Βιοκαύσιμα: Πληροφορίες και εγκυκλοπαιδικά στοιχεία

Βιοκαύσιμα: Πληροφορίες και εγκυκλοπαιδικά στοιχεία

Τον τελευταίο καιρό συζητείται έντονα από τους επιστήμονες σε όλο τον κόσμο το πρόβλημα της εξάντλησης των ενεργειακών πόρων, με κύρια αναφορά στο πετρέλαιο. Η συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση του «μαύρου χρυσού» καθώς και η ενεργειακή κατάχρησή του, ειδικά από τους πολίτες των ανεπτυγμένων χωρών, οδηγούν με μαθηματική ακρίβεια στην εξάντληση των αποθεμάτων, πιθανόν πολύ νωρίτερα απ’ ότι υπολογιζόταν αρχικά.

Παράλληλα, είναι ήδη γνωστό ότι τα κατάλοιπα της καύσης του πετρελαίου από τις διάφορες καθημερινές δραστηριότητες δημιουργούν το λεγόμενο «φαινόμενο του θερμοκηπίου» και συμβάλλουν στην καταστροφή του περιβάλλοντος. Προκειμένου να βρεθούν λύσεις για τα προβλήματα αυτά, η επιστήμη έστρεψε τις έρευνές της για παραγωγή ενέργειας σε άλλους τομείς, αυτή τη φορά περισσότερο φιλικούς προς το περιβάλλον, ανακαλύπτοντας έτσι μια νέα γενιά καυσίμων, τα λεγόμενα «βιοκαύσιμα».

Η ενέργεια και η ύλη αποτελούν τα δύο συστατικά του κόσμου στον οποίο ζούμε. Ο άνθρωπος αντιλήφθηκε αρκετά νωρίς ότι θα ήταν ωφέλιμο για την επιβίωσή του να τιθασεύσει την ενέργεια που του προσφέρει το περιβάλλον, κάνοντας έτσι το πρώτο βήμα με την ανακάλυψη της φωτιάς. Με την πάροδο των αιώνων, τα ανθρώπινα επιτεύγματα αναβάθμισαν την ποιότητα ζωής αλλά ταυτόχρονα δημιούργησαν νέες ανάγκες σε ενέργεια.

Όμως, η ανακάλυψη του πετρελαίου έμελλε να παίξει κυρίαρχο ρόλο στην πρόοδο της ανθρωπότητας και έτσι σύντομα, η καύση ξύλων ως πηγή ενέργειας αντικαταστάθηκε από την καύση του πετρελαίου σχεδόν σε όλους τους τομείς της καθημερινότητας. Σήμερα, το πετρέλαιο εξακολουθεί να τροφοδοτεί την πλειοψηφία των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, κυρίως στις ανεπτυγμένες χώρες, από τη θέρμανση των σπιτιών μέχρι την κίνηση των οχημάτων.

Η έντονη αυτή εξάρτηση από το πετρέλαιο έχει άμεσες επιπτώσεις στις οικονομίες των κρατών που αναγκάζονται να το εισάγουν από τις χώρες που το διαθέτουν σε αφθονία, διατηρώντας έτσι σε λεπτή ισορροπία τις μεταξύ των σχέσεις.

Από την άλλη πλευρά, οποιαδήποτε πετρελαϊκή κρίση -δηλαδή μείωση της εξαγόμενης ποσότητας πετρελαίου- η οποία συνήθως συνοδεύεται από επαναδιαπραγμάτευση των οικονομικών όρων μεταξύ των κρατών, έχει άμεσο αντίκτυπο σε κάθε ανθρώπινη δραστηριότητα. Συνήθως πλήττεται πρώτος ο τομέας των μεταφορών, με αύξηση των τιμών στα καύσιμα, ενώ στη συνέχεια τα προβλήματα εμφανίζονται σε όλους τους υπόλοιπους τομείς.

Εκτός από τη σχέση εξάρτησης ανάμεσα στο πετρέλαιο και τον άνθρωπο, η κατάχρηση του πετρελαίου τον τελευταίο αιώνα έχει δημιουργήσει επίσης σοβαρά περιβαλλοντικά προβλήματα. Το γνωστό «φαινόμενο του θερμοκηπίου», το οποίο οδηγεί στην αύξηση της μέσης θερμοκρασίας του πλανήτη μας, οφείλεται κατά κύριο λόγο στις μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα που απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα, ως κατάλοιπα της καύσης του πετρελαίου από τα οχήματα αλλά και τη βιομηχανία.

