενζίνη. Αν και η θερμιδική αξία της αλκοόλης είναι χαμηλότερη από αυτή της βενζίνης, η

αναλογία αέρα-καυσίμου της αλκοόλης είναι χαμηλότερη από αυτή της

βενζίνης. Έτσι οι θερμιδικές τιμές του αέρα/καύσιμου στις δύο περιπτώσεις είναι σχεδόν ίδιες. Η δοκιμή έδειξε ότι η μηχανή που

χρησιμοποιεί τα μίγματα καυσίμου, που γίνονται με τη μίξη βενζίνης σε

ποσοστό 15%-20% 170 ή παραπάνω, μπορεί να φθάσει στην αρχική

δύναμη της μηχανής.

Από τις αποδόσεις φορτίων της μηχανής, μπορεί να φανεί ότι η

συγκεκριμένη κατανάλωση καυσίμου της μηχανής κατά τη

χρησιμοποίηση των μιγμάτων καυσίμου είναι μεγαλύτερη από ότι όταν

λειτουργεί μόνο με βενζίνη.Αυτό συμβαίνει επειδή η θερμιδική αξία των

μιγμάτων καυσίμου είναι χαμηλότερη από αυτή της βενζίνης. Εντούτοις, εξαιτίας του γεγονότος ότι τα καύσιμα μίγματος έχουν έναν υψηλότερο

αριθμό οκτανίου, οι ιδιότητες καύσης βελτιώνονται ότανχρησιμοποιούνται τα μίγματα καυσίμου. Επομένως, ηαποτελεσματικότερη απόδοση των μιγμάτων καυσίμου είναι υψηλότερη

από αυτή της βενζίνης υπό όλες τις συνθήκες περιστροφής/λεπτό και φορτίου.

5.2.4. ΑΠΟΔΟΣΗ ΕΝΑΡΞΗΣ

Κενά επίπεδα πίνακα 17 μη απασχόλησης λιμένα και κύριου

ακροφυσίου απαλλαγής.

Ρυθμιστική 100% ανοίγμα της βαλβίδα έμφραξης

ανοικτός(γωνία)

11°

22.5°

100% κλείσιμο της έμφραξης

Μη Κύρια Μη Κύριααττασχόλησης απαλλαγή απασχόλησης απαλλαγή ακροφύσιο ακροφύσιολιμένων λιμένων

230

215

240

225

80

105

Πίνακας 17

Σημείωση: μονάδα, mm Η2Ο

Στην επιλογή των μεθόδων μετατροπής, το πρόβλημα έναρξης της

μηχανής έχει εξεταστεί ήδη.Όταν αρχίζει η λειτουργία της μηχανής, η

ρυθμιστική βαλβίδα του εξαερωτήρα είναι ανοικτή σε ένα μικρό

ποσοστό. Ο πίνακας 13 παρουσιάζει τα κενά επίπεδα μη απασχόλησης

λιμένα και του κύριου ακροφυσίου απαλλαγής για τη μηχανή. Τα

αποτελέσματα της δοκιμής δείχνουν ότι τα κενά επίπεδα μη

απασχόλησης λιμένα είναι πολύ πιό υψηλά από αυτά του κύριου

ακροφυσίου απαλλαγής κατά τη διάρκεια της έναρξης. Επομένως, όταν

αρχίζει η μηχανή, ο ανεφοδιασμός καυσίμων εξαρτάται από το μη

απασχόλησης λιμένα. Αυτή τη στιγμή, το κύριο ακροφύσιο απαλλαγής

σταματά σχεδόν τα καύσιμα.Αυτό σημαίνει ότι το άεργο σύστημα έχει επιπτώσεις στην απόδοση έναρξης της μηχανής.

Η απόδοση ταχύτητας της μηχανής στον άεργο όρο εξετάστηκε. Το

Σχέδιο 8 παρουσιάζει αποτελέσματα της δοκιμής. Από το σχέδιο 8, είναι γνωστό ότι η αναλογία της αλκοόλης στη βενζίνη κυμαίνεται μεταξύ 3%

και 7,5% σε 800-2000 περιστροφές/λεπτό. Η μηχανή καίει μόνο βενζίνη

κάτω από 800 περιστροφές/λετττό.Στα αποτελέσματα φαίνεται ότι τα καύσιμα που εγχέονται από τον άεργο λιμένα είναι σχεδόν βενζίνη μόνσ

σε έναν αργόρυθμο αρχικό όρο. Ως εκ τούτου, η αλκοόλη δεν έχει επίδραση στην απόδοση της μηχανής.

Επειδή δεν υπάρχει καμία αλκοόλη στο άεργο σύστημα για τη δεύτερη

προσέγγιση μετατροπής, η αλκοόλη δεν μπορεί να έχει επιπτώσεις στην αρχική απόδοση της μηχανής. Στην πραγματικότητα το φορτηγό

"Hongxing" που χρησιμοποιεί τη μηχανή δεν είχε κανένα πρόβλημα

έναρξης κατά τη διάρκεια του ταξιδιού για περισσότερα από 50000 χλμ μέσα σε δύο χειμώνες.

Σχέδιο 8 .η απόδοση ταχύτητας της μηχανής στο μη απασχόλησης όρο

KS4 15 ΙΟ

5

5.2.5. ΜΕΤΑΒΑΛΟΜΕΝΗ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΟΧΗΜΑΤΟΣ

Η μηχανή κατά τη δεύτερη προσέγγιση εγκαταστάθηκε στο

"Hongxing’Van. Το φορτηγό εξετάστηκε στο δρόμο Shenda

προκειμένου να φανεί η επιτάχυνση της μηχανής και ηκαταναλωση

καυσίμων ανά μονάδα απόστασης με σταθερή ταχύτητα. Επιπλέον, #70

μόνο η βενζίνη χρησιμοποιήθηκε στο ίδιο όχημα για να συγκριθεί με την

καύση μιγμάτων καυσίμου. Οι περίοδοι καθυστέρησης - ανάφλεξης

προσαρμόστηκαν και στις δύο περιπτώσεις.

Τα στοιχεία στη δοκιμή επιτάχυνσης παρουσιάστηκαν στον πίνακα 18. Από τον πίνακα 18, μπορεί να φανεί ότι ο χρόνος επιτάχυνσης του

οχήματος που κινείται με μίγμα καυσίμου είναι 2,94 δευτερόλεπτα

λιγότερος από αυτόν της λειτουργίας με βενζίνη. Η επιτάχυνση των

πρώτων είναι 0,04 m/s ̂ γρηγορότερη από αυτή των τελευταίων. Η

κατανάλωση καυσίμου ανά μονάδα επιτάχυνσης του οχήματος στα

μίγματα καυσίμου είναι 174.68 g/ms ^και στη βενζίνη είναι 174.83 g/m s

Τα δύο είναι σχεδόν τα ίδια.

Ιδιότητες επιτάχυνσης

Ταχύτητα(km/h)

Χρόνος (θ) Επιτάχυνση(m/s^)

Κατανάλωσηκαυσίμου(9 )

Αρχή Τέλος Β G Β G Β G R (%)

26.4 29.1 0.42 0.38 71.67 63.13 16.3

27.1 31.7 0.41 0.35 69.21 66.72 17.4

30 70 29.3 30.9 0.88 0.36 70.71 67.00 18.0

29.4 30.6 0.38 0.36 73.93 63.83 16.7

24.2 28.8 0.46 0.39 72.56 62.78 16.7

Μέσος όρος 27.28 30.22 0.41 0.37 71.62 64.69 16.6

Πίνακας 18

Σημείωση;

Β: Καύσιμα μίγματος Γ: Βενζίνη

Ρ. Αναλογία της αιθανόλης στη βενζίνη στα καύσιμα μίγματος

ο πίνακας 19 και ο πίνακας 20 παρουσιάζουν κατανάλωση καυσίμου

με σταθερή ταχύτητα του φορτηγού. Τα στοιχεία στον πίνακα 15 και τον

πίνακα 16 δείχνουν ότι η μέση κατανάλωση καυσίμσυ ανά 100 χλμ του

οχήματος που κινείται με μίγμα καυσίμου είναι 0,62 kg μεγαλύτερη από

αυτό που κινείται μόνο με βενζίνη. Η διαφορά είναι 8,16%. Ο λόγος είναι ότι η αξία θερμότητας της αλκοόλης είναι μόνο τα 2/3 της αξίας

θερμότητας της βενζίνης. Επιπλέον, η αναλογία κατανάλωσης

θερμότητας του οχήματος που κινείται με μίγματα καύσιμου είναι 3,3 kcal/km υψηλότερη από αυτή που κινείται με βενζίνη.Η διαφορά είναι μόνο 0.45%. Επιπλέον, η αναλογία της αλκοόλης στη βενζίνη

κυμαίνεται μεταξύ 18,2% - 20% σε διαφορετικές ταχύτητες, το οποίο δείχνει ότι η αναλογία είναι σταθερή.

