Biodiesel

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Bus op biodiesel
Biodiesel

Biodiesel is een type biobrandstof, een duurzame energiebron, die gemaakt wordt uit plantaardige olie of dierlijk vet. Biodiesel wordt vaak toegepast in een mengvorm met uit aardolie verkregen diesel. De benaming die men er aan geeft is dan B5 (5% biodiesel) of B20 (bij 20% bijmenging). Bij gebruik van pure biodiesel spreekt men van B100.

Toen Rudolf Diesel zijn eerste dieselmotor bouwde, was deze bedoeld voor olie geperst uit pinda's. Tegenwoordig zijn dieselmotoren niet meer geschikt om zonder aanpassingen te werken op pure plantaardige oliën (PPO) of gebruikte plantaardige oliën (Waste Vegetable Oil). Deze zijn te stroperig en geven veel roet. Om deze reden worden de oliën chemisch met een korte alcohol (zoals ethanol, of methanol) omgezet door transesterificatie.

Omdat biodiesel van de eerste generatie onder meer op basis van koolzaad wordt geproduceerd, wat landbouwgrond voor voedselproductie schaarser maakt, moedigt Europa biodiesel van de tweede generatie aan. Die diesel is gemaakt van dierlijk afval en frituurvet en concurreert dus niet met de voedselproductie[1].

Proces om biodiesel te maken[bewerken]

Productie van biodiesel op basis van plantaardige olie (bestaande uit triglyceride moleculen) vindt in twee stappen plaats. In de eerste stap worden de esterverbindingen verbroken door bijvoeging van een base (veelal KOH en soms NaOH). Hierbij ontstaan glycerol en vrije vetzuren. De vetzuren worden vervolgens veresterd met de alcohol. Dit gehele proces wordt ook wel transesterificatie, of omestering, genoemd. Omdat de-esterificatie met base ook de verzeping bevordert wordt de transesterificatie in moderne installaties in 1 stap gedaan met ethanol of methanol en het kaliumzout ervan als katalysator.

Beide reacties zijn evenwichtsreacties. De reacties zijn dus niet volledig.

De olie wordt hierdoor minder visceus en geeft tevens minder roet bij verbranding. Glycerol kan als bijproduct worden afgescheiden en doorverkocht aan de voedingsindustrie of andere bedrijfstakken.

De base doet mee aan de reactie, maar wordt niet verbruikt en werkt dus als katalysator. Vaak wordt een loog eerst opgelost in de methanol alvorens deze twee componenten toegevoegd worden aan de olie. Bij de oplossingenreactie ontstaan methoxide, natrium-ionen en water. De methoxide is de reactieve stof die ervoor zorgt dat het vetzuur loslaat van de glycerol. Ook is hier sprake van een evenwicht. Het is daarom ook belangrijk dat watervrije loog gebruikt wordt om het evenwicht zo veel mogelijk naar rechts te laten lopen.

Na het produceren van de biodiesel zijn 2 lagen ontstaan. De polaire laag en de apolaire laag. De apolaire laag bestaat uit biodiesel en eventueel niet weggereageerde olie. De polaire laag bestaat uit glycerol, de katalysator en het overgebleven methanol. Deze lagen moeten van elkaar gescheiden worden.

Vervolgens is het belangrijk dat de biodiesel gewassen wordt, om de laatste verontreinigingen te verwijderen. Het nadeel bij deze stap is dat er een klein deel water oplost in de biodiesel.

Als laatste stap moet de biodiesel worden gedroogd.

Grondstoffen voor biodiesel[bewerken]

Biodiesel wordt gemaakt uit de combinatie van een natuurlijke olie of vet en een korte alcoholketen. Hiervoor zijn verschillende grondstoffen, die verschillen per werelddeel. De precieze grondstof hangt af van het klimaat: de planten die in een bepaalde streek de hoogste olieopbrengsten geven worden in plantages gekweekt. In Nederland en België wordt voornamelijk koolzaad gebruikt.

Andere grondstoffen zijn:

Als korte keten alcohol worden (bio)methanol en (bio)ethanol gebruikt.

