3 Eigenschappen - Proximususers.skynet.be/ksaolsene/Eindwerk20april2006.doc · Web viewEr ontstaat...

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL & MD --------------------------------------------------------------------------------------------------- Woord vooraf

Nauwelijks was het 6de jaar begonnen, of we werden meteen met onze neus op de feiten gedrukt. Het beloofde een druk jaar te worden en dat hebben we aan de lijve ondervonden. Het grootste deel van onze tijd, binnen en buiten de school, moest gestoken worden in een GIP, een eindwerk voor alle 6de jaars. Het betreft een theoretische studie over een technisch onderwerp waarin het verplicht is, om bepaalde vakken te betrekken bij het verduidelijken van het onderwerp. Om tot ons onderwerp te komen hebben wij een combinatie gemaakt van onze interesse voor technologische voortuitgang, de problemen in verband met de milieuvervuiling en het vooruitzicht dat over afzienbare tijd de oliebronnen zullen uitdrogen. Het werd een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën. In dit eindwerk willen wij het toenemend belang aantonen van deze alternatieve brandstof.Het voorbereidend werk bestaat, zoals bij iedereen, te zoeken naar informatie. We dachten dat over het onderwerp, veel te vinden zou zijn maar dit viel al snel tegen. Het onderwerp is wel veelbesproken, maar iedereen kraamt hetzelfde uit wat het moeilijk maakt om een neutrale kijk te hebben. Ook is de meeste informatie beperkt tot de voor- en nadelen, met meestal weinig toelichting en dieptegang. Ook spraken vele meningen elkaar tegen, zonder duidelijke bewijsvoeringen voor te leggen. Door deze moeilijkheden werd de zoektocht naar betrouwbare informatie een werk van lange duur.Over dit actuele onderwerp is er nog geen boeken beschikbaar, wel zijn er bundels en naslagwerken van studies naar deze brandstoffen verschenen. Deze vonden we terug op het internet. Daarnaast zijn er ook nog forums en artikels die eveneens te vinden waren op internet. Hierdoor bestaat onze bibliografie voornamelijk uit elektronische bronnen. Een grote hulp was de heer Pelkmans, ingenieur bij het VITO te Mol. Dit is het Vlaams Instituut voor Technologisch Onderzoek. Zij hebben tests gedaan met biodiesel en onveresterde oliën en de resultaten verwerkt in studiebundels. Deze bundels hebben wij ook ter beschikking gekregen. Een andere hulp was de heer Moeres. Hij is onze leraar voor fysica en chemie en trad dit jaar op als onze mentor. Ook hij wist informatie aan te brengen en als we geen inspiratie meer hadden, gaf hij ons nieuwe ideeën waarover we nog konden schrijven. Onze coördinator en taalmentor was de heer Ostyn, onze leraar nederlands en engels en is klastitularis. Hij gaf ons raad en soms ook informatie omtrent ons onderwerp. Ook hebben we aandacht voor de heer Delft, voormalig leraar aan het VTI Waregem. Nu de afloop van het werk nadert, was hij bereid onze teksten door te lezen en te corrigeren waar nodig. Hierbij willen we al deze personen bedanken voor wat zij voor ons gedaan hebben, mede door hen is dit werk tot een goed einde gebracht.Verder willen we ook onze ouders en vriendinnen bedanken voor de steun en moed die ze ons gaven, om dit grote werk tijdig af te ronden.

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL & MD --------------------------------------------------------------------------------------------------- Inhoudsopgave

Inleiding1 Beschrijving 7

1.1 Diesel 71.1.1 Beschrijving 71.1.2 De dieselmotor 7

1.2 Biodiesel 81.2.1 Beschrijving 81.2.2 Toekomst van biodiesel 8

1.3 Onveresterde oliën 9

2 Productie methoden 112.1 Diesel 11

2.1.1 Ruwe olie 112.1.2 Destillatie van ruwe olie 112.1.3 Kraken van oliedestillaat 122.1.4 Mogelijke additieven 132.1.5 Winter- en zomerdiesel 13

