poging
aanreiken elementaire technische bagage
leek kan met kennis van zaken
deelnemen maatschappelijk debat
BIODIESEL
Pierre Jacobs
Faculteit Bio-Ingenieurswetenschappen
Departement
M2S
Centrum Oppervlaktechemie en KATALYSE
Energiebevoorrading
• voorraad: garantie van voldoende energie
• betaalbaarheid
• veiligheid
• komplexe problematiek
• zakelijke (technische) technische
benadering
(B. Somers, “7dedag” 19/11/06)
reacties over verslag energiecommissie
De Standaard 18 November 2006
emotionele benadering van problematiek “Energiecommissie verdeeld
De Standaard 4 november 2006 (Focus)
De Standaard 18 november 2006)
CO
2uitstoot volgens het transportmiddel
(g/(ton.km)
•
boot: 10
- 30
•
trein: 30
•
wagen: 168
– 186
•
vrachtwagen:
210 – 1430
•
vliegtuig:
570 – 1580
zuinig rijden en verkeersbeheer kunnen meer opbrengen dan
technologie
… 150 Nieuw-Zeelandse kiwis zijn even schadelijk (wat betreft CO2 uitstoot)
als 15000 km rijden met nieuwe wagen …
“Belasting op uitstoot doet vragne naar schone auto”
De Standaard, dinsdag 7 november 2006, Bespaar zelf een ton broeikasgas
Grootste probleem blijft transport
(en gebouwen)
Evolutie CO2 uitstoot per sector
80 90 100 110 120 130 2003 2004 2005 jaar % t .o .v. 199 0 energie industrie gebouwen transport landbouw totaal
… elke Vlaming draagt zijn steentje bij …
… TON-contract: jaarlijks één ton CO2 besparen = ¼ van de gevraagde
inspanningen gevraagd door Kyoto-periode richtlijn …
Uitputting aardolievoorraden
Hernieuwbare grondstoffen
Glo
bal W
arm
ing
Bro
eik
ase
ffec
t
Ky
ot
o r
ich
tli
jn
en
Hoge
brand
stofprij
zen
5 vóór of na 12 (?)
slagzinnen
Review The Pliocene Paradox ( Me chanisms for a Permanent El Niño)
http://www.epa.gov/climatechange/science/pastcc.html#causes
Science 9 June 2006:Vol. 312. no. 5779, pp. 1485 -1489
The Pliocene Paradox (Mechanisms for a Permanent El Niño)
veranderingen
in CO
2concentratie in lucht
en temperatuur
gedurende de voorbije
400 000 jaar
“feedbacks”
•veranderingen in concentratie broeikasgassen •veranderingen in oceaanstromingen
“drivers”
•veranderingen in aardbaan •veranderingen in zonintensiteit
Uitputting aardolievoorraden
Hernieuwbare grondstoffen
Glo
bal W
arm
ing
Bro
eik
ase
ffec
t
Ky
oto
ric
htli
jne
n
Hoge
brand
stofprij
zen
5 vóór of na 12 (?)
http://nl.wikipedia.org/wiki/Broeikaseffect
… door zon ingestraalde energie (zichtbaar en UV) door aarde geabsorbeerd en teruggestraald als infrarode straling (warmte) …
… bij aanwezigheid van broeikasgassen wordt terugstraling voor deel verhinderd …
… balans tussen door zon ingestraalde en door aarde uitgestraalde energie verlegd …
… gemiddelde temperatuur van aarde hoger …
235 W/m2 168 67 energie in atmosfeer 38% 62% 492 452 40
broeikaseffect
22200 SF6 5700-11900 CF4 150-12000 CFK 269 N2O 23 CH4 1 CO2 CO2equiv. bodem ruimteUitstoot broeikasgassen daalde licht in industriële landen
http://www.hln.be/hlns/cache/det/art_288485.html?wt.bron=hlnBottomArtikels
In hetalgemeenis de uitstoot van broeikasgassen, en meer bepaald van koolstofdioxide (CO2), met 3,3 procent gedaald in de industriële landen tussen 1990 en 2004, aldus het United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC).
Deze daling werd hoofdzakelijk veroorzaakt door een reductie van 36,8 procent van broeikasgassen in verschillende landen in Centraal-Europa, die in een economische overgangsperiode zaten. In andere landen is de uitstoot daarentegen met 11 procent gestegen.