Κατανάλωση καυσίμου του μίγματος καυσίμων με σταθερή ταχύτητα

Χρόνος Ταχύτητα Κατανάλωση (s) (km/hr) καυσίμου (g)

Ποσοστό Αναλογίακατανάλωσης κατανάλωσης

καυσίμου (kg/100 θερμότητας km) (10®cal/100

km)Αλκοόλη Βενζίνη Αλκοόλη Βενζίνη

1. 120.5 29.87 15.58 60.40 1.56 6.04

2. 121 29.75 16.81 60.94 1.68 6.09

3. 120.8 29.81 16.20 60.7 1.62 6.07 73.46

4. 89.2 40.35 14.8 57.7 1.48 5.77

5. 90.1 39.96 15.6 60.6 1.56 6.06 -

6. 99.65 40.16 15.7 59.1 1.52 5.91 71.18

7. 72.2 49.86 13.9 57.9 1.39 5.79

Πίνακας 19

Κατανάλωση καυσίμου βενζίνης με σταθερή ταχύτητα

ποσοστάΧρόνος Ταχύτητα Κατανάλωση Κατανάλωσης

ποσοστοΚατανάλωσης

(S) (km/hr) καυσίμου (g) καυσίμου (kg/100 km)

. κατανάλωσης θερμότητας

(10®cal/100km)

1. 120.9 29.78 69.3 6.93

2. 119.6 30.1 71.2 7.12

3. 120.25 29.94 70.2 7.02 73.71

4. 89.6 40.18 67.6 6.76

5. 89.7 40.13 69.4 6.94

6. 89.65 40.16 68.5 6.85 71.93

7. 72.1 49.93 66.4 6.64

8. 72.3 49.79 65.9 ' 6.59

9. 72.2 1 49.86 ! 66.2 6.62 ■ 69.51

10. I 59.6 1 60.4 1 68.2 6.82

11. 1 59.1 1 60.91 1 69.1 6.91

12. 59.35 60.66 68.6 6.86 72.03

13. 51.2 70.31 74.8 7.48

14. 51.6 69,77 76.4 7.64

Μέσος 51.4 70.04 75.6 7.56 79.38

Πίνακας 20

5.3.1. Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΜΙΓΜΑΤΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΚΑΙ ΦΘΟΡΑ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΗΣ

Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας της μηχανής, τα μεταλικά μέρη των

στοιχείων της μηχανής, λόγω της φθοράς, εισάγονται στο λιπαντικό. Σύμφωνα με την θεωρία, το ποσό των μεταλικών μερών που

κατακάθονται στο λιπαντικό συνδέονται με τη φθορά των στοιχείων της μηχανής. Επομένως, η φθορά της μηχανής μπορεί να υπολογιστεί με τη

μέτρηση της περιεκτικότητας σε σίδηρο στο υπόλειμμα λαδιού στη μηχανή. Τα στοιχεία μηχανών που είναι εύκολο να φθαρούν είναι τα

δαχτυλίδια και τα τοιχώματα των κυλίνδρων. Στη μελέτη μας, η φθορά

της μηχανής που λειτουργεί με μίγμα καυσίμου υπολογίστηκε με τη

μέτρηση της περιεκτικότητας σε σίδηρο στο υπόλειμμα λαδιού στη

μηχανή αφότου είχε ταξιδέψει ένα αυτοκίνητο μια ορισμένη απόσταση

σε μίλια. Το αποτέλεσμα συγκρίθηκε έπειτα με αυτό της μηχανής η οποία καταναλώνει βενζίνη. Συγχρόνως, το κινηματικό ιξώδες και η

όξινη αξία του υπολείμματος λαδιού στις δύο περιτττώσεις εξετάστηκαν

επίσης προκειμένου να καθοριστεί η διάβρωση της μηχανής. Τα

στοιχεία δοκιμής παρουσιάζονται στον πίνακα 21, πίνακα 22 και τον

92

πίνακα 23. Ο πίνακας 21, ο πίνακας 22 και ο πίνακας 23 παρουσιάζουν

την περιεκτικότητα σε σίδηρο στο πετρέλαιο υπολειμμάτων, το

κινηματικό ιξώδες και όξινη αξία, αντίστοιχα. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η περιεκτικότητα σε σίδηρο στο υπόλειμμα λαδιού ενός αυτοκινήτου

που χρησιμοποιεί τα μίγματα καυσίμων ήταν χαμηλότερη από αυτή του

αυτοκινήτου που χρησιμοποιεί τη βενζίνη. Επιπλέον, το κινηματικό

ιξώδες και η οξύτητα του υπολείμματος λαδιού στις δύο περιπτώσεις

ήταν σχεδόν τα ίδια, δείχνοντας ότι η αλκοόλη δεν είχε συμβάλει στην

αραίωση και την όξυνση του λαδιού περισσότερο από την ίδια την βενζίνη. Εκτός αυτού, η μέγιστη φθορά των στοιχείων της μηχανής που

καίει το μίγμα καυσίμων ήταν 0,05 χιλ. και 0,07 χιλ. κατά την

κατεύθυνση της διαμέτρου αφού διένυσαν απόσταση 25000 χλμ και 51000 χλμ, αντίστοιχα. Η μέση μέγιστη φθορά κυλίνδρου της μηχανής

στην κατεύθυνση της διαμέτρου ήταν 0,014 χιλ. που ήταν χαμηλότερο

από τυπικό ποσοστό φθοράς. Παραδείγματος χάριν, το μέσο μέγιστο

ποσοστό φθοράς ανά 10000 χλμ της μηχανής βενζίνης QA 492 είναι 0.0296 χιλ. που μετριέται από ένα εργοστάσιο συντήρησης οχημάτων. Όλα τα παραπάνω αποτελέσματα δείχνουν ότι τα συνδυασμένα

καύσιμα με αλκοόλη 15%-20% της δοκιμής 170-180 δεν έχουν καμία προφανή επίδραση στη διάβρωση και τη φθορά της μηχανής.

Περιεκτικότητα σε σίδηρο, στα υπολείμματα λαδιού

Απόσταση (km) Συγκέντρωση Συγκέντρωση σεσιδήρου στη μηχανή σίδηρο που που χρησιμοποιεί χρησιμοποιεί το μίγμα καυσίμων βενζίνη

Καύσιμα Βενζίνη Σύνολο ppm/1000km Σύνολο ppm/1000kmμίγματος (ppm) (ppm)

1. 4400 7700 58 13.18 : 223 28.96

2. 4400 4300 55 12.50 215 50.00

3. 5000 4700 35 7.00 115 ' 24.47

4. 4600 4100 122 26.52 Γ r ' 169 i 41.20

5. 4600 4600 224 48.70 143 31.09

6. 4300 5300 190 44.19 129 24.34

: 14500 Γ- 121 26.89

i 1

! 8. 4700 - 1 125 26.60 1 1Μέσοςόρος

116.25 25.70 165.67 1 33.35

Πίνακας 21

Κινηματικό ιξώδες του λαδιού

Αττόσταση (km) Κινηματικό ιξώδες (40°C, 10 ®mys) λιπαντικού

Με χρησιμοττοίηση του Με χρησιμοποίηση μίγματος βενζίνης της βενζίνης

1. 4600 95.7

2. 4600 109

3. 4300 92.39

4. 4300 102.7

5. 4700 89.6

6. 4100 90.73

Μέσος 99.03 94.34

όρος

Πίνακας 22

Οξύτητα των υπολειμμάτων λαδιού

Απόσταση(km)

Οξύτητα (mg KOH/g)

Με χρησιμοποίηση του μίγματος καυσίμου βενζίνης

Με χρησιμοποίηση βενζίνης

1. 4600 0.50

2. 4600 0.69

3. 4300 0.51 -

4. 4300 0.41

5. 4700 0.69

6. 4100 0.60

Average 0.57 0.57

Πίνακας 23

5.4.1. Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΜΙΓΜΑΤΟΣ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΣΤΑ ΚΑΥΣΑΕΡΙΑ

Γενικά, τα καυσαέρια της μηχανής σε ιδανικές συνθήκες μπορούν να

μετρηθούν ως δείγματα αερίων. Εντούτοις, η τροποποιημένη μηχανή

δεν παράγει σχεδόν καθόλου αλκοόλη όταν περιστρέφεται με αργούς

ρυθμούς. Ως εκ τούτου, τα καυσαέρια μετρήθηκαν σε 550

περιστροφές/λεπτό. Μετρήθηκαν η περιεκτικότητα σε HC και σε

κοβάλτιο. Όταν η καύση στις μηχανές γίνεται με μίγμα καυσίμου, η

περιεκτικότητα σε HC και κοβαλτίου είναι 500 PPM και 6,8%, αντίστοιχα. Ενώ η μηχανή που χρησιμοποιεί βενζίνη, παράγει 500 PPM

HC και κοβάλτιο βενζίνης μηχανών 6,8%. Τα στοιχεία της δοκιμής

έδειξαν ότι τα καυσαέρια της μηχανής που λειτουργεί με μίγμα

καυσίμων είναι χαμηλότερα από εκείνα της μηχανής που χρησιμοποιεί μόνο βενζίνη. Επιπλέον, τα καυσαέρια της μηχανής που λειτουργεί με μίγμα καυσίμων μπορούν να τηρούν τους κανονισμούς των ορίων

καυσαερίων.

5.5.1. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ

Η μίξη της βενζίνης με αλκοόλη 15%-20% της δοκιμής 170-180 είναι μια

κατάλληλη επιλογή για τη διάδοση της χρήσης των μιγμάτων καυσίμων στη μηχανή βενζίνης.

Καίγοντας ένα μίγμα βενζίνης με χαμηλή περιεκτικότητα σε οκτάνιο και αλκοόλης χαμηλής αξίας μπορούν όχι μόνο να εκμεταλευτούν της

μεγάλης περιεκτικότητας οκτανίων της αλκοόλης αλλά και να μειώσουν το κόστος καυσίμων.