2.2 Biodiesel 142.2.1 Wat zijn esters? 142.2.2 Omestering 142.2.3 Opbouw onveresterde olie 152.2.4 Onveresterde olie + Methanol 16

2.3 Onveresterde oliën 182.3.1 Soorten koolzaad 182.3.2 Winterkoolzaad 182.3.3 Oliewinning 21

2.4 Verklarende woordenlijst 21

3 Eigenschappen 233.1 Fysische analyse 23

3.1.1 Diesel 233.1.2 Biodiesel 243.1.3 Onveresterde oliën 27

3.2 Kostprijs 283.2.1 Basiskost 283.2.2 Accijnsreductie 29

3.3 Rendement 303.3.1 Definitie 30

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL & MD ---------------------------------------------------------------------------------------------------

3.3.2 Factoren van het rendement 313.3.3 Vergelijking van energiewaarde 33


4 Problemen met de motor en oplossingen 364.1 De dieselmotor 36

4.1.1 Vierslagproces bij dieselmotor 364.1.2 Inspuiting bij de conventionele dieselmotor 384.1.3 Inspuiting bij de “nieuwe” dieselmotor 40

4.2 Problemen met diesel 434.2.1 Probleem 434.2.2 Oplossing 44

4.3 Problemen met biodiesel 454.3.1 Probleem 454.3.2 Oplossing 46

4.4 Problemen met onveresterde olie 474.4.1 Probleem 474.4.2 Oplossing 47


5 Milieuaspecten 525.1 Emissies 52

5.1.1 Algemeen 525.1.2 Soorten en beschrijving 54

5.2 Emissie beperkende middelen 575.2.1 Katalysator 575.2.2 Roetfilter 595.2.3 EGR 63


5.3 Vergelijking van de emissies 655.3.1 Diesel 655.3.2 Biodiesel 655.3.3 Onveresterde oliën 67

5.4 Conclusie 675.5 Verklarende woordenlijst 67

6 Andere milieuvriendelijke mogelijkheden 696.1 LPG 69

6.1.1 Wat is LPG? 69 6.1.2 Hoe werkt het? 69

6.1.3 Uitstoot in vergelijking met benzine en diesel 71

6.2 Hybride 716.2.1 Wat is een hybride voertuig? 71

6.2.2 Verschillende types 726.2.3 Uitstoot in vergelijking met diesel 74

6.3 De waterstofbrandstofcel 74

6.3.1 Wat is een waterstofbrandstofcel? 74 6.3.2 Werking van een waterstofbrandstofcel 74

6.3.3 Uitstoot 76

6.4 Bio-ethanol 776.4.1 Wat is bio-ethanol? 776.4.2 Productie 786.4.3 Uitstoot in vergelijking met andere brandstoffen80


7 Bijlage 827.1 Frans 82

7.1.1 Taken van Peter Lippens 827.1.1.1 Mon T.P.E. 827.1.1.2 Sujet et approche 83

7.1.2 Taken van Matthias Dhondt 847.1.2.1 Mon T.P.E. 847.1.2.2 Sujet et approche 86

7.2 Nederlands 867.2.1 Taken van Peter Lippens 86

7.2.1.1 Informatie aanvraag 867.2.1.2 Vertalen van 10 moeilijke Engelse zinnen 87

7.2.2 Taken van Matthias Dhondt 897.2.2.1 Informatie aanvraag 89


7.2.2.2 Vertalen van 10 moeilijke Engelse zinnen 90

7.3 Engels 917.3.1 Taken van Peter Lippens 91

7.3.1.1 Taak 1 917.3.1.2 Engels lexicon 92

7.3.2 Taken van Matthias Dhondt 927.3.2.1 Taak 1 927.3.2.2 Engels lexicon 93

8 Bibliografie 948.1 Boeken 948.2 Tijdschriften 948.3 Brochures 948.4 Elektrische bronnen 94

9 Besluit 97


InleidingRegelmatig duiken berichten op waarin het einde van de fossiele brandstoffen wordt voorspeld, een einde dat volgens een aantal van die bronnen zich situeert midden deze eeuw. Andere publicaties verwijzen dan weer naar het feit dat de grootste voorraden zich bevinden in politiek onstabiele landen, wat een grote invloed heeft op de prijsvorming en op de zekerheid van bevoorrading.We horen ook steeds meer alarmerende berichten over milieuvervuiling en de schadelijke invloed van de huidige brandstoffen