In de Europese Unieis de uitstoot met 0,6 procent gedaald. De afname was zwak in landen als Frankrijk (-0,8 procent) en Denemarken (- 1,1 procent). In
Groot-Brittannië (-14,3 procent) en Duitsland (-17,2 procent) was de terugname duidelijker. In de Zuid-Europese landen Portugal (+41 procent) en Spanje (+49 procent) steeg de uitlaat van broeikasgassen het meest. (afp)
De uitstoot van broeikasgassen is in Vlaanderenin 2005 sterk gedaald. De uitstoot lag in 2005 wel nog 1,9 procent hoger dan in 1990, maar toch is
Vlaanderen op de goede weg om de
Kyoto-doelstelling - een daling van de broeikasgassen met 5,2 procent tegen 2012 - te halen. Dat zegt Vlaams minister van Leefmilieu Kris Peeters.
Uitputting aardolievoorraden
Hernieuwbare grondstoffen
Glo
bal W
arm
ing
Bro
eik
ase
ffec
t
Ky
ot
o r
ich
tli
jn
en
Hoge
brand
stofprij
zen
5 vóór of na 12 (?)
crude oil productie en
prijsevolutie
koolstof vormt de
ruggengraad van de
westerse maatschappij
wat wanneer prizen hoog
en beschikbaarheid laag
zijn?
jaar
prijs
2050
Uitputting aardolievoorraden
aardolie
productie
http://www.eia.doe.gov/pub/oil_gas/petroleum/feature_articles/2004/worldoilsupply/oilsupply04.html
“very nearly all of Earth's prolific petroleum basins are believed identified and most are partially to near-fully explored”
“Earth's crude oil is a large but finite volume. Production may well peak within this century.”
Jaarlijkse productiescenario’s van aardolie bij verschillende groeisnelheden en beschikbare hoeveelheden 20 40 60 0 miljard vaten per jaar 2000 2050 2100
http://www.infoplease.com/ipa/A0872966.html
http://www.eia.doe.gov/oiaf/ieo/nat_gas.html
Aardgas reserves 2006
verbruik in 2003: 2.7 miljard m
3reserve = 64 jaar
1.8 NEDERLAND 17 173.0 TOTAAL 2.4 NOORWEGEN 12 2.8 INDONESIE 11 3.2 IRAK 10 4.3 VENEZUELA 9 4.6 ALGERIJE 8 5.2 NIGERIA 7 5.5 USA 6 6.1 ARAB. EMIRATEN 5 6.8 SAUDI ARABIE 4 25.8 QATAR 3 27.5 IRAN 2 47.6 RUSLAND 1 bewezen reserves (miljard m3) land rangUitputting aardolievoorraden
Hernieuwbare grondstoffen
Glo
bal W
arm
ing
Bro
eik
ase
ffec
t
Ky
ot
o r
ich
tli
jn
en
Hoge
brand
stofprij
zen
vijf vóór 12 (?)
Kyoto-richtlijn
in december 1997 …… Europese Unie akkoord verleend om tussen 2008 en 2012
uitstoot van opwarm- of broeikasgassen te herleiden tot een niveau 8 %
beneden dat van 1990
de beoogde gassen ….. koolstofdioxide, methaan, (di)stikstofoxides, en drie
ozonafbrekende fluorokoolstoffen ……
protocol belangrijke stap voorwaarts in strijd tegen opwarming …. bindende
en gekwantificeerde doelstellingen voor beperking en vermindering van
uitstoot van broeikasgassen
maatregelen
•
intensifiëring of invoering van beleid op nationaal niveau ter vermindering
van uitstoot
•
verhoging van het energierendement
•
bevordering van vormen van duurzame landbouw
•
ontwikkeling van hernieuwbare energiebronnen
•
samenwerking verdragspartijen
•
informatie uitwisseling
•
beleidscoördinatie
•
samenwerkingsmechanismen zoals verhandelbare emissiequota
http://ec.europa.eu/environment/climat/emission/ pdf/dir_2004_101_nl.pdf
Uitputting aardolievoorraden
Hernieuwbare grondstoffen
Glo
bal W
arm
ing
Bro
eik
ase
ffec
t
Ky
ot
o r
ich
tli
jn
en
Hoge
brand
stofprij
zen
5 vóór of na 12 (?)
