Lífdísill

Lífdísill (kallast einnig lífdísel eða biodísel) er lífeldsneyti, búið til úr lífrænum efnum, eða lífmassa. Þessi Lífmassi er allt það lífræna efni sem hægt að nýta til að búa til lífdísil, og kemur hráefnið oftast frá plöntum eða dýrum. Það sem allur lífdísill á sameiginlegt er að hann er allur kominn af fitu af einhverju tag. Olíur eru jú bara fitur sem eru fljótandi við herbergishitastig, og kallast þessar fitur þríglyseríð.

Þess vegna er lífdísill endurnýjanlegur orkugjafi.

Lífdísil er hægt að nota óblandaðan á brunavélar, en í dag er hann oftast blandaður við venjulega dísilolíu í ákveðnu hlutfalli. Þessar blöndur eru einkenndar með stafnum „B“, sem stendur fyrir biodiesel, og tölu, til dæmis B5, fyrir dísilolíu með 5% lífdísil blandað út í.

Þegar búið er að blanda lífdísilnum út í venjulega dísilolíu er ekki lengur um lífdísil sem slíkan að ræða. Hann er skilgreindur sem alkóhól-ester úr fitusýrum unnum úr plöntu eða dýraafurðum.

Framleiðsla

Lífdísill er framleiddur með aðferð sem kallast estrun (e. transesterification). Estrun er hvatað efnahvarf alkóhóls, oftast metanóls eða etanóls, og lífmassans sem á að framleiða dísilinn úr.

Hráefnið sem notað er til framleiðslu lífdísils getur verið margs konar. Nota má margar gerðir af jurtaolíum, hvort sem þær eru nýjar eða notaðar, til dæmis repjuolía, sojabaunaolía, sólblómaolía, pálmaolía eða steikingarolía. Þá má nota fitu af dýrum eða tólg, og margs konar olíur úr fiskum, svo sem lýsi. Það er þó þannig að miklu meira er um að lífdísill er gerður úr jurtaolíu heldur en dýrafitu. Í Evrópu er mest um að repjuolía sé notuð en sojabaunaolía í Bandaríkjunum og eru þetta algengustu jurtaolíurnar notaðar til lífdísilframleiðslu. Annað algengasta hráefnið sem þarf til framleiðslunnar er alkóhól. Algengast af þeim er metanól en eins er hægt að nota etanól, ísóprópanól og bútýl.

Áður en estrunin getur hafist þarf oft að forvinna hráefnið. Það getur verið af mismunandi gæðum og þarf nánast alltaf að forvinna úrgangsolíur og fitur ef þær eiga að vera nothæfar til lífdísilsframleiðslu. Þetta er gert til að minnka innihald frjálsra fitusýra og vatns, því þetta tvennt dregur verulega úr nýtni hvarfsins.

Jurtaolía er samband þriggja fitusýra og einnar sameindar glýseróls. Við hvarfið losna fitusýrurnar frá glýserólinu og ein metanólsameind binst hverri þeirra í staðinn. Hvatinn sem þarf að nota til að láta hvarfið ganga hraðar er oft vítissódi (NaOH) þegar metanól er notað sem alkóhólið. Aðra hvata er einnig hægt að nota og geta það bæði verið sýru-hvatar og basa-hvatar.

Afurðir hvarfsins eru auk lífdísils, glýseról og alkóhól.

Þegar hvarfið er afstaðið hefst eftirvinnslan. Efnahvarfið er sjaldnast fullkomið svo í lífdísilnum geta hin og þessi óhreinindi orðið eftir. Glýserólið er eðlisþyngra þannig að það leggst á botninn á ílátinu, svo hægt er að tappa því undan. Til að losna við það sem gæti orðið eftir í lífdísilnum er hann hreinsaður með hreinu vatni og er það kallað vöskun. Með vöskun er hægt að losna við mest af glýserólínu en ekki algjörlega allt, svo það eina sem hægt er að gera í þessu er að ná sem mestri nýtni út úr hvarfinu.

Svo má eima glýserólið og ná þannig allt að 30% af alkóhólinu sem notað var, til baka.

Einkenni

Lífdísilolía er frábrugðin hefðbundinni dísilolíu á nokkra vegu. Það er munur á orkuinnihaldi, cetantölu og þeim hitastigum sem skipta máli í sambandi við eldsneyti, þó munurinn sé ekki alltaf mikill.

Eðlisþyngd

Eðlisþyngd lífdísils er ívið hærri en jarðdísils. Fyrir lífdísil er hún í kringum 0,88g/cm3, en fyrir jarðdísil er hún í kringum 0,85g/cm3.

Orkuinnihald

Orkuinnihald, eða varmagildi lífdísils er um það bil 37-39 MJ/kg, á meðan orkuinnihald venjulegrar dísilolíu er í kringum 43MJ/kg. Þetta segir okkur að við fáum ekki eins mikla orku út úr lífdísil eins og venjulegri jarðdísilolíu.

Cetantala

Cetantala lífdísils er hærri en í venjulegri dísilolíu. Cetantala segir til um eiginleika olíunnar til sjálfsíkveiknunar. Að hún er hærri í lífdísil segir okkur að bruni hans verður betri og hreinni en bruni venjulegra jarðdísilolíu. Cetantala jarðdísilolíu er undir 50, en hún er venjulega yfir 50 fyrir lífdísil.