op het klimaat, op het leven en op de natuur.Dieselbrandstof werd jarenlang beschouwd als een milieuvriendelijkere brandstof dan benzine, terwijl nu blijkt dat de uitstoot van het fijne stof veel schadelijker is. Met de toekomstige milieuwetgevingen zal ook de gewone diesel niet meer voldoen aan de normen. Diesel was ook lange tijd goedkoper dan benzine. Door de stijgende olieprijzen zijn diesel en benzine nu ongeveer even duur. Hoe moet de maatschappij daarop inspelen? Het antwoord is: zoeken naar alternatieve, goedkope, milieuvriendelijke brandstoffen. Een eerste poging, een paar decennia geleden, bestond erin de motoren te laten lopen op gas, maar dit is bij de meeste consumenten nooit echt aangeslagen. De laatste jaren wordt er meer en meer geëxperimenteerd en worden de onderzoeken naar mogelijke oplossingen opgedreven. Omdat het gebruik van biodiesel en onverersterde oliën als één van de beste oplossingen naar voren wordt geschoven, hebben wij besloten een vergelijkende studie te maken tussen de huidige diesel, biodiesel en onveresterde oliën.In deze studie hebben we dus een hoofdstuk over de dieselmotoren in het algemeen, het productieproces van de verschillende brandstoffen, de eigenschappen en de problemen die de nieuwe brandstoffen met de huidige dieselmotoren opleveren. Er zal ook naar oplossingen gezocht worden voor deze problemen. Op het einde worden nog andere milieuvriendelijke oplossingen kort beschreven. Bij de keuze van ons onderwerp moesten we er ook op letten dat het een vakoverschrijdend onderwerp was. Bij onze vergelijkende studie kwam heel wat chemie en fysica kijken en moesten wij heel wat schrijven, dus dit vormde zeker geen probleem.

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – MD ---------------------------------------------------------------------------------------------------

1 Beschrijving

1.1 Diesel1

1.1.1 Beschrijving

Dieselmotoren hebben een zeer groot marktaandeel in Europa. Ze bieden een aantal voordelen ten opzichte van benzinemotoren, zoals een aanzienlijk hoger rendement, goedkopere en minder brandgevaarlijke brandstof, geringere storingskansen en een langere levensduur van de motor. Jarenlang was men ook van mening dat de uitstoot van diesel milieuvriendelijker was dan deze van benzinemotoren, maar zoals verder zal blijken, is dat helemaal niet zo. Dieselbrandstof is nog steeds goedkoper dan benzine, maar wat noem je goedkoper? Wanneer ook de dieselprijs al meer dan één euro per liter bedraagt, dan is een prijsverschil van tien à twintig eurocent niet meer zo groot. Je moet er rekening mee houden, dat je voor een wagen met een dieselmotor flink wat meer moet betalen, terwijl ook de jaarlijkse autobelasting hoger is. Dieselmotoren hebben meestal een hogere cilinderinhoud en deze vormt, samen met het gewicht van de wagen, de basis voor de berekening. Je moet dus jaarlijks meer kilometer afleggen, om goedkoper te rijden.Wanneer we op de huidige manier verder gaan, zullen de fossiele brandstoffen over enkele decennia opraken. Het is dus niet alleen nodig diesel milieuvriendelijker te maken, we moeten dringend echt werk maken van het zoeken naar een goede opvolger voor diesel en andere fossiele brandstoffen.

