Biodiesel

Biodiesel er en betegnelse for et drivstoff som i praksis i dag består hovedsakelig av konvensjonell, petroleumsbasert diesel med innblanding av en liten andel olje som har vegetabilsk eller animalsk kilde. Ren biodiesel (kjent som B100) består av metylester-fettsyrer fra glyserol-isomerer fra C14 og opp til C24. I Norge produseres biodiesel fremstilt av lakseolje, fiskeavfall, frityrolje og raps. Det er imidlertid kun tilsetninger basert på rapsolje, eller hovedsakelig rapsolje, som tilfredsstiller den europeiske CEN-standarden EN 14214.

Biodiesel er prosessert for å forminske glyserolinnhold, og må dermed ikke forveksles med ren animalsk/vegetabilsk olje, som i seg selv kan brukes som en annen type miljøvennlig drivstoff.

Dagens biodiesel

Biodiesel som selges som drivstoff for biler i dag er blandingsprodukter med diesel basert på mineralolje som hovedbestanddel. I de fleste land brukes et system med en såkalt "B-faktor" for å angi hvor stor andel biodiesel som er tilsatt. Produktbetegnelsen har en B, etterfulgt av et tall som angir innblandingsprosenten. B5 består av 95% mineraloljebasert diesel og 5% biodiesel. Blanding opp til B20 (80% diesel/20% biodiesel) kan generelt brukes i vanlige dieselmotorer i dag. Skal ren biodiesel (B100) brukes på nyere direkteinnsprøytede dieselmotorer, kreves det spesielle motorkonstruksjoner og tilpasninger for å unngå problemer med slitasje og ytelser. Mange eldre indirekte innsprøytede dieselmotorer med mekanisk dieselinnsprøytningspumpe kjører imidlertid greit på både biodiesel og ren frityr- eller fiskeolje i sommerhalvåret, men uten oppvarming av drivstofftilførselsslanger kan man oppleve at plantebaserte drivstoff tykner til (engelsk: waxing) og dermed blir vanskelig å mate frem fra tank til motor, og kan ødelegge innmaten i visse innsprøytningspumpemodeller.

Norge har omsetningspåbud for biodrivstoff. Påbudet er på 5% fra 2010. Dette er et mer ambisiøst påbud enn det Statens forurensningstilsyn (SFT) anbefalte regjeringen å gå for.^[1]

I dag markedsføres både B5 og B100 i Norge, og B5 finnes på pumper over hele landet. Pumper som leverer B5 er vanligvis ikke merket med noe annet enn "Diesel", og de fleste stasjoner og pumper leverer minst B5-B7 på de vanlige dieselpumpene sine. Det betyr at det er 5-7% biodiesel i nesten alle biler og pumper i dag. Alle dieselbiler kan kjøre på B5-B7.

Egenskaper

Fra 2009 ble det påbudt at oljeselskapene blander inn to til fem prosent biodiesel i sin diesel. Biodieselen produseres nesten kun av raps dvs – "B2" (2% biodiesel, 98% fossilt diesel eller petroleumsdiesel) – "B5" (5% biodiesel, 95% fossil diesel). 100% biodiesel betegnes B100. Flertallet av dieselmotorerprodusenter godtar ikke ren biodiesel på tanken, da ren biodiesel ikke oppfyller EN590-dieselkravene. Et mindre problem er at drivstoffslanger av gummi bør erstattes med plast, ettersom biodiesel løser opp gummi. Biodiesel har bedre smørende egenskaper enn alkaner, som i fossil dieselolje.