Milieuvoordeel[bewerken]

Een omgebouwde Mercedes Benz geschikt voor biodiesel
Op 27 juni 2008 brak de op biodiesel lopende Earthrace het wereldrecord voor powerboten door de circumnavigatie te voltooien in 60 dagen, 23 uur en 49 minuten.

Het belangrijkste milieuvoordeel van biodiesel is dat de basisgrondstof (PPO, pure plantaardige olie) biologisch afbreekbaar is, niet giftig is en geen zwavel en aromaten bevat. Daarentegen zijn de benodigde chemicaliën voor de verestering dan wel weer toxisch. Bij verbranding komt veel minder zwaveloxide en koolstofmonoxide vrij dan bij gewone brandstoffen. Maar er komen wel meer stikstofoxiden vrij, die bijdragen tot de vorming van zure regen. Met een katalysatorsysteem in autouitlaten zijn deze stikstofoxiden goed te verwijderen. De belangrijkste drijfveer voor het gebruik van biodiesel is de neutralisering van de CO2-uitstoot, veronderstellend dat de hoeveelheid CO2 die geproduceerd wordt door verbranding, eerder door de plantaardige bron uit de lucht werd gehaald tijdens het groeiproces. Een gedeelte van deze milieuwinst wordt tenietgedaan door het energieverbruik tijdens productie en transport van de grondstoffen. Verder gaat dit alleen maar op als de voor de biodiesel benodigde aanplant geplant wordt op een plek waar voorheen geen beplanting stond. Vaak wordt hiervoor echter bos gekapt (dat al CO2 uit de lucht haalde), waardoor er niet méér CO2 uit de lucht wordt gehaald dan voorheen. Wel komt er minder CO2 in de lucht omdat er nu geen aanspraak wordt gedaan op de 'C-voorraad' in de aardbodem.

Het voordeel van biodiesel ten opzichte van pure plantaardige olie is dat de viscositeit ervan goed overeenkomt met die van conventionele dieselolie. Daardoor kunnen de meeste motoren er zonder aanpassingen op lopen. Echter voor permanent biodieselgebruik moeten brandstofleidingen en pakkingen van een materiaal zijn dat zich niet laat aantasten door de hogere zuurgraad van biodiesel. Dit vraagt in veel gevallen om aanpassing. Een nadeel is dat biodiesel een iets lagere energiewaarde heeft dan diesel, m.a.w. je komt minder ver met een volle tank. Verder moet, zoals gezegd, de grondstof voor biodiesel eerst bewerkt worden, hetgeen milieubelastend is, terwijl deze grondstof ook in pure vorm gebruikt kan worden als PPO.

Nadelen en risico's[bewerken]

Ontbossing[bewerken]

Het toenemende gebruik van biodiesel en bio-ethanol zorgt voor veel extra vraag naar gewassen waaruit olie kan worden gewonnen. Een van de grootste zorgen is met name het kappen van tropische wouden om zo ruimte te maken voor de verbouw van de lucratieve palmolie, zoals in de Filipijnen en op Indonesië. Naast ontbossing en erosie komen daardoor bijzondere plantensoorten en beschermde diersoorten zoals de oerang-oetang in het gedrang. Bovendien kost het transport van deze tropische biodiesel ook de nodige brandstof voor het in Nederland aan de pomp verkrijgbaar is.

Prijsstijging voedsel[bewerken]

Economisch gezien heeft de grote vraag in westerse landen naar biobrandstoffen vergaande gevolgen. In het voorjaar van 2007 was, door de grote vraag naar maïs voor gebruik als biobrandstof in bijvoorbeeld Amerika, de prijs voor maïs en tortilla's in Mexico meer dan verdubbeld.[2] In Nederland ook werd gewaarschuwd voor hogere prijzen voor grondstoffen door de toenemende vraag naar biobrandstoffen. Denk hierbij aan prijsstijgingen van producten als eieren en kippenvlees. Bierproducent Heineken waarschuwde al begin 2007 dat de bierprijzen, door de toenemende vraag naar onder andere tarwe, zullen gaan stijgen. Voor westerse consumenten betekent de opkomst en wettelijke verplichting van biobrandstoffen een stijging van de voedselprijzen, in de derde wereld zal dit mogelijk tot een voedselcrisis leiden.[3] Naast het prijseffect stonden de effectiviteit voor het reduceren van de broeikasgasuitstoot en het risico van ontbossing en aantasting van de biodiversiteit ook ter discussie. De stijgende wereldwijde vraag naar landbouwgewassen, inclusief vanuit de biobrandstoffenindustrie, en het gebrek aan voorraden leidde tot extra druk op het landgebruik en de landbouwmarkt[4].