1.1.2 De dieselmotor

De basis van de dieselmotor werd ontwikkeld door Rudolf Diesel. Hij construeerde het eerste werkende model in 1897 en toen Duitse machinefabrikanten later motoren ontwierpen op basis van dat model, kregen die de naam dieselmotor mee. Vanaf 1912 werden dieselmotoren toegepast in treinen en in 1936 kwamen ook de eerste vrachtauto’s met een dieselmotor op de markt.De door Diesel ontworpen verbrandingsmotor had een bijzondere techniek. Daar waar bij een benzinemotor een mengsel wordt samengeperst, wordt in de arbeidscilinder van een dieselmotor enkel lucht samengeperst, maar met een veel hogere compressieverhouding, wat een enorme temperatuursverhoging met zich meebrengt(500-600 gr. C). Die temperatuursverhoging zorgt ervoor, dat de aan het einde van de compressie ingebrachte brandstof, vanzelf ontbrandt, zodat de zuiger weer omlaag wordt gedrukt. Er is dus geen ontstekingsinrichting nodig. De dieselmotor was krachtiger en liep op veel goedkopere dieselolie, maar op vandaag is een dieselmotor niet krachtiger meer, wel verbruikt hij 1 BROWSEBROTHERS, Diesel, Rudolf (1858-1913), http://www.autogeschiedenis.com/auto/personen/diesel-r.htm, 7 november 2005

7

http://www.autogeschiedenis.com/auto/personen/diesel-r.htm



minder. Een moderne dieselmotor verbruikt een goede 6 liter tegenover een goede 8 liter voor benzine, daarenboven is diesel nog steeds goedkoper dan benzine.Moderne dieselmotoren zijn ook heel wat soepeler en minder luidruchtig geworden. Eenmaal de motor op temperatuur is gekomen, bestaat er nog weinig verschil met het rijden met een benzinemotor, zeker met rechtstreeks ingespoten turbo dieselmotoren.

1.2 Biodiesel2 3

1.2.1 beschrijving

Biodiesel is een brandstof die gemaakt wordt op basis van hernieuwbare producten. Deze brandstof kan bereid worden uit vetzuren die uit plantaardige oliën gewonnen worden, van dierlijke vetten en ook van gebruikte plantaardige oliën.De grondstof wordt voornamelijk gewonnen uit koolzaadolie, zonnebloemolie, palmolie of sojaolie en daarom spreken we van hernieuwbare producten, die je evengoed hernieuwbare brandstofkan noemen.Om een hoge brandstofkwaliteit te verkrijgen ondergaan deze plantaardige oliën nog een chemische reactie. Het resultaat is een methylester, zoals koolzaadmethylester (RME). . Raapzaadoliemethylester werd ontwikkeld als tussenstap tussen fossiele en plantaardige brandstoffen.Doordat biodiesel afkomstig is van plantaardige producten, kan elk land deze brandstof produceren. Biodiesel is een biologisch product dat afbreekbaar is, wat tal van milieuvriendelijke voordelen met zich meebrengt en ze heeft ongeveer dezelfde eigenschappen van de traditionele diesel. Een andere naamgeving voor biodiesel is veresterde oliën (wat esters juist zijn, wordt besproken in het tweede hoofdstuk). Deze naamgeving slaat op de soort chemische binding die ze hebben Bij productie van biodiesel op grotere schaal wordt op langere termijn zeker een kostprijsverlaging verwacht.

1.2.2 Toekomst van biodiesel

De biobrandstoffen met de grootste potentiële markt in Europa, blijken momenteel biodiesel en bio-ethanol te zijn. Dit komt vooral, doordat dieselmotoren een groot deel van de Europese markt beheersen en biodiesel perfect mengbaar is met gewone diesel zonder al te veel technische aanpassingen. In 2003 werd er een Europese standaard kwaliteitslabel voor biodiesel of FAME (fatty acid methyl ester) geaccepteerd. Hierin werd bepaald dat er

2 PELKMANS, L., Biodiesel: algemeen, VITO, 12 september 20053 PELKMANS, L., Results of demonstration and evaluation projects of biodiesel from rapeseed and used frying oil on light and heavy duty vehicles, VITO, België, 12 september 2005

8


maximum. 5 % biodiesel mag vermengd worden met de gewone diesel, zonder de constructeurgarantie te verliezen. De wil om het verbruik van biodiesel te promoten bestaat. De Europese Gemeenschap wil het gebruik van biobrandstoffen aanmoedigen en wil dat men van een verbruik van 2% biobrandstof in 2005, gaat naar een verbruik van 5,75% tegen 2010. Deze cijfers betreffen enkel het vervoer langs de openbare weg. Er zijn al drie bedrijven in België die biodiesel kunnen produceren. 1.3 Onveresterde oliën4 5