http://www.petrolfed.be/dutch/cijfers/evolutie_maximumprijzen.htm
Evolutie gemiddelde maximumprijzen
petroleumproducten
0
0,5
1
1,5
1985
1990
1995
2000
2005
2010
tijd
Eu
ro
/l
Euro 95
Diesel
gasolie
Uitputting aardolievoorraden
Hernieuwbare grondstoffen
Glo
bal W
arm
ing
Bro
eik
ase
ffec
t
Ky
ot
o r
ich
tli
jn
en
Hoge
brand
stofprij
zen
5 vóór of na 12 (?)
de KOOLSTOF
(C) maatschappij
energie
• warmte
• beweging
• chemische
reacties
C
xH
yO
zx
CO
2+ y H
2O
kooldioxide + water
+
S
,
N
onzuiverheden
SOX
+
NOX
zwaveloxides en
stikstofoxides
zure regen
Lucht
(zuurstof (O
2)
en stikstof (
N
2))
Biomassa (hernieuwbare C)
• bioteelten
• organisch afval
Fossiele grondstoffen
• petroleum (crude oil)
• aardgas (natural gas)
• leisteenolie (shale oil)
Hernieuwbare C via fotosynthese
CO
2biomassa
(hernieuwbare C)
plantchlorophyl
lucht
energie
+
uitlaatgassen
groene kooldioxide
en water
6 CO
2+ 6 H
2O
kooldioxide + water
C
6H
12O
6+ 6 O
2suiker + zuurstof
zonlicht
http://www.vcbio.science.ru.nl/virtuallessons/leaf/ photosynthesis/waaier producten (bioteelten)
oliën (triglycerides) +
reserves (zetmeel) +
cellulose
planten:
efficiënte
zonnecellen
Biomassa, de groene grondstof,
in Vlaanderen?ingedeeld in twee soorten:
•gewassen specifiek geteeld voor productie van energie • hout
• suiker-, zetmeel- en oliehoudende gewassen
(suikerbieten, granen en koolzaad)
• olifantengras of Miscanthus
• korte-omloophout (wilg, populier).
•allerhande organische reststoffen of bijproducten van
productieprocessen:
• houtafval,
• resten van akkerbouw- en tuinbouwgewassen • GFT en groenafval, mest, waterzuiveringsslib,
huishoudelijke afval
http://www.vilt.be/gevilt/detail.phtml?id=365
• korte-omloophout (aanplantingen
(10.000 tot 20.000 stekken per ha) van wilg of populier , na drie tot vijf jaar geoogst)
• weinig gekend over rendabiliteit van
teelt op bedrijfsniveau
• rendabiliteit, vraag, inschakeling in
teeltplan en rechtszekerheid onder studie
• in Vlaanderen quasi geen energieteelten
integenstelling tot omringende landen,
• extensieve teelt: 8-12 droge stof/ha;
intensief: 20-25 ton/ha
onder Bosdecreet ? ( gevolgen voor bemesting en
gewasbeschermingsmiddelen)
• de betere landbouwgronden moeten
benut voor hoge opbrengsten halen (klassieke teelten?)
Werking: 4-stroke diesel engine
1. inname lucht
2. compressie lucht
3. fuel injectie en zelfontverbranding
(geen vonk nodig)
4. verwijderen exhaust gas
http://www.howstuffworks.com/diesel.htm http://www.chevron.com/products/prodserv/fuels/bulletin/diesel/L2_6_fs.htm
COMMON RAIL INJECTIESYSTEEM
• hoge druk inspuitsysteem (1500 Bar) neemt plaats in van brandstofpomp • hoge inspuitdruk: verneveling van ingespoten brandstof optimaal
vermogen neemt toe,
brandstofverbruik en uitstoot nemen af
http://www.buchli.nl/content.php?p=5&id=37 http://www.autokompas.nl/archief/1998/04/Co mmon_Rail_Systeem_PSA.html
Petrodiesel
http://www.chevron.com/products/prodserv/fuels/bulletin/diesel/L2_1_fs.htmhexadecane (of
cetane) paraffine
C
16H
2n+2 distillatieprofiel van een typische diesel fueldistillatie van ruwe
petroleum: middle distillate
mengsel van moleculen met verschillende vries- en kooktemperaturen
C CH2
een paraffine keten
koolstofgetal n (C H )
%
8 4 16 22%
10 20 40 60 80 400 200 °CPetrodiesel
http://www.chevron.com/products/prodserv/fuels/bulletin/diesel/L2_2_fs.htmCetaangetal