Καμία αξιόλογη διάβρωση και αφύσικη φθορά στα κύρια μέρη της μηχανής δεν παρατηρήθηκαν.

Όταν μια μηχανή βενζίνης μετατρέπεται σε μηχανή που χρησιμοποιεί μίγμα αλκοόλης/βενζίνης, είναι κρίσιμο να διατηρηθεί η σταθερότητα της αναλογίας μεταξύ της αλκοόλης και της βενζίνης κατά τη διάρκεια της λειτουργίας της μηχανής.

Οι μετατροπές των δύο προσεγγίσεων είναι απλές. Είναι εύκολο να

ελεγχθεί η μηχανή. Το κόστος της μετατροπής είναι χαμηλό. Και η

απόδοση μηχανών είναι ικανοποιητική και σταθερή. Συγχρόνως, η

μηχανή μπορεί να μεταπηδήσει στη βενζίνη μόγο όταν δεν υπάρχει καμία αλκοόλη διαθέσιμη.

5.5.2. ΠΕΡΙΒΑΝΤΟΛΛΟΓΙΚΕΣ ΕΚΤΙΜΗΣΕΙΣα)Για την μεθανόλη

Η μεθανόλη έχει τη δυνατότητα να μειώσει τις εκπομπές αερίου

θερμοκηπίου αλλά θα πρέπει να παραχθεί από τη βιομάζα για να έχει μια πιθανή συμβολή. Η μεθανόλη που προέρχεται από το φυσικό αέριο

και χρησιμοποιεί την τρέχουσα τεχνολογία προσφέρει στην καλύτερη

περίπτωση μόνο ένα μικρό όφελος εκπομπής αερίου θερμοκηπίου

πέρα από τη βενζίνη.

Αν και οι εκπομπές του κοβαλτίου, οι υδρογονάνθρακες και τα οξείδια

αζώτου είναι χαμηλότερα στα αυτοκίνητα μεθανόλης, καυσαέρια αυτών

των οχημάτων περιέχει περισσότερη φορμαλδεϋδη, μια γνωστή

καρκινογόνος ουσία. Η μεθανόλη μπορεί επίσης να οδηγήσει σε

μεγαλύτερες άκαυτες εκπομπές καυσίμων της μεθανόλης και του

μεθανίου που, εντούτοις, συνήθως υποβιβάζονται ευκολότερα από τους

άκαυτους υδρογονάνθρακες. Το μεθάνιο είναι ένα σημαντικό αέριο

θερμοκηπίου. Κατά την καύση, η μεθανόλη δεν παράγει ούτε μόρια

αιθάλης,ούτε οξείδια θείου. Παράγει επίσης τα λιγότερα οξείδια αζώτου

από οποιαδήποτε άλλα καύσιμα.

β)Για την αιθανόλη

Μια θετική περιβαλλοντική πτυχή είναι ότι η αιθανόλη είναι ένας

ανανεώσιμος πόρος, αντίθετα από το πετρέλαιο, το αέριο ή τον

άνθρακα, και μπορεί σε μερικές περιπτώσεις ακόμη και να παραχθεί από τα απόβλητα.

Εντούτοις, υπάρχουν μειονεκτήματα:

Σαν αλκοόλη, η αιθανόλη περιέχει την ομάδα (ΟΗ) υδροξυλίου, που της

δίνει μια υψηλή συγγένεια με το νερό και που το καθιστά δυσκολότερο

να χωρίσει από το νερό. Αυτό μπορεί να προκαλέσει περιβαλλοντικά

προβλήματα, π.χ. εάν ένα μίγμα αιθανόλης/βενζίνης ανατραπεί σε μια

μικρή κοίτη ή έναν αγωγό, η βενζίνη μπορεί να είναι σε θέση να είναι ορατή και να περισυλλεγεί αλλά η αιθανόλη θα διαλυθεί και θα είναι σχεδόν αδύνατη να περισυλλεγεί. Η αιθανόλη είναι εντούτοις, βιοδιασπάται ευκολότερα ή αραιώνεται στις μη ταξικές συγκεντρώσεις από ότι η βενζίνη.

Επειδή η αιθανόλη παράγεται από τις συγκομιδές, μεγάλες περιοχές

του εδάφους απαιτούνται για την παραγωγή της. Στην Αυστραλία, παραδείγματος χάριν, έχει υπολογιστεί ότι το ποσό εδάφους που είναι εύκολα διαθέσιμο θα παρείχε μόνο 10% των αναγκών καυσίμων μας.

Ενώ οι εκπομπές κοβαλτίου μειώνονται με τα καύσιμα αλκοόλης, οι αλδεύδες, που ενοχλούν τα μάτια, αυξάνονται.

Όπως με τη μεθανόλη, η πιθανή αποταμίευση αερίου θερμοκηπίου

εξαρτάται από το αέριο πετροχημικής βιομηχανίας και τη διαδικασία

που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή. Οι πλήρεις εκπομπές αερίου

του θερμοκηπίου των κύκλων καύσης της αιθανόλης εκτιμήθηκε ότι κυμαίνονται από 30 - 180% από τον αραβόσιτο και 0 -115% από το ξύλο, των εκπομπών από τη βενζίνη που αντικαθιστά. Μόνο το CO2

από τη διαδικασία καύσης είναι παρόμοιο για τα κοινά καύσιμα και το

μίγμα βενζίνης αλκοόλης σε ένα ενεργειακό ισοδύναμο επίπεδο.

6.ΤΟ BIODIESEL ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ

6.1 Η ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΠΟΛΙΤΕΙΑ ΓΙΑ ΤΑ ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ

ΜΙΑ ΕΠΙΘΕΤΙΚΗ ΠΟΛΙΤΙΚΗ ΓΙΑ ΤΗ ΒΙΟΜΑΖΑ ΚΑΙ ΤΑ ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ

Γεώργιος Σαλαγκοΰδης /Υφυπουργός Ανάπτυξης

Κυρίες και Κύριοι,Είναι ιδιαίτερη η χαρά μου που μου δίνεται η ευκαιρία να παρουσιάσω σε ένα απαιτητικά ακροατήριο άπως το δικά σας, την πολιτική της νέας Κυβέρνησης για τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας και ειδικάτερα για τη βιομάζα και τα βιοκαύσιμα, και να σας διαβεβαιώσω ότι η ανάπτυξη των ΑΠΕ αποτελούν πολιτική προτεραιότητα για τη νέα Κυβέρνηση.Οι ΑΠΕ εξυπηρετούν ταυτόχρονα μία σειρά πολιτικών στόχων που είνοι κρίσιμης σημασίας για τη χώρα:1. Εξυπηρετούν πρώτα από όλα το στόχο της περιβαλλοντικής προστασίας, στα πλαίσια των διεθνών δεσμεύσεων της Ελλάδας,2. Συμβάλλουν στην Περιφερειακή Ανάπτυξη και την τοπική απασχόληση λόγω του αποκεντρωμένου χαρακτήρα τους,3. Αποτελούν μέσο εισόδου ξένων επενδύσεων οι οποίες συμβάλλουν στη

98

διεθνοποίηση της ελληνικής οικονομίας και όρο στην ενίσχυση της θέσης της χώρας στη διεθνή σκηνή.4. Βοηθούν στη μείωση της εξάρτησης της χώρας από εισαγόμενη ενέργεια.Όπως γνωρίζετε η Νέα Δημοκρατία επεξεργάστηκε και παρουσίασε στον ελληνικό λαό ένα σαφές πρόγραμμα συγκεκριμένων δεσμεύσεων για όλους του τομείς. Είναι η πρώτη φορά που στον προγραμματικό λόγο ενός πολιτικού κόμματος, οι ΑΠΕ απόκτησαν θέση ισότιμη δίπλα στους άλλους ενεργειακούς τομείς του ηλεκτρισμού, του φυσικού αερίου και των υγρών καυσίμων. Η Νέα Δημοκρατία δεσμεύτηκε ιδιαίτερα στο πρόγραμμά της για την αξιοποίηση των βιοκαυσίμων.Αυτή την πολιτική και ηθική δέσμευση για την προώθηση των ΑΠΕ, η Κυβέρνηση θα την τηρήσει κατά γράμμα και με ενθουσιασμό.Συναισθανόμαστε την ευθύνη που έχουμε αναλάβει διότι γνωρίζουμε ότι απαιτείται σκληρή δουλειά πλέον, για να προσεγγίσουμε τους στόχους και τις διεθνείς μας δεσμεύσεις όσον αφορά τη διείσδυση των ΑΠΕ και τη συγκράτηση των αερίων ρύπων.Είναι προφανές ότι για να υπάρξουν ελπίδες επίτευξης των στόχων αυτών απαιτείται δράση τώρα. Απαιτείται μια ολοκληρωμένη και ορθολογική ενεργειακή πολιτική, πολιτική παρεμβάσεων και κινήτρων με σαφή στόχευση και προτεραιότητες.Μια πολιτική που θα φιλοδοξεί να επιβραδύνει την κλιματική αλλαγή, δεν μπορεί να θίγει την οικονομική ανάπτυξη. Επομένως πρέπει να στοχεύει στην προώθηση της καινοτομίας και των δομικών αλλαγών και να οδηγεί σε πιο αποδοτικά συστήματα παραγωγής και επομένως σε βελτίωση της ανταγωνιστικότητας. Πρέπει επίσης να στοχεύει στην εξέλιξη σχετικά νέων τεχνολογικών λύσεων, όπως είναι τα βιοκαύσιμα.Η πολιτική για τις ΑΠΕ δεν μπορεί να είναι μίζερη και κοντόφθαλμη, δεν μπορεί να περιορίζεται από λογιστικά εμπόδια. Πρέπει να έχει όραμα και να κατευθύνεται στο κέντρο των προβλημάτων που εμποδίζουν σήμερα την πλήρη ανάπτυξή τους.