Biodiesel wordt bekomen op basis van vetzuren die gewonnen worden uit plantaardige oliën, maar ze ondergaan dan chemische reacties om een hogere brandstofkwaliteit te verkrijgen.Bij onveresterde oliën wordt dat chemisch proces niet meer toegepast, het zijn pure oliën. Dit brengt een aantal nadelen met zich mee, vooral qua aanpassing aan de motor. Met de nieuwe soorten inspuitsystemen van dieselmotoren, vervalt onder andere de constructeurgarantie bij het gebruik van dergelijke oliën. Er moeten dus heel wat aanpassingen gebeuren aan de motor, wat dus heel wat kosten met zich mee brengt Toch wordt in vele rapporten en verslagen aangeraden om met onveresterde oliën te werken, in de plaats van met biodiesel, want er zijn echter ook voordelen. De onveresterde oliën zijn goedkoper om te produceren dan biodiesel en ze zijn heel wat milieuvriendelijker dan gewone diesel.Onveresterde oliën worden ook PPO of Pure Plantaardige Oliën genoemd. De idee, om plantaardige olie zoals zonnebloem- en koolzaadolie te gebruiken als brandstof voor de dieselmotor, is zo oud als de dieselmotor zelf. Al bij het uitvinden en ontwikkelen van de motor (1893-1897) door Rudolf Diesel werd er plantaardige olie gebruikt. In die tijd speelde aardolie vrijwel geen rol op het gebied van brandstoffen. Pas na de ontdekking van grote hoeveelheden goedkope aardolie werd massale consumptie mogelijk. Hierdoor werd de betekenis van plantaardige olie als brandstof, als smeermiddel of als grondstof voor de chemie, teruggedrongen. Door de stijgende brandstofprijzen enerzijds en de milieuvoordelen van plantaardige olie anderzijds, is het gebruik van deze brandstof weer volledig van deze tijd. Het besef, dat de fossiele brandstoffen in de nabije toekomst dreigen op te geraken, speelt hierbij eveneens een rol. Ruwweg de helft van de gemakkelijk te winnen olie is verbruikt en het dagelijkse verbruik wordt al maar groter en groter. Hierdoor zal de olieprijs sterk gaan stijgen. Deze tendens is nu al merkbaar. Wat evenmin mag uit het oog verloren worden, is dat het grootste deel van de gekende voorraden, zich bevinden moslim staten. Extremisme en terrorisme kunnen er van vandaag of morgen voor zorgen dat om een of andere duistere reden, de kraan wordt dichtgedraaid, of dat de prijzen de pan gaan uitzwingen. Het Midden-Oosten is een kruitvat en

4 ECOPOWER, Waarom PPO? , http://www.ecopower.be/waarom_plantenolie.htm , 12 september 20055 EMIS, Biobrandstoffen, http://www.emis.vito.be/autoverbruik/index.asp?pageChoice=biomotor&Bc=brandstoffen , 12 september 2005

9

http://www.emis.vito.be/autoverbruik/index.asp?pageChoice=biomotor&Bc=brandstoffen


http://www.ecopower.be/waarom_plantenolie.htm


men kan zich ook de vraag stellen of andere producenten, zoals bij voorbeeld Rusland, wel dergelijke betrouwbare leveranciers zijn. Het Westen begint meer en meer te beseffen, hoe afhankelijk het is. Zorgen voor alternatieven is dan ook de boodschap en dat liever vandaag dan morgen.