For å benytte biodiesel B100 på et kjøretøy, kreves det at motoren er spesielt tilpasset og godkjent for denne kvaliteten for at garantien på kjøretøyet skal kunne opprettholdes. Det er imidlertid ikke noe problem å kjøre en vanlig dieselmotor på biodiesel så lenge en mekaniker har gått over drivstoffsystemet og sikret at eventuelle detaljer i gummi er skiftet ut. B100 har bedre renseegenskaper enn tradisjonell diesel og vil holde motoren renere innvendig. Biodiesel B100 har dårligere kuldeegenskaper enn vanlig diesel. Ved bruk av biodiesel B100 i perioder med kuldegrader, bør bilen derfor stå i garasje når den ikke er i bruk.^[1] Modifikasjoner kan gjøres for å bruke biodiesel eller animalsk/vegetabilsk drivstoff i vinterhalvåret, som for eksempel oppvarming av drivstofftilførsel, enten med elektriske varmeelementer eller ved bruk av varmeveksler/oljekjøler. Man kan også bygge om bilen til å bruke to drivstofftanker, en primærtank med biodiesel og en sekundærtank med fossil diesel, der man lar motoren kjøre og varme opp med konvensjonell diesel og bytter over til biodiesel etter at motoren har nådd optimal driftstemperatur, ved hjelp av ventiler. Slike modifikasjoner er imidlertid ikke lovlig å gjennomføre på biler fra etter 1990.

Miljøgevinst

Forbrenning av fossilt brensel frigjør karbon til atmosfæren i form av CO₂ fra reserver (olje, kull og gass) som har brukt millioner av år på å bygge seg opp. Når vi derimot brenner biobrensel (f.eks. ved, flis, spon, rapsolje e.l.), kan dette skje som en del av karbonkretsløpet i naturen, så lenge vi lar planter gjenoppta den tilsvarende mengden biomasse. Biodiesel lages ved både dyrking og gjenvinning av biomasse. Avfall fra matindustri, for eksempel frityrolje er en billig ressurs.

Biodiesel gir mindre utslipp av helseskadelige emner som små partikler (PM), benzen og svovelforbindelser. Tradisjonell biodiesel slipper ut litt mer NOx-gasser, men dette kan lettere renses siden det ikke finnes svovel. Nye produksjonmetoder f.eks. NExBTL-diesel avgir mindre NOx-gasser enn petroleumsdiesel.

Biodiesel bør (i henhold til standarden EN 14214) være produsert av ren raps for å være mest mulig miljøvennlig. Rapsen vokser fortest tilbake, og opptar mest CO₂ i fotosyntesen. I teorien er biodiesel 100% utslippsfritt, men når man regner ut utslipp gjennom frakt og produksjon av oljen, sier norske produsenter (kilde:BV Energi, Sætre) at det avgir 10-20% av CO₂-mengden som fossilt drivstoff avgir.

Produksjonsmetode

Raps er mest brukt i Europa som råmaterial for biodiesel, men andre råmaterialer som soyabønner, solsikke, kokos, jatropha eller palmeolje, i tillegg til fett fra dyr eller fisk, kan også brukes.

Av 35 liter soyabønner (27 kg)^[2] kan det f.eks utvinnes 5,7 liter biodiesel (1 bushel = 1,5 US gallons).^[3]

Med utgangspunkt i raps, så dyrkes og høstes planten. Frøene som produseres er den interessante delen av planten pga. høy konsentrasjon av olje som kan presses ut. Ett mål (1 000 m²) raps dyrket i Europa gir ca. 400 kg frø, hvorav ca. 40% er olje. Oljen utvikles så til biodiesel ved at den først siles, og siden tilsettes alkohol; etanol kan brukes, men må da tørkes med zeolitt i en spesiell prosess til en volumprosent på 100%. Dette er en tidkrevende, avansert og omstendelig prosess, så metanol er mest brukt ettersom den kan brukes direkte uten modifisering. Blandingsforholdet ved bruk av metanol er mellom 15-20% metanol som igjen er tilsatt 15-20% lut eller kaustisk soda. Etter en kjemisk prosess, som heter transesterifisering, skiller man biodiesel (metylester hvis metanol er tilsatt, etylester hvis etanol er tilsatt) fra glyserin. Mye av metanolen som ble brukt kan gjenvinnes fra glyserinen, som skiller seg ut og blir liggende i bunnen av beholderen der prosessen foregår i løpet av en periode på minst 24 timer. Etter dette vaskes dieselen ved at det helles vann i toppen av tanken. Siden vann er tyngre enn olje, vil vannet renne gjennom dieselen og ta med seg eventuelle rester fra frøene. Dette tappes så ut og dieselen er klar.