1. Ανεξάρτητα από το είδος της ΑΠΕ (αιολική, ηλιακή κλπ.) πρέπει να έχουμε πάντα στο μυαλό μας ότι ένα θεμελιακό εμπόδιο είναι η ίδια η δομή και φύση του αναπτυξιακού μας μοντέλου. Το οικονομικό και κοινωνικό μας σύστημα βασίζεται σε κεντρική ανάπτυξη συμβατικών ενεργειακών μορφών και κυρίως ηλεκτροπαραγωγή.

2. Ωστόσο το σημαντικότερο πρόβλημα για τις ΑΠΕ είναι οι(ί:ονομικό □ χρηματοδοτικό. Πρόκειται για επενδύσεις έντασης κεφαλαίου, οι οποίες σε τελευταία ανάλυση αντιμετωπίζουν αθέμιτο ανταγωνισμό από τις συμβατικές ενεργειακές μορφές λόγω των πολλαπλών επιδοτήσεων των τελευταίων κατά το παρελθόν αλλά και του μη συνυπολογισμού του περιβαλλοντικού κόστους στις τιμές των καυσίμων. Ο στόχος του 20% θα απαιτήσει για την επόμενη δεκαετία δέσμευση σημαντικών κεφαλαίων που συνολικά αγγίζουν το 1,5 τρις. Δρχ. και την αξιοποίηση τεράστιος τεχνογνωσίας. Ο ρόλος των ξένων επενδύσεων στο σημείο αυτό είναι καθοριστικός.

3. Τέλος, ένα σημαντικό πρόβλημα πολιτικής που πρέπει να προωθηθεί σε ευρωπαϊκό, εθνικό και τοπικό επίπεδο είναι η προσαρμογή των χωροταξικών σχεδίων και διατάξεων χρήσης γης ώστε να δίνεται σαφής προτεραιότητα στην εγκατάσταση έργων ΑΠΕ. Η φύση και το μέγεθος του περιβαλλοντικού προβλήματος είναι τέτοιο που επιβάλει την εισαγωγή κριτηρίων εθνικού σχεδιασμού στις διαδικασίες χωροτακτικής και περιβαλλοντικής οδειοδότησης.

Ειδικά για τη Βιομάζα, πρέπει να εντοπίσουμε το πρόσθετο πρόβλημα της οργάνωσης αποτελεσματικών μηχανισμών συλλογής και διαχείρισης. Οι μηχανισμοί αυτοί είναι κρίσιμοι, διότι εξασφαλίζουν την απρόσκοπτη τροφοδοσία ενός σταθμού βιομάζας με πρώτη ύλη, που αποτελεί βασική προϋπόθεση εξέτασης ενός έργου από επενδυτική σκοπιά.Δυστυχώς όλα αυτά εισπράττονταν μέχρι σήμερα από την Ελληνική Πολιτεία ως μακρινός απόηχος που πιθανόν να μας απασχολήσει μετά από κάποια χρόνια. Πρέπει όμως να συνειδητοποιήσουμε ότι, έστω και αν χώρες - όπως η Γερμανία, η Δανία και η Ισπανία που έχουν αναπτύξει σχεδόν πλήρως το αιολικό τους δυναμικό ή η Σουηδία, η Αυστρία και η Φιλανδία που απολαμβάνουν σημαντικό ποσοστό διείσδυσης ΑΠΕ χάρη στο υδάτινο και δασικό δυναμικό τους □ μπορούν πιθανόν να συζητούν επιβράδυνση της υποστήριξης στις ΑΠΕ, θα είναι εγκληματικό για τη χώρα μας η απαυσία μιας επιθετικής και ουσιαστικής πολιτικής προώθησης των ΑΠΕ, όπως αυτή που βιώνουμε σήμερα.Πριν από μερικές ημέρες πραγματοποιήθηκε στη Βόννη η παγκόσμια διακυβερνητική διάσκεψη για τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας που συγκάλεσε η Γερμανική Κυβέρνηση. Η Ελλάδα συμμετείχε ενεργά στις διαδικασίες. Γνωρίζω ότι η τελική πολιτική δήλωση πιθανόν να μην ικανοποίησε πλήρως τις Μη Κυβερνητικές Οργανώσεις. Ωστόσο, θεωρώ εξαιρετικής σημασίας το πολιτικό γεγονός ότι 154 Κυβερνήσεις από όλο τον πλανήτη, συνεδρίαζαν για 4 ημέρες με αποκλειστικό θέμα τις ΑΠΕ και κατέληξαν σε μία ομόφωνη πολιτική δήλωση όπου εκφράζουν το όραμα τους για μέγιστη συμμετοχή των ΑΠΕ στο παγκόσμιο ενεργειακό ισοζύγιο και για πρόσβαση 1 δις. ανθρώπων στον ηλεκτρισμό μέσω ΑΠΕ.Η εξέλιξη των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ) στην Ελλάδα τα τελευταία χρόνια δεν ήταν αυτή που έπρεπε. Αυτό οφείλεται κυρίως στην έλλειψη μακροπρόθεσμου σχεδιασμού και συντονισμού και στην απουσία μιας σταθερής και ισχυρής πολιτικής βούλησης. Οι διαρκείς παλινωδίες συνέβαλαν στην αποτυχία προσέλκυσης ξένων κεφαλαίων που είναι απαραίτητα για την πλήρη ανάπτυξη της αγοράς ΑΠΕ στη χώρα μας εντός της δεκαετίας. Είναι χαρακτηριστικό ότι πλην ελάχιστων εξαιρέσεων η Ελλάδα δεν κατόρθωσε να προσελκύσει πραγματικά μεγάλους επενδυτές από την ευρωπαϊκή και διεθνή αγορά ΑΠΕ.Στα πλαίσια αυτά, η Κυβέρνηση είναι αποφασισμένη να εφαρμόσει μία επιθετική πολιτική για την προώθηση των ΑΠΕ. Οι βασικοί άξονες αυτής της πολιτικής είναι οι ακόλουθοι: ^

1. Απαιτούνται αποτελεσματικοί μηχανισμοί ενίσχυσης των ΑΠΕ στο πλαίσιο της απελευθερωμένης αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Η εγγυημένη σταθερή και ελκυστική τιμή αγοράς της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από ΑΠΕ, η απόλυτη προτεραιότητα της πράσινης ηλεκτρικής ενέργειας κατά την κατανομή του φορτίου, η επιδότηση των επενδύσεων είναι εργαλεία που έχουν δοκιμασθεί στην πράξη, και είναι πλήρως συμβατά με την απελευθερωμένη εσωτερική αγορά όπως πρόσφατα αποφάνθηκε το ευρωπαϊκό δικαστήριο

2. Το Επιχειρησιακό Πρόγραμμα του Υπουργείου Ανάπτυξης θα αξιοποιηθεΙ πλήρως για την ενίσχυση των ΑΠΕ. Οι στόχοι μας πρέπει να είναι υψηλοί, και αυτοί χωρίς γενναίες επιδοτήσεις δεν μπορούν να εξυπηρετηθούν.Πρέπει να είναι σαφές ότι οι όλες οι ΑΠΕ έχουν την ανάγκη γενναίας δημόσιας ενίσχυσης, η οποία δεν αποτελεί στρέβλωση αλλά αποκατάσταση

του ελεύθερου ανταγωνισμού, λόγω της μη εσωτερίκευσης του εξωτερικού κόστους στις τιμές των καυσίμων.

3. Η αδειοδοτική διαδικασία πρέπει επιτέλους να απλοποιηθεί ουσιαστικά. Αύτο αφορά ιδιαίτερα την περιβαλλοντική αδειδοδότηση των έργων ΑΠΕ (έχει ανατεθεί ήδη σχετική μελέτη από τη ΡΑΕ).

4. Το ηλεκτρικό μας σύστημα θα ενισχυθεί ώστε να ανταποκριθεί στην ανάπτυξη των αποκετρωμένων μορφών ΑΠΕ. Ήδη έχουν δρομολογηθεί η επέκταση και ενίσχυση των δικτύων προς Εύβοια, Λακωνία, Ανατολική Μακεδονία και Θράκη.

5. Η ενημέρωση των τοπικών κοινωνιών, η επαφή και η συνεργασία μαζί τους, αποτελεί επίσης κρίσιμο μέτρο για την επιτυχία της πολιτικής μας.