10

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL ---------------------------------------------------------------------------------------------------

2 Productiemethoden

2.1 Diesel

2.1.1 Ruwe Olie6

Ruwe olie bestaat uit meer dan 100 verschillende fracties. Ze zijn opgebouwd uit een verbinding van koolstof-en waterstofmoleculen, we noemen ze koolwaterstoffen (KWSen). Op de wereld komen meer dan 300 soorten ruwe olie voor, elk met z’n specifieke eigenschappen. Zo heeft olie uit onze Noordzee een lage viscositeit en is ze relatief makkelijk te winnen. Er bestaat echter ook olie die moeilijker aan het oppervlak te krijgen is en die een hoge viscositeit heeft. Olie met een lage viscositeit heeft veel “lichte” koolwaterstofverbindingen, dus veel benzine, kerosine, gas, ... Olie met een hoge viscositeit heeft meer “zwaardere” koolwaterstofverbindingen, ze bevatten dus meer dieselolie, smeerolie,…Er zijn echter ook zwavelverbindingen aanwezig in de ruwe olie. Bij verbranding van deze verbindingen ontstaat zwaveldioxide, dit is een gas dat in contact met water zure regen vormt.

2.1.2 Destillatie van ruwe olie7

Asfalt, benzine, kerosine, stookolie en ook diesel, zitten allemaal in ruwe olie. Het is een kunst om ze eruit te halen. Dit gebeurt in een raffinaderij m.b.v. een destillatiekolom. Het principe van de destillatiekolom: de ruwe olie wordt verdampt en iedere stof zal neerslaan bij een bepaalde temperatuur. Benzine bijvoorbeeld, zal neerslaan bij 70°, hoog in de toren en asfalt die zeer moeilijk verdampt zal dus beneden blijven. Diesel, die voor ons het belangrijkste is, slaat neer bij ongeveer 200°C.

De ruwe olie komt binnen en gaat door een warmtewisselaar. Deze verwarmt de olie tot meer dan 600°C. De olie verdampt en gaat naar de destillatiekolom. Hier kan het gas stijgen via openingen tussen elk niveau 6 TTE, Wat is olie?, http://www.oliekarakterisatie.nl/documents/C0407watisoliev2.pdf, 22 Oktober 20057 MARTIN, Olie destillatie, http://www.natuurwetenschappen.nl/modules.php?name=News&file=article&sid=527, 20 oktober 2005

11

http://www.natuurwetenschappen.nl/modules.php?name=News&file=article&sid=527


http://www.oliekarakterisatie.nl/documents/C0407watisoliev2.pdf


en neerslaan op het niveau dat de goede temperatuur heeft. Het principe van zo’n kolom is simpel, maar in de praktijk is dit heel wat anders. Op elk niveau moet de juiste temperatuur heersen of de kwaliteit van onze brand-en smeerstoffen gaat naar omlaag.

2.1.3 Kraken van oliedestillaat 8

Bij de gewone destillatie van ruwe olie met een destillatiekolom, heeft men een overschot aan de zwaardere KWSen, zoals stookolie. Er is meer vraag naar lichte brandstoffen, zoals diesel en benzine. Men heeft manieren bedacht om de zwaardere KWSen om te zetten in lichtere, zoals diesel. Dit proces noemen we kraken. Zoals de naam laat vermoeden worden de lange moleculen van de zware KWSen gebroken (gekraakt) in kleinere stukken. De manier om dit te doen noemt men thermisch kraken.

Bij het thermisch kraken is het ook mogelijk om gebruikte motorolie om te zetten naar diesel, benzine en LPG. Dit proces gebeurt in een paar stappen.

De ontwatering: de olie wordt in een behandelingstank gepompt en verwarmd tot 160°C. Hierdoor verdampt het water en wordt het watergehalte gereduceerd tot 0.5%. Ook komen er vluchtige bestanddelen vrij. Deze kunnen verder worden verwerkt in kunststoffen of ze kunnen verbrand worden.

Thermisch kraken: dit proces gebeurt in 2 “reactoren”. In de eerst wordt de olie verwarmd tot 420°. In het 2de wordt de olie geëxpandeerd. Door het verwarmen en het expanderen worden de lange KWSen gebroken in kortere ketens. Ook worden de metaaldeeltjes, afkomstig van de gebruikte olie helemaal onderaan verzameld. De olie wordt dus ook gezuiverd. De inhoud boven de zware metalen fractie, is gasvormig doordat de olie geëxpandeerd werd.

Destillatie: het gas wordt nu gecondenseerd en opnieuw gedestilleerd in 3 fracties: een lichte fractie (LPG), benzine en diesel. Er blijft ook een laag slib achter.