Tweede generatie[bewerken]

Een oplossing kan zijn om (agrarische) restproducten te benutten, zoals dierlijk afval of frituurvet, in plaats van plantaardige olie te gebruiken voor de energievoorziening. Diverse processen maken dit mogelijk; vergisting (CH4), vergassing (CO,H2), pyrolyse (bio-olie) en verkoling (kool) bijvoorbeeld. Met het FischerTropsch proces kunnen zogenoemde "tweede generatie" biobrandstoffen (diesel en ethanol) geproduceerd worden uit afvalstromen. In België is Electrawinds een van de bedrijven die dit aanbiedt.

Omwille van de grote voordelen heeft de Europese Unie haar initiële beleid inzake de samenstelling van diesel omgebogen, van minstens 10% biodiesel naar minstens 4% tweede generatie-biodiesel[1].

Verkrijgbaarheid[bewerken]

Diesel B5 aan de pomp (bij Argos Oil b-fuel genoemd)

Biodiesel moet vandaag aan de internationaal geldende norm EN 14214 beantwoorden, die door de producenten en de automobielindustrie gemeenschappelijk uitgewerkt werd. Biodiesel wordt in Duitsland op relatief grote schaal toegepast en is daar bij zo'n 1700 tankstations beschikbaar. Ook in Frankrijk is biodiesel, gemengd met gewone diesel, al op veel plaatsen te verkrijgen. In Nederland is biodiesel nog maar zeer beperkt beschikbaar. Half oktober 2006 is in Emmen de eerste biodieselfabriek van Nederland volledig in bedrijf genomen[5]. De tweede fabriek staat in Kampen, hier wordt biodiesel uit gebruikte oliën geproduceerd[6]. Tenslotte startte in september 2007 de Biovalue fabriek in Eemshaven de productie met koolzaad als grondstof.

Met ingang van 2007 moet er in Nederland verplicht 2% biobrandstoffen (in de praktijk biodiesel) worden bijgemengd bij de standaarddiesel aan de pomp. Jaarlijks neemt het bij te mengen percentage met 1,25% toe tot 5,75% in 2010. Voor benzine auto's kan ethanol als brandstof gebruikt worden. Ultimo 2008 heeft de Nederlandse regering, gezien de nadelen van eerste generatie biobrandstoffen, besloten de bijmengverplichtingen te verlichten. Het nationale aandeel van biobrandstoffen voor 2010 werd verlaagd van 5,75% naar 4%[4]. Met deze beleidswijziging werd een geleidelijker groeipad van de verplichte inzet van biobrandstoffen in het wegverkeer ingezet. De in de EU-richtlijn opgenomen 10% hernieuwbare energie voor 2020 blijft gehandhaafd[4].

Een direct gevolg van de Nederlandse beleidswijziging was een scherpe daling in de vraag naar biobrandstoffen. Bij Biovalue is in mei 2010 de productie gestaakt en het bedrijf is ultimo 2010 failliet gegaan.

Externe links[bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties
  1. a b "Franse groep commercialiseert biodiesel van Electrawinds" - De Standaard, 15 oktober 2013
  2. Financieel Dagblad, 1 jan 2007, Race om ethanol stuwt zelfs tortillaprijs.
  3. Het Parool, 22 feb. 2007, Drank en voedsel duurder door biobrandstof
  4. a b c Ministerie EL&I, Ontwerpbesluit tot wijziging van het Besluit biobrandstoffen wegverkeer 2007, 28 november 2008 [1]
  5. http://www.sunoil-biodiesel.com/
  6. http://www.biodieselkampen.com/