Το περιβάλλον βλάπτεται από το πετρέλαιο και με άλλους τρόπους, όπως για παράδειγμα από τα ατυχήματα που συμβαίνουν κατά καιρούς στα πλοία τα οποία μεταφέρουν πετρέλαιο, οπότε και εκχύνονται μεγάλες ποσότητες του υγρού αυτού στον θαλάσσιο χώρο. Οι εκτεταμένες πετρελαιοκηλίδες που δημιουργούνται σε αυτές τις περιπτώσεις δεν διαλύονται και δεν καθαρίζονται εύκολα, με αποτέλεσμα να κινδυνεύει άμεσα η θαλάσσια ζωή αλλά και η υγεία των ανθρώπων που διαμένουν κοντά σε αυτές τις περιοχές.

Συνεπώς, αν και το πετρέλαιο αποτελεί σημαντική ενεργειακή πηγή, την οποία μάλιστα η φύση φρόντισε να μας προσφέρει σε αφθονία, εντούτοις τα προβλήματα που δημιούργησε με την πάροδο των χρόνων ανάγκασαν την ανθρωπότητα τα τελευταία χρόνια να επαναπροσδιορίσει τη σχέση της μαζί του. Ετσι αναπτύχθηκε μια νέα φιλοσοφία προκειμένου να αντικατασταθεί το πετρέλαιο ως καύσιμο. Υιοθετήθηκε λοιπόν η λύση των «βιοκαυσίμων», η οποία κερδίζει όλο και περισσότερο έδαφος τόσο σε επιστημονικό όσο και σε κοινωνικό επίπεδο.

Βιοκαύσιμα από τον κήπο μας

Τα βιοκαύσιμα παράγονται από οργανικά υλικά φυτικής ή ζωικής προέλευσης, τα οποία ονομάζονται γενικότερα «βιομάζα». Προκειμένου να παραχθούν τα βιοκαύσιμα, είναι απαραίτητο τα οργανικά αυτά υλικά να περάσουν από μια συγκεκριμένη επεξεργασία, αν και σε ορισμένες περιπτώσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν και στην αρχική τους μορφή.

Ως υλικά φυτικής προέλευσης χρησιμοποιούνται κατά κύριο λόγο το καλαμπόκι, τα φιστίκια και τα υπολείμματα από τον καθαρισμό του βαμβακιού, ενώ τα τελευταία χρόνια αυξάνεται και η χρήση του ζαχαροκάλαμου.

Επιπρόσθετα, στην ίδια κατηγορία εμπίπτει και το πριονίδι, ως κατάλοιπο της επεξεργασίας του ξύλου. Οσον αφορά τα υλικά ζωικής προέλευσης, αυτά είναι συνήθως περιττώματα των ζώων αλλά και υπολείμματα τροφών από το καθημερινό τραπέζι μας. Η βιομάζα δηλαδή είναι σχεδόν οτιδήποτε οργανικό υπάρχει στη φύση! Τα προϊόντα της επεξεργασίας της βιομάζας είναι τόσο υγρές όσο και αέριες ουσίες, οι οποίες έχουν μια πληθώρα εφαρμογών.

Στα υγρά προϊόντα ανήκουν η αιθανόλη, η μεθανόλη και η βουτανόλη -εκ των οποίων η πρώτη χρησιμοποιείται σε ένα ποσοστό ως αντικαταστάτης της βενζίνης όπως θα δούμε στη συνέχεια- αλλά και το λεγόμενο «βιοντήζελ». Το βιοντήζελ, όπως δείχνει το όνομά του, φιλοδοξεί να αντικαταστήσει το συμβατικό ντήζελ που παρασκευάζεται από το πετρέλαιο και το οποίο χρησιμοποιείται ως καύσιμο σε ορισμένους τύπους οχημάτων.

Αυτό μπορεί να συμβεί επειδή έχει σχεδόν παρόμοια σύσταση με το «πετρελαϊκό» ντήζελ και επομένως είναι συμβατό με την τεχνολογία των κινητήρων που διαθέτουν τα σημερινά οχήματα. Στην πραγματικότητα, η πρώτη μηχανή ντήζελ που κατασκευάστηκε από τον Rudolf Diesel, λειτούργησε με έλαιο από τους καρπούς της φιστικιάς και όχι με πετρέλαιο.

Όσον αφορά τα αέρια προϊόντα, εδώ βρίσκουμε το βιομεθάνιο, ή αλλιώς βιοαέριο, το οποίο παράγεται κατά τη φυσική αποσύνθεση των απορριμμάτων αλλά και των ζωικών περιττωμάτων ή και με συνδυασμό αυτών.