Cetane Number: maat voor snelheid van zelfontbranding van petrodiesel onderwerkvoorwaarden van dieselmotor na injectie in cilinder
• een diesel met hoog
cetaangetal heeft korte
ignition delay period
• bij koude start: lange
ignition delay en cold smoke
een diesel met laag cetaangetal biedt weerstand aan zelfontbranding stoot veel onverbrande koolwaterstoffen uit (langere ignition delay period) 72 C20H34 Alkylaromaat tetradecylbenzeen 21 C12H10 aromaat biphenyl 0 C11H10 aromaat methylnaftaleen 15 C16H34 isoparaffine heptamethylnonaan 110 C20H42 n-paraffine eicosaan 100 C16H34 n-paraffine hexadekaan 95 C15H22 n-paraffine pentadekaan 76 C10H22 n-paraffine dekaan Cetaan getal formule koolwaterstofklas komponent
lineaire paraffinen zijn ideale diesel komponenten
vertakte paraffinen hebben laag cetaan getal, en zijn ideale benzine komponenten (zoals aromaten)
Diesel fuel properties:
•
cetane number
•
low temperature
operability
•
stability
•
lubricity
•
density
•
viscosity
•
sulfur (S)
•
volatility
•
flash point
http://www.chevron.com/products/prodserv/fuels/bulletin/diesel/L2_5_1_fs.htmkoude start (onmiddelijk effect) kristallisatie van wassen in filters en leidingen bij koude temperatuur (cloud point and pour point) (onmiddellijk effect)
vormen van neerslag in fuel (lange-termijn effect) lange-termijn effect op dieselpomp en
injectoren
onmiddellijk effect op energieinhoud (heating value)
onmiddellijk effect op atomiseerbaarheid
SOX en roetvorming motor performantie
motor performantie en veiligheid bij verhandelen
PetroDiesel Additieven
http://www.chevron.com/products/prodserv/fuels/bulletin/diesel/L2_7_fs.htmcetaan improver + (0.05 – 0.4%) → + 3-8 cetaan
2-ethylhexylnitraat of ditertbutylperoxide (onstabiel / explosief)
•
opdrijven
motorperformantie
•
smerende additieven
•
schuimonderdrukkers
•
verbeteraars lage
temperatuurgedrag
•
antioxydantia
•
stabilisatoren
•
metaal deactivatoren
•
biociden
•
reinigen van injectoren
•
corrosie-inhibitoren
•
disperserende agentia
detergent(50-300 ppm) vetzuren (10-50 ppm) of vetzuuresters (50-250 ppm) organosiliconen (< 5 ppm) antivries (alcoholen; polyolen)idem als in voedingsindustrie (10 – 80 ppm) sterk basische amines reageren met
zure componenten (50 - 150 ppm)
tegen bacteriën, gisten … (toxisch : 200-600 ppm)
biodiesel
heeft werking van
een aantal additieven
(in groen)
onderzoek
naar duurzame syntheseroutes
voor niet-groene additieven
vereist
tegen verstopping injectoren en filters (15 – 100 ppm)
AOCS Press 2006
Champaign, Il
History
Basics
Production
Analysis
Properties
Emissions
Current Status of Industry
Alternative Fuels
- "Het is nog even wachten op biodiesel" Vanaf november biodiesel aan de pomp "Wel verhoogde accijns, geen biodiesel"
... om de hogere productiekosten van biodiesel te compenseren. Biodiesel is duurder dan gewone diesel Bioro wil biodieselfabriek in Gentse haven
http://www.vrtnieuws.net/nutchvrt/search.do Search naar “biodiesel”
De Standaard 8/11/06
De regering profiteert van het feit dat er nog geen biodiesel kan getankt worden. Dat zegt de Vlaamse transportorganisatie SAV. 03/11/2006
De maximumprijzen voor diesel aan de pomp zijn gisteren
verhoogd. Een liter zwavelarme diesel mag sinds gisteren hoogstens 1,056 euro kosten (+1,20 cent), een liter gewone diesel 1,051 euro (+1,30 cent).