Blossamark

Blossamark lífdísils er í kringum 130 °C, sem er töluvert hærra en venjulegrar dísilolíu, sem er í kringum 70 °C. Blossamark er það hitastig sem þarf til að kvikni í olíunni þegar eldur er borinn að henna, en slokknar aftur þegar eldurinn er fjarlægður. Þetta gerir það að verkum að lífdísill er töluvert öruggari en venjuleg dísilolía í umgengni.

Notkun

Notkun á lífdísil fer vaxandi á heimsvísu. Hann er hægt að nota á allar dísilvélar, þó að í sumum tilfellum þurfi að leggjast í breytingar á eldsneytiskerfinu.

Eins og er er ekki mælt með því að nota sterkari blöndu af lífdísil en B20. Bílaframleiðendur hafa gefið það út að það séu engar tryggingar fyrir því að það gangi áfallalaust. Lífdísill hefur nefnilega þau áhrif að hann mýkir og jafnvel brýtur niður sumar gerðir af plasti og gúmmíi, þannig að það gæti skemmt eldsneytiskerfa bíla. Þá er lífdísill ekki eins kuldaþolinn og venjuleg dísilolía. Hún storknar fyrr og gæti því stíflað síur eða skapað önnur vandræði. Þetta hefur verið til vandræða í sterkari blöndum en B20. Gerðar hafa verið rannsóknir á akstri bíla á B20 blöndu og hefur komið í ljós að það er í lagi að nota hana í flestum tilfellum.

Notkun á lífdísilolíu á Íslandi er ekki mikil. Hún er þó seld á nokkrum bensínstöðvum landsins. N1 selur t.d. B5 olíu og sem er þá 95% venjuleg dísilolía og 5% lífdísill. Þetta er hlutfall sem margir, ef ekki flestir, bílaframleiðendur hafa sagt að sé óhætt að nota á bíla frá þeim án þess að eiga á hættu skemmdir eða að ábyrgð fyrnist.

Kostir og gallar

Eins og allt annað hefur lífdísill sína kosti og galla. Eftirfarandi er í samanburði við hefðbundna dísilolíu.

Kostir

Lífdísill er endurnýjanlegur orkugjafi
Losar minna af gróðurhúsalofttegundum
Brotnar niður í náttúrunni
Inniheldur lítinn brennistein
Smyr betur en hefðbundin dísilolía
Þarfnast ekki breytingar á dreifikerfi hefðbundinnar dísilolíu

Lífdísill er því ekki eiturefni og er töluvert umhverfisvænni en hefðbundinn jarðdísill

Gallar

Þolir ekki eins mikinn kulda
Eykur losun NOx
Getur skemmt plast og gúmmí í eldsneytiskerfum
Minni orka í hverjum lítra
Getur myndað útfellingar í vélum

Einn af helstu ókostum lífdísils er að hann er jafnvel dýrari en hefðbundið jarðdísilolía. Blöndur að B20 geta þó verið á sambærilegu verði og jarðdísill. Þá þarf einnig töluvert landsvæði undir ræktun jurta sem hægt er að nota í framleiðsluna. Repja getur til að mynda skilað í kringum 1000 lítrum á hektara á ári.

Efnahagsleg úthrif

Korn

Notkun korns til framleiðslu á lífdísil er vafasöm til lengri tíma vegna efnahagslegra úthrifa. Helsta ástæða slíkra úthrifa er þörf á vernd á markaði gegn dísilolíu.

Innflutningskvótar og styrkir nema háum upphæðum til að halda verðinu lágu. Þessar aðgerðir hafa haldið aftur af innflutningi á eldsneyti framleiddu úr ódýrari efnum, líkt og sykurreyr. Niðurstaðan af þessum innflutningskvótum og hækkandi olíuverði á undanförnum árum eru að kornverð hafði tvöfaldast á þremur árum árið 2007. Notkun á lífdísil nær nú um 20 prósent af kornframboði hverrar þjóðar og þar sem markaðsöfl ýta undir meiri framleiðslu er síaukin eftirspurn eftir korni. Gróðursetning á korni hefur aukist og það ollið því að leiga á landsvæðum hefur hækkað.

Mikil landsvæði hafa verið tekin úr annarri notkun, fyrst og fremst sojabaunarækt, til að koma til móts við vaxandi eftirspurn eftir korni. Verð á matvælum úr korni hefur hækkað verulega og það hefur hvatt bændur til að skipta úr framleiðslu annarra mikilvægra matvæla, t.d. sojabaunum, yfir í korn (Sedjo, 2007).

Myndasafn

Í sumum löndum þá má fá lífdísill sem er ódýrari en venjuleg dísilolía
Mörgum bifreiðum hefur verið breytt til að nota lífdísil sem eldsneyti
Sojabaunir eru notaðar til að framleiða lífdísil

Heimildir

„Framleiðsla lífdísils úr úrgangsfitu“ (PDF). Sótt 5. apríl 2011.
„Umhverfisvænir orkugjafar“ (PDF). Sótt 5. apríl 2011.
„National biodiesel board - Fuel fact sheets“. Sótt 7. aprílld 2011.
„How biodiesel works“. Sótt 8. apríl 2011.
„Biodiesel technical information“ (PDF). Sótt 8. apríl 2011.
Sedjo, R.A. (2007). From Oilfields to Energy Farms. Washington: Resources Magazine.