Η ποιότητα του βιοαερίου είναι δυνατό να ελεγχθεί ανάλογα με το ποσοστό συμμετοχής των δύο οργανικών υλικών στην αρχική επεξεργασία. Τέλος, αέριο καύσιμο μπορεί να παραχθεί και από το ξύλο, το οποίο στη συνέχεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί στις πετρελαιομηχανές με αρκετά ικανοποιητικά αποτελέσματα.

Αιθανόλη αντί για βενζίνη

Όπως ίσως έγινε φανερό από τα προηγούμενα, οι έρευνες πάνω στα βιοκαύσιμα προσανατολίζονται περισσότερο στη χρήση τους ως καύσιμη ύλη για τα οχήματα. Αυτό είναι λογικό, εάν σκεφθεί κανείς ότι οι μεταφορές αποτελούν τον κυριότερο τομέα για την οικονομία μιας χώρας, ενώ στηρίζουν και τους υπόλοιπους τομείς της καθημερινής ανθρώπινης δραστηριότητας.

Επιπλέον, το γεγονός ότι η καύση της βενζίνης παράγει κατά κύριο λόγο μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα, το οποίο συμβάλλει στο φαινόμενο του θερμοκηπίου, αλλά και άλλων τοξικών ουσιών, ώθησε τους επιστήμονες να μελετήσουν την περίπτωση της αντικατάστασής της, μερικώς ή ολικώς, από τα βιοκαύσιμα.

Ως αντικαταστάτης της βενζίνης προτάθηκε η αιθανόλη, η οποία τα τελευταία χρόνια έχει αρχίσει να χρησιμοποιείται σε ευρεία κλίμακα κυρίως στην Αμερική και τη Βραζιλία και λιγότερο σε ορισμένες ευρωπαϊκές χώρες. Η αιθανόλη, η οποία δεν είναι τίποτε άλλο από το γνωστό οινόπνευμα, ανήκει στην κατηγορία των αλκοολών και μπορεί να παραχθεί από μια μεγάλη ποικιλία οργανικών υλικών.

Χαρακτηριστικά αναφέρουμε τα ζαχαροκάλαμα, τις πατάτες, το καλαμπόκι, το σιτάρι και πολλά άλλα, ενώ συνήθως στη βιομηχανία η αιθανόλη παράγεται από το πετρέλαιο. Επίσης, εξάγεται από τα υπολείμματα των τροφών αλλά και των φυτών, όπως για παράδειγμα από τα φύλλα του καλαμποκιού. Το θετικό με την αιθανόλη είναι ότι μπορεί να συνδυαστεί με τη συμβατική βενζίνη και να χρησιμοποιηθεί στα οχήματα με τους ήδη υπάρχοντες κινητήρες, στους οποίους μάλιστα δεν προκαλεί καμία φθορά.

Συγκεκριμένα, ένα μίγμα από 10% αιθανόλη και 90% βενζίνη, το οποίο ονομάζεται Ε10, είναι αποδεκτό για τους σημερινούς κινητήρες, ενώ το ποσοστό της αιθανόλης στο μίγμα είναι δυνατό να φτάσει μέχρι το 30%. Πέραν αυτού του ορίου, όμως, είναι απαραίτητη η μετατροπή των κινητήρων προκειμένου να γίνεται σωστά η καύση του μίγματος.

Το 1999 κατασκευάστηκαν τα πρώτα οχήματα με ειδικούς κινητήρες ώστε να είναι εφικτή η χρήση μιγμάτων περιεκτικότητας μέχρι και 85% σε αιθανόλη. Ειδικά το μίγμα Ε85 -85% αιθανόλη και 15% βενζίνη- χρησιμοποιείται σήμερα σε αρκετές χώρες, τόσο στα οχήματα όσο και στα μέσα μαζικής μεταφοράς, αν και σε ορισμένες περιπτώσεις η αιθανόλη δεν είναι ακριβώς σε ποσοστό 85%.

Τούτη η ιδιομορφία συμβαίνει κυρίως στις περιοχές με ψυχρά κλίματα όπου προστίθεται μια επιπλέον ποσότητα βενζίνης, ώστε να είναι δυνατή η πρώτη έναυση του μίγματος χάρη στο μεγάλο βαθμό εκρηκτικότητας της βενζίνης. Ενα ακόμη χαρακτηριστικό στους πρωτοποριακούς αυτούς κινητήρες είναι η δυνατότητα να ελέγχεται ακριβώς η σύσταση του καυσίμου που χρησιμοποιείται κάθε φορά, έτσι ώστε να εξασφαλίζεται η σωστή αναλογία αέρα- καυσίμου στον κινητήρα προκειμένου η καύση να έχει τη μέγιστη δυνατή απόδοση.