Vandaag … biodiesel aan de benzinepomp. … pas over enkele weken verkrijgbaar … 01/11/2006
Biobrandstoffen duwen dieselprijs omhoog 20/10/2006 - (pse)
http://www.standaard.be/Archief/Zoek/Index.aspx?trefwoord=biodiesel
Resultaten 1 - 15 van 118 voor biodiesel
België heeft meer dan 260.000 hectare landbouwgrond nodig om ervoor te zorgen dat tegen 2010 5,75% biobrandstoffen kan worden gemengd …België zeker aangewezen zijn op buitenlands koolzaad. 10/11/2006
Worden algen groen succesverhaal? Het Gentse technologieontwikkelingbedrijf SBAE wil biodiesel en voedingssupplementen aanmaken door middel van algen. 08/11/2006
… richtlijn 2003/30/EG, die de lidstaten verplichtte om een klein stukje biobrandstoffen toe te voegen … vanaf 2005. … lidstaten (Duitsland, Frankrijk, Zweden) … stabiele afzetmarkt voor hun biobrandstoffen. In België moest alles nog beginnen. 08/11/2006 - Jacinta De Roeck
Koolzaad verbouwen voor biodiesel zag de landbouwer niet zitten, wintertarwe als 'energieteelt' wel. 06/11/2006 - (mty)
Wat is biodiesel?
http://www.biodiesel.org/resources/biodiesel_basics/default.shtmeen zuiver brandende alternatieve brandstof
•
geproduceerd uit hernieuwbare grondstoffen
•
te gebruiken in diesel motoren zonder modificatie
•
biodegradeerbaar, niet-toxisch, bijna vrij van S en aromaten
Biodiesel kan gemengd met Petroleum diesel (Petrodiesel)
in alle verhoudingen :
•
B100: zuivere biodiesel
•
B20: mengsel van 20 biodiesel en 80% petrodiesel
•
B05 sinds 23/11/06 aan (sommige) Belgische pompen
Biodiesel Samenstelling
• Fatty acid methyl esters (FAME)
(vetzuur(m)ethylesters (uit triglyceride)
• Pure vegetable oil (PPO) (triglyceride)
O
OCH
3de eerste biodiesel
Belgisch Octrooi 4228777 (aug. 31 1937) Chavanne, G., U. Brussel
Procédé de transformation d’huiles
végétales en vue de leur utilisation comme carburants
Chavanne G., Bull. Soc. Chim. Belg. 10, 52-58 (1943)
Sur un mode d’utilisation possible de l’huile de palme à la fabrication d’un carburant lourd dans les moteurs à combustion interne
Van den Abeele, M., Bull. Agric. Congo Belge 33, 3-90 (1942) Matière première pour la préparation d’un carburant lourd utilisable dans les moteurs à combustion interne
Bereiding van ethylesters uit plantaardige olie beschreven uit palmolie en bioethanol (CN = 83)
Andere oliën en methanol zijn eveneens geclaimd
Eerste testen met lijnbus beschreven:
• Brussel-Leuven, Zomer 1938 • mengsels met gewone fuel
beschreven
• succesvolle test gemeld
Eerste vermelding term BIODIESEL:
• Wang, R., Development of biodiesel fuel, Taijangneng Xuebao, 9, 434-436, 1988
PPO : triglyceride
(bio-) methanol glycerolFAME
Basische Kata
1%
Biodiesel via
transesterificatie
reactie
plantaardige olie (triglyceriden)
Productie biodiesel
methylester van vetzuur (B100)
geoogst product van energieteelt (koolzaadbloemen; sojabonen; zonnebloempitten; ….) persen transesterificatie
basisch gekatalyseerde reactie van triglyceriden en (m)ethanol
1 - 5% NaOH in methanol 90 – 125 °C 62 kopra 32 zonnebloem 14 Soja 37 Koolzaad
Olie extractie (kg) per 100 kg grondstof http://journeytoforever.org/biodiesel_yield.html#oils_esters 375 soja 1000 koolzaad 5000 palmolie 145 mais kg olie/ha
Emissiereducties
(%) van Biodiesel(mengsel) vergeleken met petrodiesel (USA EPA: Env. Protection Agency) 20 100 Sulfaten, SOX 13 80 Polycyclische aromaten 10 50 Ozone smog 2 – (-2) -10 NOX 12 47 Roetpartikels 12 48 CO 20 67 onverbrande kwstB20