Αποσκοπούμε στην δημιουργία μίας σταθερά αναπτυσσόμενης αγοράς ΑΠΕ, η οποία θα μπορεί να στηρίξει και την εγκατάσταση βιαμηχανικών μονάδων παραγωγής των αναγκαίων εξοπλισμών στη χώρα μας.Κυρίες και Κύριοι,Επειδή αυτή την περίοδο δουλεύουμε εντατικά στο Υπουργείο Ανάπτυξης για να υποβάλλουμε την πρώτη έκθεση για τα βιοκαύσιμα στην Ευρωπαϊκή Επιτροπή όπως προβλέπει η σχετική Οδηγία, επιτρέψτε μου να μοιραστώ μερικές ειδικότερες σκέψεις για τον τομέα αυτό.Το 2003, το Συμβούλιο της Ευρωπαϊκής Ένωσης και το Ευρωπαϊκό Κοινοβαύλιο, ενέκριναν δύο οδηγίες που αφορούσαν εναλλακτικές ενεργειακές πηγές και μείωση των αερίων του θερμοκηπίου;Την οδηγία 2003/30/ΕΚ, η οποία προωθεί τα βιοκαύσιμα, θέτοντας σταδιακούς στόχους για την κατανάλωση στον τομέα των μεταφορών.

Την οδηγία 2003/96/ΕΚ η οποία αφορά την αποφορολάγηση. Αυτή επιτρέπει στα κράτη-μέλη να ορίσουν ολική ή μερική αποφορολάγηση των βιοκαυσίμων.Η Ευρωπαϊκή οδηγία 98/70/ΕΚ για την ποιάτητα των καυσίμων των μεταφορών, επιτρέπει την πώληση βενζίνης με αιθανάλη μέχρι 5% καθώς και πετρέλαιο κίνησης με περιεκτικάτητα μέχρι 5% σε βιοντήζελ.Έτσι, το 2005, τα βιοκαύσιμα θα πρέπει να αντιπροσωπεύουν (σε θερμικά περιεχόμενο) τουλάχιστον το 2% της βενζίνης και του ντήζελ που χρησιμοποιούνται στις μεταφορές. ''Ως βιοκαύσιμα, η οδηγία ορίζει μια σειρά προϊόντων τα αποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν, δηλ. την βιοαιθανόλη, το βιοντήζελ, το βιοαέριο, τη βιομεθανόλη και άλλα.

Αυτά που έχουν όμως πρακτικό ενδιαφέρον για την Ευρώπη και την Ελλάδα, κυρίως απά πλευράς παραγωγής και διαθεσιμάτητας, είναι η βιο-αιθανόλη για τις βενζίνες και το βιοντήζελ για το πετρέλαιο κίνησης.Η οδηγία 30 του 2003, ορίζει ως Εθνικούς ενδεικτικούς στάχους για τη χρήση των βιοκαυσίμων, το 2% του συνόλου των καυσίμων μεταφορών για το έτος 2005, το οποίο σταδιακά θα ανέλθει στο 5,75 % το έτος 2010.Ο κυριότερος λόγος που οδήγησε την Ευρωπαϊκή Ένωση στην εισαγωγή των βιοκαυσίμων στις μεταφορές ήταν - και παραμένει □ η σταδιακή απεξάρτηση από το πετρέλαιο. Όλοι ζούμε αυτές τις ημέρες τις οικονομικές συνέπειες αυτής της εξάρτησης. Όλες οι χώρες, καθώς και οι εμπλεκόμενοι φορείς και εταιρίες, έχουν ήδη θέσει τέτοιους στόχους χρήσης εναλλακτικών πηγών ενέργειας και απεξάρτησης

από το πετρέλαιο. Η Ελλάδα δεν θα αποτελέσει εξαίρεση και τάσσεται υπέρ της χρήσης των βιοκαυσίμων.Ο δεύτερος λόγος είναι η δυνατότητα εναλλακτικών καλλιεργειών από τους αγρότες. Τα βιοκαύσιμα, ως φυτικά παράγωγα, δίνουν τη δυνατότητα στους αγρότες να χρησιμοποιούν εναλλακτικές καλλιέργειες, με στόχο την παραγωγή πρώτων υλών τόσο για το βιοντήζελ, όσο και για τη βιοαιθανόλη. Θα υποστηρίξουμε αυτή την προσπάθεια του Υπουργείου Αγροτικής Ανάπτυξης, για την τόνωση των καλλιεργειών που οδηγούν στην παραγωγή των βιοκαυσίμων.Αλλά και η ίδια η χρήση των βιοκαυσίμων στις μεταφορές, είναι ευεργετική στο περιβάλλον. Το βιοντήζελ, όταν χρησιμοποιείται ως μίγμα στο πετρέλαιο ντήζελ, μειώνει τις συνολικές εκπομπές των σωματιδίων που εκπέμπονται από τους ντηζελοκινητήρες, βελτιώνοντας συγχρόνως και την ποιότητα και ποσότητα του καπνού που εκπέμπεται.Ένα σημαντικό κέρδος για το περιβάλλον, είναι η μείωση των εκπομπών του C02, το οποίο ως αέριο του θερμοκηπίου παίζει σημαντικό ρόλο στην παγκόσμια αύξηση της θερμοκρασίας. Το βιοντήζελ και η βιοαιθανόλη, ως προερχόμενα από φυτικές καλλιέργειες, μειώνουν σημαντικό τις συνολικές εκπομπές σε διοξείδιο του άνθρακα. Οι προδιαγραφές του βιοντήζελ που θα χρησιμοποιείται στις μεταφορές, ορίζεται από την Ευρωπαϊκή προδιαγραφή ΕΝ 14214. Με πρωτοβουλία του Υπουργείου Ανάπτυξης, το Γενικό Χημείο του Κράτους, έχει αρχίσει τις διαδικασίες ενσωμάτωσης αυτής της οδηγίας στην Ελληνική νομοθεσία, μαζί με την Ευρωπαϊκή προδιαγραφή ΕΝ 590, που αναφέρεται στο πετρέλαιο κίνησης. Πιστεύουμε ότι μέχρι τέλος του 2004, η Ελληνική νομοθεσία θα είναι εναρμονισμένη για τη χρήση του βιοντήζελ ως καύσιμο μεταφορών.Οι πρώτες ύλες, από τις οποίες μπορούμε να παρασκευάσουμε βιοντήζελ είναι παλλές. Για την Ελλάδα ξεχωρίζουν το βαμβακέλαιο, το ηλιέλαιο, το ελαιόλαδο, τα προτηγανισμένα λάδια, ο καπνόσπορος, ο ντοματόσπορος, η ελαιοκράμβη, το σογιέλοιο, κλπ.Κρίσιμο μέγεθος είναι οι ανάγκες σε βιοντήζελ για την υλοποίηση της οδηγίας 30 του 2003 στην Ελλάδα.Τα 2% σε ενεργειακό περιεχόμενο, υπολογίζεται ότι αντιστοιχεί σε περίπου 45.000 τόνους βιοντήζελ, για το έτος 2005. Το έτος 2010, θα απαιτηθούν περίπου 150.000 τόνοι βιοντήζελ, ποσό ισοδύναμο με το 5,75%. Το βιοντήζελ, βάσει των οδηγιών, μπορεί να αναμειγνύεται σε ποσοστά μέχρι 5% στο πετρέλαιά κίνησης.Όσον αφορά τη διακίνηση του βιοντήζελ δεν αναμένονται κάποια ιδιαίτερα προβλήματα. Το βιοντήζελ μπορεί να αναμιχθεί και να διακινηθεί μέσω των διυλιστηρίων, με τις ίδιες διαδικασίες που ισχύουν σήμερα για το πετρέλαιο κίνησης. Στα ίδια τα οχήματα, δεν αναμένονται κάποιες επιπτώσεις από τη χρήση του βιοντήζελ. Ακόμη και σε ποσοστά αρκετά υψηλότερα του 5%, η χρήση του βιοντήζελ δεν επηρεάζει τα οχήματα, όπως απέδειξαν μακρόχρονες δοκιμές.Κανένα πρόβλημα δεν αναμένεται επίσης κατά τη διακίνηση του βιοντήζελ στα πρατήρια, όπου η διακίνηση αναμένεται να είναι η ίδια με τα μέχρι σήμερα ισχύοντα για το πετρέλαιο κίνησης.Οι καταναλωτές δεν θα πρέπει να ανησυχούν, αφού το βιοντήζελ προέρχεται κατά κύριο λόγο από φυτικά λάδια και είναι φιλικό προς το περιβάλλον. Βιοαποικοδομείται εύκολα και ενδείκνυται να χρησιμοποιείται ακόμη και σε περιοχές όπου προστατεύεται ευαίσθητη χλωρίδα και πανίδα.Οι δυνατότητες για παραγωγή βιοντήζελ στην Ελλάδα υπάρχουν και θέλουμε να τις ενισχύσουμε και να τις επεκτείνουμε. Ήδη κτίζεται μια πιλοτική μονάδα στο Βόλο