8 EMIS, Kraken van afgewerkte olie, www.emis.vito.be/AFSS/ fiches/Uitvoeringen/Stevor-Olea.pdf, 17 april 2006

12


Stabilisatie: de lichte fractie en de benzine zijn klaar, maar de dieselfractie is nog onstabiel. De fractie kan namelijk terug lange ketens gaan vormen en neerslaan als een soort teer. Er zitten ook nog zuren en zwavelverbindingen in. De stabilisatie wordt uitgevoerd d.m.v. een extractie. Spijtig genoeg is meer info over hoe dit proces verloopt, niet vrijgegeven.

Fig: principeschema van een installatie voor thermisch kraken

2.1.4 Mogelijke additieven

Vaak worden aan diesel vele additieven toegevoegd. Deze staan in voor: -een schonere motor;

-betere prestaties; -lagere emissies (uitstoot); -minder slijtage van de brandstofpomp; -bescherming tegen corrosie of roest.

Ze bestaan meestal uit een apart product, dat je in het pompstation kan kopen. Er bestaan veel verschillende merken en soorten toevoeging, ieder met z’n eigen eigenschappen en verbeteringen. De producten zijn vrij verkrijgbaar in de handel, maar de samenstelling ervan wordt niet vrijgegeven.

2.1.5 Winter en zomerdiesel9

Diesel- en biobrandstoffen laten het afweten bij lage temperaturen. In de brandstof ontstaan (paraffine) kristallen die de brandstof geleiachtig en vlokkerig maakt. Deze vlokken worden door de brandstof mee naar de filter gevoerd en kleven aan het filteroppervlak. Na korte tijd vloeit dus er 9 ECODIESEL, brandstof voorverwarming, http://www.eco-diesel.nl/, 26 oktober 2005

13

http://www.eco-diesel.nl/


geen brandstof meer naar de injectiepomp. Met al gevolg: de motor verliest vermogen en loopt soms zelfs niet meer. Bij koude temperaturen is het aan te raden winterdiesel te gebruiken. Dit is gewone diesel met een additief bij. Informatie over dit additief is niet vrijgegeven. Het wordt voorgemengd aan de pomp zodat je je eigenlijk niets moet aantrekken. Maar ook winterdiesel is maar bedrijfszeker tot -20°C. Bij nog lagere temperaturen is de bedrijfszekerheid van de motor onzeker. Er zal een aanzienlijk meerverbruik van de brandstof zijn en de motor zal onregelmatig lopen.

2.2 Biodiesel

2.2.1 Wat zijn esters?

De meest gebruikelijke manier om esters te vormen is de reactie van een carbonzuur met een alcohol. Een carbonzuur bevat de -COOH groep (carbonzuurgroep), en in een ester is het waterstofatoom in de carboxylgroep vervangen door een koolstofketen. Deze keten kan een groep zijn zoals methyl of ethyl (afkomstig van de alcohol). De reactie van een carboxylgroep met zo’n koolstofketen noemen we een verestering.

Voor de verestering was R2 een waterstofatoom en zo vormde R1—COOH een carbonzuur.

2.2.2 Omestering

Omestering is een bewerking in de organische chemie waarbij een ester wordt omgezet in een andere ester. De reactie gebeurt tussen een bestaande ester en een alcohol. Vb:

O \\ C - CH3 + ROH /CH3CH2O

O \\ C - CH3 + CH3CH2OH /RO

(ester 1 + alcohol 1) (ester 2 + alcohol 2)

Hier wordt CH3CH2- van de ester verwisseld met R (een onbekende koolstofgroep) van het alcohol.De omwisseling gebeurt volgens een omestering. Deze reactie is een evenwichtsreactie. Er zal meer van alcohol 1 moeten toegevoegd worden om de reactie naar rechts te laten lopen en zo meer moleculen ester 2 en alcohol 2 te hebben.