B100
• het gehalte onverbrande koolwaterstoffen,
CO, roet en poly-aromaat-emissie
daalt significant
• de ozone-smog vorming is sterk
gereduceerd
• sulfaat- en SOX-vorming
(hoofdkomponenten van zure
regen) is sterk gereduceerd
• NOX emissie stijgt lichtjes (NOX
eliminatie technologieën kunnen
gebruikt, die niet werken met
S-bevattende petrodiesel
http://www.biofuelsystems.com/information.htm
Biodiesel: voor- en nadelen
Voordelen:
• grondstof hernieuwbaar • C(O2)-neutraal
• niet-toxisch
• te gebruiken in niet-gemodificeerde motor • sterk gereduceerde emissies
• biodegradeerbaar
• hoger flashpunt (veiliger stockage en transport) • te mengen met petrodiesel in elke verhouding • eenvoudig te maken
• barbecue uitlaatreuk
• stijgende voordeelsgraad met stijging van %
bijmenging
Nadelen:
• verhoogde NOX
• beschikbaarheid van fuel en gronstof • maatschappelijk (ethisch) probleem:
fuel, feed, forest
• slechte kwaliteit kan motorschade
veroorzaken
Vlaanderen : beschikbaarheid gronden
• in 2010: 5.75% biodiesel in petrodiesel • hiervoor 1.2 miljoen ton koolzaadolie nodig • hiervoor areaal van 265000 – 340000 ha nodig • in 2004: 6000 ha koolzaad
• haalbaar areaal: 50000 ha (± 17%) (+
http://www.gave.novem.nl/figuur025/faq_dutch.html#punt6 http://www.ppo.be/index.asp?p=100&l=1 9.2 PPO 9.0 biodiesel 8.6 petrodiesel 10.0 benzine
Energie-inhoud fuels (kWh/l)
waterstof bij -253°C : 2.3 kWh/l 1 kWh• hoeveelheid stroom die in één
uur geproduceerd kan worden door centrale met capaciteit van één kilowatt. • elektriciteitsverbruik in een bepaalde periode (3000-3500 / gezin)
Performantie
1.73 36068 0.851 B20 8.65 33005 0.880 Biodiesel -36130 0.850 Petrodiesel Verschil ΔE met petrodiesel (%) Energie-inhoud (kJ/m3) Densiteit (g/cm3) http://www.biodiesel.org/resour ces/fuelfactsheets/default.shtmhttp://www.biofuelsystems.com/information.htm
Specificaties
FAME Biodiesel (vetzuuresters) 12 wt % Linoleen (max.) 10 10 mg/kg fosfor (max.) 115 120 joodgetal (max.) 0.24 0.25 wt % glycerol (max.) 0.2 wt % diglyceride (max.) 0.8 wt % monoglyceride (max.) 0.2 wt % triglyceride (max.) 0.2 wt % methanol (max.) 96.5 wt % ester (min.) 24 24 mg/kg contam. (max.) 51 47 51 Cetaan (min.) 200 500 500 mg/kg water (max.) 0.3 0.3 wt % C resid. (max.) 350 15 10 mg/kg S (max.) 55 130 120 °C flashpunt 2.0-4.5 1.9-6.0 3.5-5.0 viscositeit 40°C 0.82-0.845 0.86-090 g/cm3 densiteit 15°C EN 590:1999 ASTM D6751 EN 14214:2003 eenheden Specificatie PetroDiesel USA EUReactie van (vetzuur)ester met alcohol = alcoholyse of tranesterificatie H2C HC H2C O O O C C C O O R1 R2 R3 O
+
3 ROH R1COOR R2COOR R3COOR+
OH OH OH OH OH OH H2C HC H2C O O O C C C O O R1 R2 R3 O+
2 H2C HC H2C O OH OH C O R1+
H2C HC H2C O OH OH C O R2+
H2C HC H2C O OH OH C O R3 monoglyceridesalle reacties zijn evenwichtsreacties
4,5 tot 6 kg zaaigoed per
hektare
http://www.biodiesel.org/resources/ fuelfactsheets/default.shtm
Opbrengstplaatje voor koolzaadolie
door bijenactiviteit (bijenfokkers zetten hun korven naast akker) kan
koolzaadoogst tot 20% verhoogd
3.800-5.000 kg zaad
= ca. 3900-4800 liter koud geperste olie
2.600-3.400 kg koolzaadschroot
2.500-4.000 kg koolzaadstro
goed voor ±
42.000 km
bij verbruik van 8l/100kmEnergie-input:
•Landbouwteelt -12.000 MJ/ha •Transport/Opslag -1.000 MJ/ha •Processing -17.000 MJ/ha •TOTAAL -30.000 MJ/haEnergie-input:
•Landbouwteelt -12.000 MJ/ha •Transport/Opslag -1.000 MJ/ha •Processing -17.000 MJ/ha •TOTAAL -30.000 MJ/haEnergie-output/energie-input: 3,7