Η απόδοση ενός καυσίμου είναι σίγουρα ένας βασικός ποιοτικός παράγοντας αλλά δεν είναι ο μόνος. Υπάρχει και ο λεγόμενος «αριθμός οκτανίων» ο οποίος καθορίζει τη σωστή συμπεριφορά του καυσίμου κατά τη διαδικασία της καύσης στον κινητήρα. Χωρίς να επεκταθούμε σε λεπτομέρειες, θα τονίσουμε απλώς ότι ο αριθμός των οκτανίων που περιέχει ένα καύσιμο πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μεγαλύτερος, καθώς τα οκτάνια μειώνουν τις μικρο-εκρήξεις στο εσωτερικό του κινητήρα κατά την καύση.

Οι συμβατικές βενζίνες έχουν αριθμούς οκτανίων από 95 έως 100 κι αυτό οφείλεται σε διάφορα πρόσθετα που περιέχουν. Αντίθετα, η καθαρή αιθανόλη έχει αριθμό οκτανίων 113, σημαντικά υψηλότερη από τη βενζίνη και φυσικά χωρίς την προσθήκη άλλων ουσιών. Το μίγμα Ε85 έχει αριθμό οκτανίων 105, επίσης υψηλότερο από τη συμβατική βενζίνη. Επομένως, ακόμα και από πλευράς απόδοσης η χρήση αιθανόλης συμφέρει περισσότερο σε σχέση με τη βενζίνη.

Παρόλα αυτά, η καθαρή αιθανόλη δεν μπορεί ακόμα να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο διότι οι κινητήρες που θα απαιτούντο θα ήταν κατασκευαστικά εντελώς διαφορετικοί από αυτούς που διαθέτουν τα οχήματα σήμερα. Αυτό οφείλεται κυρίως στο γεγονός ότι η καύση στον κινητήρα εξαρτάται από πολλούς παράγοντες προκειμένου να επιτυγχάνεται η μέγιστη απόδοση του καυσίμου.

Για παράδειγμα, ένας κινητήρας αιθανόλης θα έπρεπε να διαθέτει μεγαλύτερους εγχυτήρες καυσίμου (μπεκ), περίπου κατά 50% σε σχέση με τους σημερινούς. Επίσης, δεδομένου ότι το καύσιμο εισέρχεται στον θάλαμο καύσης σε αέρια μορφή, θα ήταν απαραίτητο ένα σύστημα θέρμανσης της αιθανόλης σε περιπτώσεις που η θερμοκρασία είναι κάτω από τους 15 C, ώστε το καύσιμο να εξατμίζεται εξ ολοκλήρου και να μη παραμένει σε υγρή μορφή.

Η παραγωγή αιθανόλης από βιομάζα δεν είναι ιδιαίτερα δύσκολη διαδικασία. Εάν το φυτικό υλικό είναι αμυλώδες, όπως για παράδειγμα το καλαμπόκι ή η πατάτα, αναμιγνύεται κατευθείαν με νερό και πολτοποιείται. Τα μη αμυλώδη φυτά πρέπει να τοποθετηθούν σε νερό για 48 ώρες. Μέσα στον πολτό υπάρχουν τα ένζυμα, τα οποία μετατρέπουν το άμυλο σε ζάχαρη.

Στη συνέχεια προστίθεται μαγιά ώστε να αρχίσει η διαδικασία της ζύμωσης, με την οποία η ζάχαρη θα μετατραπεί σε αιθανόλη. Το μίγμα αφήνεται για περίπου 50 ώρες, ύστερα φιλτράρεται για να αφαιρεθούν όσα προϊόντα της ζύμωσης δεν είναι απαραίτητα και στο τέλος διυλίζεται ώστε να ληφθεί καθαρή αιθανόλη.

Αξίζει να αναφερθεί στο σημείο αυτό ότι ως αντικαταστάτες της βενζίνης, εκτός από την αιθανόλη, έχουν προταθεί και άλλες ουσίες της ομάδας των αλκοολών όπως η μεθανόλη, η βουτανόλη και η προπανόλη, οι οποίες επίσης μπορούν να παραχθούν από βιομάζα. Ενα αρνητικό χαρακτηριστικό που διαθέτουν και οι τρεις είναι η μεγάλη τοξικότητά τους συγκριτικά με την αιθανόλη, επομένως η χρήση τους θα πρέπει να διέπεται από αυστηρούς κανόνες προστασίας.