Avfallsprodukter etter biodieselproduksjon kan blant annet brukes videre til å lage biogass eller vaskemiddel. Glyserin er for eksempel en viktig bestanddel i såpe.

Å lage biodiesel med metanol er en ganske enkel prosess, og mange gjør dette hjemme med brukt frityrolje (WWO, Waste Vegetable Oil) som man ofte får gratis hos gatekjøkken og restauranter.

Kontroversielt

I noen utviklingsland har produksjon av biodiesel ført til at matvarer har begynt å bli dyrere. Grunnen er at i bestemte strøk, som for eksempel i Mexico, er store landbruksflater blitt omstilt fra matvareproduksjon til drivstoffproduksjon^[4], og dermed er matvareproduksjonen blitt mindre. Dette gjelder riktignok ikke bare biodiesel, men alle drivstoffer som blir produsert på dyrket mark. Videre har det blitt pekt på at B2 og B5 inneholder henholdsvis 98% og 95% petroliumsbasert diesel.

Utover i 2008 kom stadig flere advarsler mot økt bruk av biodiesel. FN-organisasjonen FAO kom på banen^[5]^[6], og statsminister Gordon Brown i Storbritannia sa seg villig til å endre EUs mål for bruk av biodrivstoff, mens Tysklands bistandsminister Heidemarie Wieczorek-Zeul mente at retten til mat er viktigere enn retten til mobilitet.^[7]

En FN-studie viser at dersom 10% av fossil diesel skal erstattes av biologisk, vil det beslaglegge mellom 8 og 30% av all dyrket mark på jorden.^[8]

Neste generasjons biodiesel

Teknologi for nye metoder for å produsere biodiesel er under utvikling og blir ofte kalt andre generasjons biodiesel eller BTL-diesel (biomass to liquid). Teknologien stammer fra 1930-tallet, men den store utfordringen er å kunne gjøre det kostnadseffektivt. BTL-diesel er en syntetisk diesel som i stor grad har samme eller bedre egenskaper enn petroliumsdiesel.

BTL-diesel kan i prinsipp lages av all biomasse, og produksjonsmetoden går i korte trekk ut på en gassifiseringsfase etterfulgt av Fisher-Tropsch syntese. Samme teknologi kan også brukes til å lage diesel av kull eller naturgass. Dette ble brukt for å framstille drivstoff i Nazi-Tyskland og senere Sør-Afrika hvor metoden fremdeles er i bruk. Diesel lagd av kull eller gass gir høyere klimagassutslipp enn tradisjonell diesel pga. CO2 som avgis under produksjonen.

Et alternativ til gassifisering og Fisher-Tropsch-syntese som allerede er i kommersiell bruk, er hydrogenisering av fettsyrene (istedenfor transesterifisering). Både planteoljer og animalsk fett kan brukes som råmaterial. Et eksempel på det siste er NExBTL-diesel, produsert av det finske oljeselskapet Neste Oil Oy, hvor både palmeolje og slakteravfall blir brukt som råmaterial.

Forbruk

Biodieselbruk i EU (GWh)^[9]
No	Land	2005	2006	2007
1		18003	29447	34395
2		4003	6855	13506
3		920	3878	4270
4		292	1533	3148
5		270	629	3031
6		2	818	1 847
7		2000	1 32	1621
8		97	523	1158
9		0	10	1061
10		32	540	940
11		-	96	539
12		87	162	477
13		7	6	397
14		33	213	380
15		152	491	180
16		58	48	151
17		9	8	27
18		29	17	0
19		0	4	0
20		0	0	0
21		0	172	n.a.
22		110	149	n.a.
23		-	32	n.a.
24		8	10	n.a.
25		0	0	n.a.
26		0	7	n.a.
27		0	0	n.a.
27	EU	26110	47380	67154
1 toe = 11 63 MWh n.a. = not available