Energie-output/energie-input: 3,7
Energie-output:
•
Biodiesel +54.000 MJ/ha • Coproducten +61.000 MJ/ha • TOTAAL +115.000 MJ/haEnergie-output:
•
Biodiesel +54.000 MJ/ha • Coproducten +61.000 MJ/ha • TOTAAL +115.000 MJ/ha L. Speleers, BIORO NV74% netto opbrengst
http://journeytoforever.org/biodiesel_winter.html
Winter FAME biodiesel
• gelling temperatuur (4-5°C)
• winterisatie (-4 tot -5°C gelling temperatuur )
• toevoeging van petrodiesel aditieven
• verwarmen fuel tank, leidingen, filters, dieselpomp
65 60-70 10 14 32-36 varkensspek 75 50-60 12 16 35-40 rundsspek 65 44-58 10 14 30-38 palmolie 70 8-10 -6 -9 20-40 kokosolie 53 115-124 -12 -10 -5 maisolie 53 125-140 -12 -10 -12 sojaolie 60 77-94 -8 -6 -12 olijfolie 52 125-135 -14 -12 -18 zonnebloem 55 110-115 -12 -10 -5 koolzaad Cetaan-getal Jood-getal MP (°C) Et-ester MP (°C) Me-ester MP (°C) olie type
Joodgetal (IV): aantal dubbele bindingen in triglyceride; 1 molecule I2reageert met één dubbele binding; aantal dubbele bindingen bepaalt het smeltpunt
meer dubbele bindingen in methyl(ethyl)-esters: lager stolpunt van biodiesel (wordt vast bij lagere temperaturen)
http://journeytoforever.org/biodiesel_yield.html#oils_esters http://journeytoforever.org/biodiesel_svo.html
Hoge IV waarden:
onstabiele olie : doorbreken van ketens;
polymerisatie van ketens tot plastische vaste stof (clouds); IV < 100:
leeftijd van motorblok, dieselpomp en injector dalen drastisch
Food, Fuel, (Forest)
http://journeytoforever.org/biofuel_food.htmlTypische objecties
tegen biofuels:• meer areaal voor energieteelten voor
biofuels, minder voor voedselproductie
• tekort aan voedselproductie aangescherpt
Typische antwoorden:
• voldoende voedsel (± 2 kg/persoon)
two and a half pounds of grain, beans and nuts, about a pound of fruits and
vegetables, and nearly another pound of meat, milk and eggs
• tekorten omwille van economische systemen
eerder dan omwille van overpopulatie en schaarste (belang van exportpolitiek)
• na extractie uit grondstof van olie blijft een
proteine-rijke cake
• plaatselijk gegroeide energie-teelten doen de
afhankelijkheid van en cash-uitgaven voor geïmporteerde fuels dalen
http://www.gave.novem.nl/figuur025/faq_dutch.html
BIOFUELS EERSTE of
TWEEDE GENERATIE
CO
2reductiepotentieel
van biobrandstoffen
Eerste generatie biofuels
Tweede generatie biofuels
50% max.
90%
Productie van biofuels verbuikt energie en produceert CO2
Biofuels klimaatneutraal (netto geen CO2 emissie)
ETBE: ethyl tert. Butyl ether (50% bioethanol)
Cellulose-ethanol:
fermentatiehoutachtig deel van gewassen
Pyrolyse-olie:
pyrolyse (hoge temperatuur (300-700°C) in afwezigheid van lucht biodiesel & bioethanol, PPO)
http://www.gave.novem.nl/figuur025/faq_dutch.html
BIOFUELS TWEEDE GENERATIE
CO
2reductiepotentieel
van biobrandstoffen
Tweede generatie biofuels
90%
Productie van biofuels verbuikt energie en produceert CO2
Biofuels klimaatneutraal (netto geen CO2 emissie)
Bio-FT-Diesel:
Groene diesel Sun Diesel (CHOREN)
Fischer-Tropsch (FT) Diesel
Biomassa
Compositie Petrodiesel vergassen zuiverensynthesegas
FT katalyse met ijzeroxidegeen S
technologisch mogelijk
CO, CO2, H2http://www.emis.vito.be/mobiliteit/index.asp?pageChoice=Biomotor&Bc=Brandstoffen
5-10% PPO mengbaar met
petrodiesel
Rudolf Diesel, de uitvinder dieselmotor, liet in 1897 zijn eerste dieselmotor al op pindaolielopen.