Η βουτανόλη έχει σημείο ανάφλεξης στους 35 C, δεν είναι δηλαδή ιδιαίτερα εύφλεκτη. Αυτό ίσως είναι καλό όσον αφορά την ασφάλεια των χώρων φύλαξής της, αλλά δυσκολεύει τη χρήση της ως καύσιμο αφού αναφλέγεται δύσκολα στον κινητήρα του οχήματος, ιδίως σε ψυχρές περιοχές. Από την άλλη πλευρά, η βουτανόλη έχει μεγαλύτερη θερμογόνο δύναμη από τις υπόλοιπες αλκοόλες, η οποία είναι σχεδόν ανάλογη με τη θερμογόνο δύναμη της καθαρής βενζίνης, ενώ ταυτόχρονα διαθέτει υψηλότερο αριθμό οκτανίων από αυτή, όπως άλλωστε ισχύει και για τις τέσσερις αλκοόλες.

Η παραγωγή των αλκοολών από βιομάζα δεν είναι δύσκολη αλλά ακόμα σημαντικά ακριβότερη σε σχέση με τη βιομηχανική παραγωγή τους από το πετρέλαιο. Αυτό όμως αναμένεται να αλλάξει τα επόμενα χρόνια, καθώς οι μέθοδοι καλλιέργειας της βιομάζας και εξαγωγής των αλκοολών από αυτήν θα γίνονται καλύτερες και πιο αποδοτικές, ιδιαίτερα δε αν η τιμή του πετρελαίου συνεχίσει να αυξάνεται.

Η περίπτωση του Βιοντίζελ

Η βενζίνη δεν είναι το μόνο καύσιμο που χρησιμοποιείται στα οχήματα και γενικότερα στα μέσα μεταφοράς. Ενα μεγάλο ποσοστό χρησιμοποιεί το ντήζελ, το οποίο παράγεται επίσης από το πετρέλαιο, η καύση του οποίου δεν παύει να είναι βλαβερή για το περιβάλλον. Επομένως χρήζει και αυτό αντικατάστασης από άλλα καθαρότερα καύσιμα. Στα πλαίσια των ερευνών για τα βιοκαύσιμα, ήταν απόλυτα λογικό να μελετηθεί η περίπτωση του Βιοντίζελ.

Το Βιοντίζελ συνήθως παρασκευάζεται από φυτικά έλαια, δηλαδή από έλαια που παράγονται ύστερα από τη σύνθλιψη φυτών ή των καρπών τους, όπως για παράδειγμα από τα φιστίκια. Σε ορισμένες περιπτώσεις χρησιμοποιούνται και ζωικά λίπη, που ανήκουν εξίσου στην κατηγορία των ελαίων ή ακόμα και τα υπολείμματα των λαδιών που χρησιμοποιούνται στα εστιατόρια για το τηγάνισμα.

Φυσικά, δεν αρκεί μόνο να εξασφαλίσουμε τα συγκεκριμένα έλαια αλλά πρέπει αυτά να υποστούν πρώτα μια επεξεργασία, προκειμένου να φτάσουμε στην ποιότητα του πετροντίζελ. Αρχικά, τα έλαια θερμαίνονται για αρκετή ώρα, ώστε να αποκτήσουν μεγαλύτερη καθαρότητα (οι ανεπιθύμητες ουσίες εξατμίζονται).

Στη φάση αυτή τα έλαια περιέχουν μια κατηγορία οργανικών ενώσεων, τα λεγόμενα τριγλυκερίδια. Στη συνέχεια, προστίθεται μεθανόλη και ένας καταλύτης -συνήθως υδροξείδιο του καλίου- ώστε να συμβεί η αντίδραση της μετεστεροποίησης, όπου κατά την οποία τα τριγλυκερίδια διασπώνται στους εστέρες και σε γλυκερίνη. Οι εστέρες αποτελούν ουσιαστικά το βιοντήζελ, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί στις μηχανές είτε σε καθαρή μορφή (100% Βιοντίζελ) είτε σε ανάμιξη με το πετρελαϊκό ντίζελ.

Το Βιοντίζελ είναι μη τοξικό υλικό και βιοδιασπώμενο, με την έννοια ότι αποσυντίθεται χωρίς να αφήνει τοξικά κατάλοιπα, ενώ η καύση του απελευθερώνει σημαντικά λιγότερα ποσοστά ρύπων σε σχέση με το πετρελαϊκό ντήζελ (πετροντίζελ). Το Βιοντίζελ επομένως καλύπτει τις προδιαγραφές ως καύσιμο και πλέον πωλείται νόμιμα στα πρατήρια ορισμένων χωρών. Το Βιοντίζελ που παράγεται από τη διαδικασία της μετεστεροποίησης είναι κατάλληλα τροποποιημένο ώστε να αποδίδει σωστά στις συνθήκες ανάφλεξης των κινητήρων, κάτι το οποίο δεν ισχύει για την πρωταρχική μορφή των ελαίων, είτε φυτικών είτε ζωικών.