102

από την εταιρία ELIN, προσπάθεια η οποία συγχρηματοδοτείται από το πρόγραμμα ΕΠΑΝ. Αντίστοιχη μονάδα, πάλι με συγχρηματοδότηση από το ΕΠΑΝ, κτίζεται στο Κιλκίς από την εταιρία ΕΛΒΥ, ενώ υπάρχει επενδυτικό ενδιαφέρον και από άλλες εταιρίες (π.χ. την εταιρία LENCO).Επιθυμούμε, αυτή η προσπάθεια παραγωγής βιοντήζελ στην Ελλάδα να αυξηθεί, κυρίως με τη χρήση Ελληνικών γεωργικών πρώτων υλών, έτσι ώστε να τονωθεί η εντόπια αγροτική παραγωγή. Μας ενδιαφέρει η παραγωγή στην Ελλάδα, αυτών των πρώτων υλών ή των μειγμάτων τους, που θα πληρούν την προδιαγραφή ΕΝ 14214 για το βιοντήζελ.Για την βιοαιθανάλη, οι αντίστοιχες προδιαγραφές βρίσκονται στο στάδιο της προετοιμασίας από την Ευρωπαϊκή Ένωση, και αναμένεται να είναι έτοιμες το επόμενο έτος.Οι πρώτες ύλες για την παραγωγή της βιοαιθανόλης είναι το σιτάρι, το καλαμπόκι, τα ζαχαρότευτλα, ο γλυκός σόργος, κλπ. Όλα αυτά τα προϊόντα μπορούν να καλλιεργηθούν στην Ελλάδα, με σημαντικές αποδάσεις σε αιθανόλη, γεγονός που καθιστά την Ελλάδα προνομιούχα στην παραγωγή βιοαιθανόλης.Οι απαιτήσεις σε παραγωγή βιοαιθανόλης για το έτος 2005 στην Ελλάδα, υπολογίζονται σε περίπου 120.000 τόνους και το έτος 2010 σε 390.000 τόνους, σύμφωνα με την οδηγία 30 του 2003.Όπως γνωρίζετε υπάρχουν μερικά προβλήματα που μπορεί να δημιουργηθούν απά την ανάμιξη της βενζίνης με τη βιοαιθανάλη

Η βιοαιθανάλη είναι ιδιαίτερα πτητική και σε θερμές χώρες όπως η Ελλάδα, ενδέχεται να δημιουργήσει προβλήματα στη θερινή προδιαγραφή της τάσης ατμών, ορισμένων βενζινών.Συγχρόνως, η τάση της βιοαιθανόλης να διαχωρίζεται από τη βενζίνη κάτω οπό ψυχρές συνθήκες παρουσία νερού, την καθιστά από μόνη της ένα δύσκολο προϊόν να διακινηθεί με τις υπάρχουσες υποδομές διακίνησης, είτε σε επίπεδο διυλιστηρίου, ή εταιριών ή ακόμα και πρατηρίων.Για τους παραπάνω λόγους, θα εξετάσουμε τη δυνατότητα μετατροπής της βιοαιθανόλης σε ΕΤΒΕ στα διυλιστήρια της χώρας, προϊόν το οποίο αναμειγνύεται στη βενζίνη εύκολα και δεν παρουσιάζει κανένα από τα προβλήματα που προαναφέρθηκαν για τη βιοαιθανάλη. Αυτή η πρακτική ακολουθείται από πολλές Ευρωπαϊκές χώρες. >Επιπλέον το ΕΤΒΕ, μπορεί σύμφωνα με την προδιαγραφή των βενζινών ΕΝ 228, να αναμειχθεί στις βενζίνες σε ποσοστό μέχρι 15%. Κατά τη χρήση του ως μείγμα με τις βενζίνες, το ΕΤΒΕ δεν δημιουργεί κανένα πρόβλημα είτε σε παλαιά ή σε καινούργια οχήματα.Μέχρι σήμερα δεν υπάρχει παραγωγή βιοαιθανόλης στην Ελλάδα. Με την προοπτική όμως της βιοαιθανόλης για χρήση στις βενζίνες, επενδυτικό ενδιαφέρον άρχισε ήδη να εκδηλώνεται για παραγωγή της. (Η εταιρία ΒΙΕΝ ήδη ανακοίνωσε στο Υπουργείο Ανάπτυξης ότι προτίθεται να κατασκευάσει το πρώτο εργοστάσιο παραγωγής βιοαιθανάλης στην Ελλάδα).Σε συνεργασία με το Υπουργείο Οικονομικών, προτιθέμεθα εντός του έτους, να προωθήσουμε την υλοποίηση της οδηγίας 96 του 2003, που αφορά την μερική ή ολική αποφορολόγηση των βιοκαυσίμων, μέχρι τα ποσοστά που προαναφέρθηκαν. Ηδη, βρισκόμαστε στη φάση που εξετάζομε διάφορα σενάρια χρήσης και αποφορολόγησης των βιοκαυσίμων στην Ελλάδα.

Οι παράγοντες που λαμβάνουμε υπ όψιν μας είναι το κόοτος της αποφορολάγησης που προκύπτει για το κράτος, αλλά και το όφελος που προκύπτει για τον πολίτη. Όφελος που μεταφράζεται σε λιγότερες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα και άλλων ρύπων, όφελος για τον Ελληνα αγρότη μέσα από τις ενεργειακές καλλιέργειες, όφελος στους επενδυτές που έχουν μια μοναδική ευκαιρία για επενδύσεις σε σύγχρονες τεχνολογίες.Πάνω απϋ όλα όμως όφελος για τη χώρα, που σταδιακά με τη χρήση των βιοκαυσίμων, αρχίζει και απαγκιστρώνεται από την ολοκληρωτική εξάρτηση από το πετρέλαιο.Ελπίζουμε, μέχρι το Φθινόπωρο να είμαστε σε θέση να ανακοινώσουμε το βέλτιστο οικονομικό σενάριο, στο οποίο θα στηρίζεται η αποφορολόγηση των βιοκαυσίμων στην Ελλάδα.

ΠΙΛΟΤΙΚΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΧΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΒΙΟΝΤΪΖΕΛ ΣΤΟΝ ΕΛΛΑΔΙΚΟ ΧΩΡΟ

ΠΕΡΙΛΗΨΗ : Οι μεθυλεστέρες των λιπαρών οξέων χρησιμοποιούνται ως υποκατάστατα των καυσίμων ντίζελ και χαρακτηρίζονται με τον όρο βιοντίζελ. Σε αντίθεση με τα άλλα υποκατάστατα των μεσαίων πετρελαϊκών προϊόντων, οι ιδιότητες του βιοντίζελ καλύπτουν τις προδιαγραφές του πετρελαίου κίνησης και για τον λόγο αυτό δεν απαιτούνται τροποποιήσεις των πετρελαιοκινητήρων. Η εργασία αυτή παρουσιάζει τα αποτελέσματα δύο ερευνητικών ττρογραμμάτων που διεξήχθησαν με την επίβλεψη του Εργαστηρίου Τεχνολογίας Καυσίμων irai αποτελούν τις πρώτες εφαρμογές της χρήσης βιοντίζελ στην Ελλάδα. Τα προγράμματα χρηματοδοτήθηκαν από την Ευρωπαϊκή Ένωση στο πλαίσιο του Προγράμματος Altener.Oi αναμενόμενες αλλαγές στην ζήτηση πετρελαϊκών αποσταγμάτων, οι νέες απαιτήσεις των μηχανών ντίζελ και η ανάγκη αντιμετώπισης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης οδηγούν στην απαίτηση βελτίωσης της ποιότητας του ντίζελ. Η μείωση του ποσοστού θείου και η διερεύνηση για ανανεώσιμα υποκατάστατα του ντίζελ είναι μερικά από τα μέτρα για την αντιμετώπιση του προβλήματος.

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Οι μεθυλεστέρες των λιπαρών οξέων αποτελούν ένα ανανεώσιμο υποκατάστατο του ντίζελ, γνωστό ως βιοντίζελ. Ο όρος βιοντήζελ αναφέρεται σε ανανεώσιμο υγρό καύσιμο προερχόμενο από φυτικά έλαια που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν αποτελεσματικό υποκατάστατο του τυπικού ντίζελ. Από χημικής άποψης, το βιοντίζελ παράγεται από μετεστεροποιήση των τγιγλυκεριδίων φυτικών ελαίων με μεθανόλη Το βιοντίζελ δεν είναι τοξικό, δεν περιέχει αρωματικές ενώσεις και είναι εύκολα βιοδιασπώμενο. Σε σύγκριση με το ντίζελ έχει χαμηλότερες εκπομπές σωματιδίων, μονοξειδίου του άνθρακα και υδρογονανθράκων από κινητήρες Επίσης λόγω της πολικότητας του αυξάνει την χαμηλή λπταντική ικανότητα του ντίζελ χαμηλού θείου

Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται τα αποτελέσματα χρήσης βιοντίζελ σε ένα τυπικό στόλο πετρελαιοκίνητων αυτοκινήτων της περιοχής Αθηνών καθώς και η αποδοχή της χρήσης βιοντίζελ στο αγοραστικό κοινό κατά την πώληση του στα πρατήρια καυσίμων ΕΛ1ΝΟΙΛ της περιοχής Θράκης. Σε αμφότερες τις περιπτώσεις τα αποτελέσματα ήταν ιδιαίτερα ωφέλιμα τό,σο από άποψη εκπομπών και απόδοσης όσο και αγοραστικής αποδοχής. '

2. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Το πρώτο ερευνητικό πρόγραμμα αποσκοπούσε στην διερεύνηση των εκπομπών (CO, υδρογονάνθρακες, ΝΟχ, καπνός) από τη χρήση βιοντίζελ παραγόμενο από διάφορες πρώτες ύλες Η κύρια δραστηριότητα περιελάμβανε τον έλεγχο της απόδοσης ενός στόλου 9 οχημάτων (3 φορτηγά, 4 ταξί, 1 minibus, 1 επιβατικό) που χρησιμοποιούσαν κανονικό καύσιμο και μίγματα με βιοντίζελ σε διάφορες αναλογίες. Τα είδη βιοντίζελ που χρησιμοποιήθηκαν ήταν προερχόμενα από ηλιελαιο, καλαμποκέλαιο, χαμηλής ποιότητας ελαιόλαδο και προτηγανισμένα

ευρύτερη περιοχή Αθηνώνχρησιμοποιούσαν πετρέλαιο κίνησης ή μίγματα πετρελτίου κίνησης μΓβ,οντΕελ σε διάφορες αναλογίες. Οι πειραματικές μετρήσεις των"ρύπων δ ιεξ^ θησ ^ στο ̂ρελαντί και στις 2500 min'’ (στροφές) για κάθε όχημα..