http://nl.wikipedia.org/wiki/PPO
PPO
ombouwen
dieselmotoren(vooral oudere modellen) voor PPO
•kost vrij hoog 3000-5000€ (voor
personenwagen)
• lange termijn effecten onduidelijk
PPO = PURE PLANT OILS
•bruikbaar als biodiesel in dieselmotoren •niet ondersteund door constructeurs,
zeker niet voor nieuwste generatie inspuitsystemen
nadelen
van PPO:• hoge viscositeit (stroperig) en lage vloeibaarheid bij lage temperaturen
• betrekkelijk laag cetaangetal (~35 i.p.v. 50 voor biodiesel)
• sterke neiging tot het vormen van afzettingen in verbrandingsruimte en op injectoren
meestal gebruikgemaakt van 2-tanksysteem +
brandstofverwarming omviscositeitPPO te verlagen (originele verstuivers en inspuitpomp blijven)
• starten op (bio)diesel)
• motor op bedrijfstemperatuur: overgeschakeld op PPO • warmte van motor benut om PPO te verwarmen
(dunner)
• op bedrijfstemperatuur is verbranding van PPO goed
inspuitmoment gewijzigd
BIOFUELS TWEEDE GENERATIE
biomassa
synthesegas
(bio)methanol
CH
3OH
bio-ether
dimethylether
CH
3OCH
3 katalysator 1 katalysator 2bestaande grootschalige
technologieën
opslag, distributie zoals LPG agressief voor kunststoffen: aangepaste motordichtingen
http://www.euractiv.com/en/taxation/fuel-taxation/article-117495
De minimum accijnstarieven, die sedert de
inwerkingtreding van Richtlijn 92/82/EEG niet meer zijn gewijzigd, bedragen (in euro per 1 000 liter): Gelode benzine 337 Ongelode benzine 287 Gasolie 245 http://register.consilium.eu.int /pdf/nl/02/st11/11571nl2.pdf
door accijnsvrijstelling wordt biodiesel competitief met petrodiesel
door accijnsvrijstelling wordt biodiesel competitief met petrodiesel
J. Speleers, BIORO NV 0,834 1,237 0,872 TOTAAL 0,145 0,215 0,162 BTW 0,00 0,333 0,333 Accijnzen + energietaksen 0,139 0,139 0,139 Marge + distributiekost 0,550 0,550** 0,238** Basisprijs Biodiesel 2* Biodiesel 1 Petrodiesel
* biodiesel met taxvrijstelling; **eind 2004
the hydrogen (H
2) society
http://www.shell.com/home/Framework?siteId=hydrogen-en&FC2=/hydrogen-en/html/iwgen/ultimate/zzz_lhn.html&FC3=/hydrogen-en/html/iwgen/ultimate/ultimate_fuel_0111.html
Hydrogen:
• non-polluting, safe and sustainable fuel • does not emit greenhouse gases
• does not contribute to global warming • does not affect the quality of the air
• to power our homes, cars, efficiently and economically • derived from renewable energy sources
• one by-product - clean, distilled water
• biomass to H2
• hydrogen becomes a storable fuel used
when needed to run fuel cells;
• these will provide electricity and power
vehicles.
• waste product of the fuel cells is pure
proton-exchange-membrane (PEM) fuel cell:
• lightweight, low-cost, high-performance characteristics on
the highway.
• working at relatively low temperatures (80 to 100°C) • hydrogen and atmospheric oxygen are introduced on
separate sides of a membrane
http://www.shell.com/home/Framework?siteId=hydrogen-en&FC2=/hydrogen-en/html/iwgen/ultimate/zzz_lhn.html&FC3=/hydrogen-en/html/iwgen/ultimate/ultimate_fuel_0111.html
Electrons cannot cross the membrane and are forced to take a longer route through wiring outside the cell. Like battery power generation, they produce electricity. Innovation is also rapidly lowering the costs of fuel-cell production, for example by cutting the need for expensive catalysts within the cell.
The membrane allows hydrogen ions (protons) to pass unimpeded to combine with oxygen to form water.