Όπως συμβαίνει με τη αιθανόλη, στο εμπόριο κυκλοφορούν μίγματα Βιοντίζελ και πετροντίζελ σε κατάλληλες αναλογίες. Συνήθως χρησιμοποιείται το μίγμα Β2, το οποίο σημαίνει 2% Βιοντίζελ και 92% πετροντίζελ, και το Β20 με 20% Βιοντίζελ. Το ποσοστό του Βιοντίζελ προσδίδει και ανάλογες ιδιότητες στο μίγμα, οι οποίες έχουν σχέση κατά κύριο λόγο με το ιξώδες του, δηλαδή το πόσο ρευστό είναι.

Η ρευστότητα του μίγματος είναι σημαντική εξαιτίας του γεγονότος ότι το πετροντίζελ, έχοντας καθαριστεί από προσμίξεις θείου, έχει χάσει ένα βαθμό της αρχικής ρευστότητάς του, με άμεση συνέπεια τη μειωμένη λίπανση του κινητήρα. Έτσι, η προσθήκη Βιοντίζελ εξομαλύνει αυτό το πρόβλημα.

Τα πλεονεκτήματα του Βιοντίζελ δεν εξαντλούνται μόνο στο ότι ως καύσιμο είναι φιλικό προς το περιβάλλον. Από χημική άποψη, το Βιοντίζελ έχει σημείο ανάφλεξης στους 160 C, επομένως είναι αρκετά ασφαλές τόσο κατά την παραγωγή του όσο και κατά την αποθήκευσή του.

Επιπλέον, όπως αποδείχθηκε από έρευνες, το Βιοντίζελ έχει την ικανότητα να διασπά υπολείμματα που έχουν συσσωρευτεί στον κινητήρα και στις σωληνώσεις των οχημάτων από τη χρόνια χρήση του πετροντήζελ, βοηθώντας έτσι στον καθαρισμό τους.

Αυτό σημαίνει βέβαια ότι στα φίλτρα συσσωρεύονται πολύ γρήγορα ακαθαρσίες, γεγονός που απαιτεί τακτική αλλαγή τους. Από την άλλη πλευρά, μεγάλη περιεκτικότητα σε βιοντήζελ ενδέχεται να προσβάλλει τα ελαστικά εξαρτήματα του οχήματος με τα οποία έρχεται σε άμεση επαφή, όπως για παράδειγμα τα ελαστικά στεγανοποίησης της αντλίας καυσίμου. Αν και στα νεώτερα οχήματα τα εξαρτήματα αυτά έχουν μεγαλύτερη αντοχή, εν τούτοις είναι απαραίτητος ο τακτικός έλεγχός τους.

Από την άλλη πλευρά, υπάρχουν δύο βασικά μειονεκτήματα, τα οποία ενδεχομένως να αποτρέψουν τη χρήση καθαρού Βιοντίζελ στους κινητήρες:

Το πρώτο μειονέκτημα συνίσταται στο ότι σε χαμηλές θερμοκρασίες, περίπου στους 4 C, το βιοντήζελ στερεοποιείται και μετατρέπεται σε ένα είδος πηκτώματος (gel) γεγονός που οφείλεται στους εστέρες που περιέχει.

Αν και ακόμα δεν έχει βρεθεί κάποιο πρόσθετο το οποίο να ελαττώνει τη θερμοκρασία στερεοποίησής του, παρόλα αυτά ένα μίγμα από βιοντήζελ, πετροντήζελ -του οποίου δεν έχουν αφαιρεθεί τα θειώδη συστατικά- και κηροζίνης φαίνεται να αμβλύνει αυτό το φαινόμενο. Οι ακριβείς περιεκτικότητες του κάθε συστατικού ποικίλλουν ανάλογα με την περιοχή όπου χρησιμοποιείται και τις κλιματολογικές συνθήκες που επικρατούν σε αυτήν.

Το δεύτερο μειονέκτημα του βιοντήζελ είναι η υδροφιλικότητά του, δηλαδή η τάση του να προσλαμβάνει μόρια νερού. Το νερό μπορεί να εμφανιστεί είτε ως κατάλοιπο της διαδικασίας παραγωγής του βιοντήζελ -οπότε να προσροφηθεί απευθείας από αυτό – είτε κατά την αποθήκευσή του, από τη συμπύκνωση των υδρατμών στο εσωτερικό των δοχείων. Η παρουσία του νερού δημιουργεί μια σειρά από προβλήματα.