" Ί

Εκτός αττό την επίδραση του βιοντίζελ στις εκπομπές μελετήθηκε επίσης η επίδραση στην φθορά των κινητήρων. Τα οχήματα χρησιμοποιούσαν τον ίδιο τύπο λιπαντικού ενώ στους προαναφερόμενους κύκλους καυσίμου ανά 1000 km, ποσότητα λιπαντικού αναλυόταν για τα σημαντικότερα μέταλλα φθοράς (Fe, Ag,Cu. Cr, Pb).

Στην Εικόνα 1 παρουσιάζεται η επίδραση προσθήκης βιοντίζελ από ελαιόλαδο στις εκπομπές ΝΟχ σε δύο από τα οχήματα που χρησιμοποιήθηκαν κατά τη διάρκεια των πειραμάτων. Η Εικόνα 2 παρουσιάζει την επίδραση προσθήκης βιοντίζελ από καλαμποκέλαιο στην οτπική αδιαφάνεια κσττνού.

Τα αποτελέσματα δείχνουν παρόμοιες εκπομπές για τα ΝΟχ παρόλο που γενικά είναι αποδεκτό ότι οι εκπομπές ΝΟχ επηρεάζονται σε μεγάλο βαθμό από τον τύπο του κινητήρα, όπως έδειξαν και άλλες έρευνες με χρήση βιοντίζελ Τα αποτελέσματα για τις εκπομπές καπνού και σωματιδίου έδειξαν ότι η χρήση βιοντίζελ οδηγεί σε μείωση των εκπομπών ακόμα και σε υψηλά φορτία της μηχανής.

Στην Εικόνα 3 φαίνεται η επίδραση του βιοντίζελ στην φθορά του κινητήρα. Με εξαίρεση τον Fe, οι συγκεντρώσεις των υπολοίπων μετάλλων φθοράς ήταν παρόμοιες κατά τη χρήση ντίζελ κίνησης και βιοντίζελ . Οι αυξημένες συγκεντρώσεις που εμφανίστηκαν για το Fe πιθανόν λόγω όξινων συστατικών του βιοντίζελ μπορούν να αντιμετωπιστούν με κατάλληλα λιπαντικά.

Εικόνα 1: Επίδραση της προσθήκης 10% και 20% βιοντίζελ ελαιολάδου στις εκπομπές ΝΟχ στις 2500 στροφές/λεπτό

aNIή{cΛa 10% BiovinttA «ΟΑ a 20% βιοντή{[λ «αΑ

Εικόνα 2: Επίδραση της προσθήκης 10% και 20% βιοντίζεΑ καλαμποκελαίου στην οτπική αδιαφάνεια καττνού

Η ανάλυση των αποτελεσμάτων του στόλου των αυτοκινήτων οδηγεί στα ακόλουθα συμπεράσματα:

Η προσθήκη του βιοντίζελ στο συνηθισμένο ντίζελ κίνησης έχει σαν αποτέλεσμα σημαντική μείωση των εκπομπών καττνού. Ακόμα η χρήση του βιοντίζελ οδηγεί σε χαμηλότερες εκπομπές σωματιδίων σε υψηλά φορτία της μηχανής.

Σχετικά με την κατανάλωση καυσίμου, κάτω από τις ίδιες κυκλοφοριακές συνθήκες (όλα τα οχήματα κυκλοφορούσαν στην ευρύτερη περιοχή Αθηνών) τα καύσιμα με βιοντίζελ έχουν μία μικρή αύξηση στην κατανάλωση όπως είναι αναμενόμενο.

Ενώ τα μέταλλα φθοράς Ag, Cu, Pb και Cr δεν επηρεάστηκαν από την προσθήκη βιοντίζελ, παρατηρήθηκε μικρή αύξηση του Fe στο λιπαντικό.

Είναι σημαντικό να παρατηρηθεί ότι όλοι οι οδηγοί που συμμετείχαν στις δραστηριότητες υποδέχθηκαν το νέο τύπο καυσίμου με ενθουσιασμό. Η κοινή διαπίστωση ήταν ότι η προσθήκη βιοντίζελ δεν επηρέασε σε καμία περίπτωση την απόδοση του οχήματος.

ι ™ ,

' ' i ί?^Εικόνα 3: Μέταλλα φθοράς, φορτηγό με ντήζελ κίνησης και μείγμα με 10%

ηλιέλαιο, λιπαντικό SAE 20W 50.

3.1 Εμπορική διάθεση βιοντίζελ στη Θράκη

Ακολουθώντας τα συμπεράσματα του προηγούμενου προγράμματος και με βάση τα ενθαρρυντικά αποτελέσματα που είχαν επιτευχθεί, η Ευρωπαϊκή Ένωση ενέκρινε ένα δεύτερο πρόγραμμα, με στόχο την πραγματική εισαγωγή του βιοντίζελ στην Ελληνική αγορά σε πιλοτική μορφή [10]. Επειδή δεν υπάρχει ακόμα παραγωγή βιοντίζελ στην Ελλάδα, οι σπαιτούμενες ποσότητες εισαχθήκανε από την Αυστρία και διακινήθηκαν στο δίκτυο πρατηρίων ΕΛΙΝ της Θράκης κατά το καλοκαίρι του 1999 και 2000. Αρχικά συμμετείχαν 5 πρατήρια στην αρχική φάση το 1999, και με βάση την αποδοχή του καυσίμου και την επιτυχημένη υποδομή και διανομή αυξήθηκαν σε 25 το καλοκαίρι του 2000.

Η διεξαγωγή του προγράμματος έγινε τους καλοκαιρινούς μήνες διότι σταματά η διάθεση του πετρελαίου θέρμανσης και τα πρατήρια έχουν δεξαμενές για την διάθεση ενός ακόμα προϊόντος.

Ο λόγος για τον οποίο το βιοντίζελ διακινήθηκε μόνο από 5 πρατήρια το 1999 είναι ότι το ενδιαφέρον εστιάστηκε στα ζητήματα α) της ιδανικής αναλογίας του μείγματος βιοντίζελ - ντίζελ και β) του εφοδιασμού και της διανομής του προϊόντος από τις εγκαταστάσεις αποθήκευσης στα πρατήρια.

Η λιανική τιμή πώλησης του βιοντίζελ (τιμή αντλίας) καθορίστηκε ίση με την τιμή του ντίζελ, για να εξασφαλιστεί ότι ο καταναλωτής δεν θα επηρεαζόταν στην λήψη της απόφασης του από πιθανή διαφορά τιμής.

Για να επιτευχθεί αυτό, μετά από αίτηση της ΕΛΙΝΟΙΛ, το Υπουργείο Ανάτπυξης απάλλαξε το βιοντίζελ από τον ειδικό φόρο κατανάλωσης ειδάλλως λόγω της εισαγωγής του από την Αυστρία, η τιμή του θα ήταν υψηλότερη του κανονικού ντίζελ. Τα επιχειρήματα για την φοροαπαλλαγή ήταν τα ακόλουθα:

• Το βιοντίζελ είναι φυτικό οικολογικό προϊόν.. Η ενδεγόιιενπ τοπική παοανωγή του μπορεί να αξιοποιήσει προϊόντα και υποπροϊόντα

γεωργικής παραγωγής, συμβάλλοντας στην βελτίωση του γεωργικού εισοδήματος.> Η επιτυχία του πιλοτικού προγράμματος για τη διάδοση του βιοντίζελ στη Θράκη.> Η απόφαση της ΕΛΙΝΟΙΛ να επιδοτήσει και η ίδια την τιμή πώλησης του από τα πρατήρια

της.> Όπως δείχνουν τα στοιχεία των πωλήσεων για το 1999 από τον παρακάτω πίνακα, η

αποδοχή του βιοντίζελ από το κοινό ήταν ικανοποιητική:

Πρατήριο Πωλήσεις Βιοντίζελ (it)

% Συνολικών Πωλήσεων

ΝτίζελΞάνθη (1) 15300 28Ξάνθη (2) 28200 53Κομοτηνή 69000 42Αλεξανδρούπολη 101000 29Φέρες 17800 41

α πρατήρια της ΕΛίΝΟΙΛ τ(

Κατά την διάρκεια του Σεπτεμβρίου 1999, διεξήχθη έρευνα καταναλωτών στα πρατήρια που διέθεσαν βιοντίζελ, προκειμένου να αναδειχθούν οι κύριοι λόγοι προτίμησης του καυσίμου. Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν:

» Το 93% όσων αγόρασαν βιοντίζελ χρησιμοποίησαν για πρώτη φορά βιοντίζελ μετά από προτροπή του πρατηριούχου.