Αρχικά μειώνει τη θερμότητα ανάφλεξης με συνέπεια τη μείωση της απόδοσης του καυσίμου, τη δυσκολία έναρξης της λειτουργίας του κινητήρα και την εκπομπή περισσότερης αιθάλης (καπνού). Επίσης, οι υδρατμοί ενδέχεται να διαβρώσουν το σύστημα τροφοδοσίας του καυσίμου στο όχημα ενώ σε χαμηλές θερμοκρασίες, δηλαδή κοντά στους 0 C, οι κρύσταλλοι νερού που σχηματίζονται αποτελούν πυρήνες συσσώρευσης των μορίων των εστέρων και συνεπώς διευκολύνουν τη στερεοποίηση του καυσίμου, όπως αναφέρθηκε νωρίτερα.

Τέλος, δεδομένου ότι η υγρασία συμβάλλει στην ανάπτυξη μικροβίων και σε συνδυασμό με το γεγονός ότι το βιοντήζελ προέρχεται από φυσικές πρώτες ύλες, άρα μπορεί να αποτελέσει τροφή για μικροοργανισμούς, γίνεται εύκολα κατανοητό ότι το σύστημα τροφοδοσίας θα ήταν μια εν δυνάμει εστία μικροβίων. Πάντως, τα μειονεκτήματα αυτά είναι δυνατό να ξεπεραστούν με κατάλληλες έρευνες, έτσι ώστε τελικά το βιοντήζελ να αντικαταστήσει επάξια το πετροντήζελ τα επόμενα χρόνια.

Η πολιτική για την καλλιέργεια της βιομάζας

Η επιλογή της πρώτης ύλης που θα χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή αιθανόλης δεν είναι και τόσο εύκολη διαδικασία. Καταρχήν πρέπει να υπολογιστεί η ποσότητα σε βιομάζα που απαιτείται ώστε να ληφθεί αντίστοιχα μια συγκεκριμένη ποσότητα αιθανόλης και στη συνέχεια να εξεταστεί εάν υπάρχει διαθέσιμη καλλιεργήσιμη έκταση για την ανάπτυξη αυτής της βιομάζας.

Στη Βραζιλία η παραγωγή αιθανόλης στηρίζεται αποκλειστικά στα ζαχαροκάλαμα, τα οποία αποτελούν καλλιεργήσιμο είδος για τη χώρα από τη δεκαετία του 70. Δεδομένου ότι η Βραζιλία δεν είναι ιδιαίτερα βιομηχανοποιημένη χώρα και άρα διαθέτει ακόμα μεγάλες εκτάσεις για περαιτέρω αύξηση της παραγωγής, την καθιστά μελλοντικά άξιο αντίπαλο στον στίβο της ενέργειας.

Ήδη η Βραζιλία καλύπτει τις ανάγκες της σε καύσιμα από την εγχώρια παραγωγή αιθανόλης και μάλιστα εξάγει σημαντικές ποσότητες σε χώρες με έντονη ζήτηση, όπως η Ιαπωνία και η Νότια Κορέα. Στον κόσμο του εμπορίου η Βραζιλία συχνά χαρακτηρίζεται ως η «Σαουδική Αραβία της αιθανόλης».

Λίγο βορειότερα, οι Ηνωμένες Πολιτείες παράγουν αιθανόλη από το καλαμπόκι, αφού αυτό αποτελεί βασικό καλλιεργήσιμο είδος της χώρας και επιπλέον επειδή το ζαχαροκάλαμο δεν μπορεί να αναπτυχθεί στις ψυχρές, βόρειες Πολιτείες. Παράλληλα, διεξάγονται συνεχώς έρευνες πάνω σε καινούργιες πρώτες ύλες, με κύριο στόχο την παραγωγή αιθανόλης καλύτερης ποιότητας και μεγαλύτερης απόδοσης.

Σε ευρωπαϊκό επίπεδο, δυστυχώς δεν είναι τόσο εφικτή η καλλιέργεια μεγάλων εκτάσεων ζαχαροκάλαμων ή καλαμποκιού. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι ευρωπαϊκές χώρες δεν διαθέτουν αρκετό ελεύθερο καλλιεργήσιμο χώρο, επομένως δεν μπορούν να δημιουργηθούν φυτείες ανάλογες με αυτές στη Βραζιλία ή στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Για παράδειγμα, μια έκταση από ζαχαροκάλαμα ανάλογη με την έκταση της Γερμανίας θα κάλυπτε λιγότερο από το 50% των αναγκών της χώρας σε καύσιμα. Η εναλλακτική λύση για τις βιομηχανικές χώρες είναι η παραγωγή αιθανόλης από οργανικά κατάλοιπα, όπως για παράδειγμα από τα απορρίμματα των μεγαλουπόλεων ή από τα ζωικά περιττώματα στις φάρμες με μεγάλη παραγωγή.

Στην περίπτωση του βιοντήζελ τα πράγματα είναι σαφώς καλύτερα, αφού η παραγωγή του μπορεί να στηριχθεί τόσο στα φυτικά έλαια όσο και στα οικιακά κατάλοιπα της μαγειρικής. Πάντως, αρκετές χώρες της Ευρώπης έχουν ήδη κάνει το πρώτο βήμα στην κατανάλωση βιοκαυσίμων, κυρίως στα μέσα μαζικής μεταφοράς, ενώ επίσης προωθούν τη χρήση τους και στα ιδιωτικά οχήματα με μείωση του φόρου κατανάλωσης.

Χαρακτηριστικά αναφέρουμε ότι στη Σουηδία τα αστικά λεωφορεία κινούνται είτε με μίγματα αιθανόλης είτε βιοντήζελ, έχοντας εξίσου ικανοποιητικά αποτελέσματα, στη Γερμανία η κυβέρνηση μείωσε τον φόρο στο βιοντήζελ, προκειμένου να ενθαρρύνει τη χρήση του από τους πολίτες, ενώ τέλος στο Γκράατζ της Αυστρίας τα αστικά λεωφορεία κινούνται χάρη στα τηγανισμένα έλαια που συγκεντρώνονται από μεγάλη αλυσίδα εστιατορίων και τα οποία μετατρέπονται σε Βιοντίζελ.

Στον υπόλοιπο κόσμο, η Κίνα ξεκινά δειλά τις πρώτες προσπάθειες παραγωγής αιθανόλης με φυτείες ζαχαροκάλαμου -ακολουθώντας πιστά τα ίχνη της Βραζιλίας- αλλά και ρυζιού. Ως χώρα διαθέτει ακόμα μεγάλες εκτάσεις για την καλλιέργεια ζαχαροκάλαμων ενώ όσον αφορά το ρύζι η παραγωγή του είναι ήδη ανεπτυγμένη, αφού αποτελεί εθνικό προϊόν. Στη Γκάνα της Αφρικής κατασκευάστηκε μονάδα παραγωγής βιοντήζελ από καρπούς καρυδιάς, γεγονός που θα ελαφρύνει τον προϋπολογισμό της χώρας κατά περίπου διακόσια εκατομμύρια δολάρια από εισαγωγές πετρελαίου.

Τι είναι τα βιοκαύσιμα

Η αιθανόλη και το βιοντήζελ είναι πράγματι οι πηγές καυσίμων του μέλλοντος. Η στροφή προς αυτές έγινε με σκοπό να δοθούν λύσεις σε δύο κρίσιμα προβλήματα. Αφενός στο πρόβλημα της μείωσης των ρύπων από την αλόγιστη χρήση του πετρελαίου, με άμεσο στόχο να ανακοπεί πλέον η καταστροφή του περιβάλλοντος, και αφετέρου στο πρόβλημα της απεξάρτησης των κρατών από τις εισαγωγές πετρελαίου, ώστε να μειωθούν οι δαπάνες και να βελτιωθεί η οικονομία τους. Ενδεχομένως μάλιστα το δεύτερο πρόβλημα να κινητοποιεί περισσότερο τις κυβερνήσεις προς την κατεύθυνση των βιοκαυσίμων σε σχέση με το πρώτο.

Είναι γεγονός πάντως ότι ακόμα απομένει να διανυθεί αρκετός δρόμος μέχρι τα βιοκαύσιμα να είναι προσιτά στον καθένα και σε κόστος χαμηλότερο από το πετρέλαιο. Ενδεχομένως στο μέλλον να μπορούν να καλύπτονται οι ανάγκες κάθε περιοχής σε βιοκαύσιμα από την τοπική παραγωγή φυτικών ή ζωικών υλών. Αυτό θα μείωνε το κόστος μεταφοράς και αποθήκευσης των βιοκαυσίμων ενώ ταυτόχρονα θα βοηθούσε στην ανακύκλωση των απορριμμάτων των περιοχών με πιο εύχρηστο τρόπο από την απλή καύση τους.

Είναι θετικό το γεγονός ότι έχει γίνει ήδη σε πολλές χώρες το πρώτο βήμα για την ευρεία χρήση των βιοκαυσίμων. Ας ελπίσουμε ότι οι έρευνες θα συνεχίσουν να προσανατολίζονται προς πηγές ενέργειας φιλικές προς το περιβάλλον και προς εμάς τους ίδιους.