» Το 47% χρησιμοποίησαν συστηματικά βιοντίζελ γιατί αντιλήφθηκαν αισθητή μείωση καπνού στα καυσαέρια του οχήματος.

> Το 23% των χρηστών βιοντίζελ διαπίστωσαν καλύτερη λειτουργία της μηχανής.• Το 42% των χρηστών θεώρησε ότι είχε την δυνατότητα να αγοράσει ένα καλύτερο προϊόν

στην ίδια τιμή.

Όσοι προτίμησαν να χρησιμοποιήσουν βιοντίζελ ήταν κυρίως:

ο Αγρότες ιδιοκτήτες τρακτέρ και γεωργικών οχημάτων, σε ποσοστό 69%. ο Ιδιοκτήτες πετρελαιοκίνητων οχημάτων (ταξί, φορτηγά, λεωφορεία, σε ποσοστό

44%. Jο Ιδιώτες ιδιοκτήτες IX οχημάτων σε ποσοστό 6%. Το ποσοστό τους είναι μικρό γιατί

είναι μικρό το ποσοστό των πετρελαιοκίνητων αυτοκίνητων στην Ελλάδα.

3.2 Διερεύνηση Πιθανών Πρώτων Υλών για Παραγωγή Βιοντίζελ

Ταυτόχρονα με την εισαγωγή του βιοντίζελ στα πρατήρια πραγματοποιήθηκε από τον Ιούνιο 1999 ως και τον Ιούνιο 2000 μία αρχική διερεύνηση και αξιολόγηση των πρώτων υλών για την παραγωγή βιοντίζελ στην Ελλάδα. Η αναζήτηση των πρώτων υλών στηρίχθηκε στην υιοθέτηση ενός μοντέλου παραγωγής με ανάμειξη πολύ καλών και ακριβών πρώτων υλών (ελαίων) με πρώτες ύλες κατώτερης ποιότητας άρα και φτηνότερες, για την παραγωγή ενός άριστου ποιοτικά προϊόντος σε εφικτή τιμή διάθεσης στην αγορά.

Αναζητήθηκαν πιθανές πρώτες ύλες με δυνατότητα παραγωγής στην Ελλάδα, εφόσον υπάρχει έντονο ενδιαφέρον για τοπική παραγωγή βιοντίζελ. Οι ποσότητες που παρατίθενται αφορούν υπάρχουσες καλλιέργειες και πρώτες ύλες και όχι πρόσθετες καλλιέργειες. Οι πρώτες ύλες που επελέγησαν για παραπέρα διερεύνηση είναι:

ο Βαμβακέλαιο ο Καπνέλαιο

ο Ηλιέλαιο ο Ντοματέλαιο ο Τηγανισμένα λάδια ο Ζωικά λίπη

Το βαμβακέλαιο υπάρχει σε επαρκείς ποσότητες, πληροί τις προδιαγραφές και η τιμή του ετπτρέπει στο παραγόμενο βιοντίζελ να είναι ανταγωνιστικό. Η πιθανή παραγωγή μπορεί να φτάσει στους 80.000 τόνους/έτος με κύριους παραγωγούς τα εκκοκκιστήρια και σπορελελαιουργεία της βόρειας και κεντρικής Ελλάδας.

Το καπνέλαιο αποτελεί λάδι πολύς καλής ποιότητας με πιθανή παραγωγή ως 8.000 τόνους/έτος. Δεν παράγεται προς το παρόν και θα πρέπει να οργανωθεί το δίκτυο συλλογής του.

Το ηλιέλαιο μπορεί να παρέχει 9.000 τόνους/έτος με εντοπισμένη παραγωγή στο νομό Έβρου. Είναι λάδι υψηλής ποιότητας και έχει προς το παρόν υψηλή τιμή, που το καθιστά ασύμφορο για αποκλειστική πρώτη ύλη.

Τα τηγανισμένα έλαια μπορούν να προέρχονται από χώρους μαζικής εστίασης (ξενοδοχεία, εστιατόρια, στρατόπεδα). Από τις μεγάλες αλυσίδες fast food μπορούν να συλλεχθούν ως και 1.000 τόνοι λαδιού συγκεκριμένης σύστασης και ποιότητας.

Το ντοματέλαιο μπορεί να προέλθει από τις σημαντικές βιομηχανίες κονσερβοποιίας ντομάτας με κατάλοιπα φλοιό και σπόρο ντομάτας, που μπορούν να δώσουν καλής ποιότητας λάδι.

4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Τα δύο προγράμματα που παρουσιάστηκαν στις προηγούμενες παραγράφους ασχολούνται με τις τεχνικές παραμέτρους που σχετίζονται με τη χρήση βιοντίζελ σε διάφορους τύπους οχημάτων καθώς και με τη διανομή και αγοραστική αποδοχή του νέου καυσίμου. Μπορεί να ειπωθεί με βεβαιότητα ότι από τα εναλλακτικά, ανανεώσιμα υποκατάστατα καυσίμων στον τομέα των μεταφορών, το βιοντίζελ έχει τις περισσότερες πιθανότητες τελικής επιτυχίας.

[1] D. Francese, G. Gamba, C. Aroldi, C. Rocchietta, “Environmental Effects and Economic Viability of Alternative Diesel Fuels from Vegetable Oils”, Proceedings of the Ninth International Symposium on Alcohol Fuels, Firenze, 1991, pp. 984-987.

[2] K. Scharmer, G. Gosse, B. Gabrielle, G. Golbs, L. Lambert, Th. Poschmann, A. Rodenbrock, K. Zimalla, “Energy balance, ecological impact and economics of Biodiesel production in Europe”, Altener Programme 4.1030/E/94-002-1, Part II, December 1996.

[3] O. Syassen “The Development Potential of Diesel Engines with Biodiesel as Fuel”, P ro c e e d in g s o f th e S e c o n d E u ro p e a n M o to r B io fue ls F o ru m , Graz, Austria, 1996, pp. 191-202.

[4] M. S. Graboski, J.D. Ross, R.L. Mccormick, “Transient Emissions from No.2 Diesel and Biodiesel blends in a DDC Series GO Engine", S A E 9 6 1 1 6 6 , 1996.

[5] V. Tertois, “Trials of RME blends in home-based transport fleets". P ro c e e d in g s o f th e C o n fe re n c e o f th e A lte n e r P ro g ra m m e : R e n e w a b le E n e rg y e n te r in g th e 2 1 s t C e n tu ry , Sitges (Barcelona), Spain, 25-27 November 1996.

ΑΝΑΦΟΡΕΣ

[6] D. Karonis, G. Anastopoulos, E. Lois, S. Stoumas, F. Zannikos, A. Serdari, “Assessment of the lubricity of Greek road diesel and the effect of the addition of specific types of biodiesel”, S A E 1 9 9 9 -0 1 -

1 4 7 1 ,1999.

[7] “Pilot actions aimed at introducing liquid fuels derived from biomass in place of petroleum in the transport sector", Altener Project XVII/4.1030/AU103/95/GR, Final Report, October 1998.

[8] “Diesel fuel quality and its relationship with emissions from diesel engines”, CONCAWE Rept. 10/87, Hague, 1987.

[9] M.E. Starr, “Influence on transient emissions at various injections timings, using cetane improvers, bio-diesels and low aromatic fuels”, S A E 9 7 2 9 0 4 ,1997.

[10] “A global strategy approach for the penetration of biodiesel in the Greek fuel market”, Altener Project )WII/4.1030/2/98^319, Interim Report, January 2001.

11. P.Zappoli, Dept, of Science and Industrial Research, 1991. Conversion of Internal Combustion Engines to Alcohol Fuels. A Lecture

Report in Shenyang Agricultural University, China.

12. The Brazilian Ethanol Producer's special Committee, Ethanol: The Renewable and Ecological State Solution, Sao paulo, June 1985.

13. Lu Nan, 1992. Technique of Alcohol Production from Sweet Sorghum Stalks, Research and Development of Biomass Energy

Technology In China.

14. Harlan W. Van Gerpen, Robert L. May field, Dyna-cart-A

Programmable Drawbar Dynamometer for Evaluating Tractor Performance, ASAE Paper No. 821056, 1982.

15. I. W. Grevis-James, D. R. DeVoe, P. D. Bloome, D.G. Batchelder and B. W. Lambert, Microcomputer-Based Data Acquisition for Tractors, TRANSACTIONS of the ASAE-1983.

16. He Xiqing, Gao Win, Wang Fuxun, Lin Yiqing, Yang Xudong, and

Lin Peili, Principles, Experiments and Application examples of MCS-51 Single Chip Microcomputer, Shandong University Pr^ss.

17. ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΠΟ ΒΙΟΜΑΖΑ" TOY ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΥ ΠΑΝΑΓΙΩΤΟΠΟΥΛΟΥ

18. http://wwrw.methanol.org/methanol/index.cfm

19. http://wwrw.platts.com/altfuel/methanol.shtml#2

2 0 . http://www.lungusa.org/air/airout00_alternative.html

21. http://www. Ixg .gr/prohttp://www. rmsg. htm

22. http://W W W . a l-corn. asp

23. http://www.pprc.org/pprc/pubs/topics/altfuels.htm

24. http://www.fao.org/docrep/t4470e/t4470e08.htm

25. http://www.ext.colostate.edu/pubs/farmmg/05010.htm

26. http://www.geocittes.com

27. .http://www.afdc.doe.gov/altfuel/ethanol.html