14


Fig: werking van een gekatalyseerde omestering

Werking van een omestering: de ester reageert met de -OCH3 afkomstig van een alcohol. Dit komt doordat de ester een polaire molecule is, dus een positief deelcentrum heeft waar het koolstofatoom zich bevindt, en de -OCH3 negatief is. De ester moet OR’ afstoten (welke een zwakkere binding heeft) om zijn evenwicht te kunnen bewaren. -OR’ is een ion dat reageert met methanol en zo een alcohol vormt. In het begin is er nog geen -OCH3 in de oplossing. Deze wordt eerst gevormd via de katalysator. De katalysator, die een base is, zal een waterstofatoom wegnemen van CH3OH. Er blijft -OCH3 over. Deze kan nu reageren met de ester. Er is verder geen katalysator nodig want na de reactie blijft er -OCH3 over. Deze kan nu verder reageren met de volgende ester.

2.2.3 Opbouw onveresterde Olie10

Onveresterde oliën en vetten bestaan uit een binding tussen 3 vetzuren en glycerol. Deze verbinding wordt triglycerine genoemd. Er zijn ook vrije vetzuren in aanwezig maar deze komen in kleine mate voor.Het verschil tussen een vet en een olie is gelegen in de aggregatietoestand bij kamertemperatuur en, in mindere mate, in de herkomst. Vetten zijn vast en meestal van dierlijke herkomst, oliën zijn vloeibaar en meestal van plantaardig origine. De lengte van de koolstofketens (R,R’ en R’’) bepalen de viscositeit van het molecuul

10 ENGBERSEN, J.F.J., Inleiding in de bio-organische chemie, Pudoc, Wageningen, 1992

15


Glycerol Vetzuur Olie of Vet

2.2.4 Onveresterde olie + Methanol (vorming biodiesel)11

Onveresterde olie en methanol worden vermengd met een verhouding van 9 op 1 (in gewichtsdelen) en 0.5% tot 1% katalysator. Er is een overmaat van methanol aanwezig om de evenwichtsreactie naar rechts te laten lopen. (zie 2.2.2 Omestering) Dit alles gebeurt in een mengmachine bij normale druk en 50° tot 80°. Het mengen is nodig omdat er enkel maar een reactie is als de olie contact heeft met de methanol. Om het contactoppervlak te vergroten moet er dus gemengd worden. Om de reactie te versnellen wordt er ook een katalysator toegevoegd. Dit kan natriumhydroxide (NaOH), kaliumhydroxide (KOH),… zijn, een base dus. De olie moet volledig vochtvrij zijn en er mogen ook geen vrije vetzuren aanwezig zijn, of de werking van de katalysator gaat verloren.Een vrije vetzuur zal een stabiele binding vormen met de katalysator.

Vrij vetzuur Katalysator Zeep Water

Het is dus nodig de vrije vetzuren onschadelijk te maken en dit gebeurt door de olie een voorbehandeling met methanol en een zuur al katalysator te laten ondergaan. De vrije vetzuren worden dan omgevormd in onschadelijke methylesters die in de olie mogen opgelost blijven.Deze reactie vraagt wel een lange reactietijd, maar door deze reactie is het mogelijk om gebruikte frituurolie, welke veel vrije vetzuren bevat, om te zetten in biodiesel. Na afloop van de reactie wordt het mengsel van katalysator en methanol gezuiverd d.m.v. wassen met water.

De gezuiverde olie kan nu omgeësterd worden. De glycerine van de olie wordt losgemaakt van de 3 vetzuren en vervangen door methyl, afkomstig van Methanol. Naast de ester van de vetzuren wordt dus ook glycerol gevormd. Dit is een product dat veel gebruikt wordt in de chemische industrie.

Door de katalysator wordt er -OCH3 gevormd uit methanol (CH3OH). BOH in H2O B+(aq) + -OHCH3OH + OH -OCH3 + H2O

-OCH3 reageert met de olie en neemt één van de 3 vetzuren weg van de olie. Er blijft een ion achter. Dit gebeurt met een omestering. (zie 2.2.2)

11 UFOP, Biodiesel Flowerpower, UFOP, Berlijn, 2004

16


Methanol splitst zich in H en -OCH3. Waterstof neemt de plaats in van het weggenomen vetzuur en -OCH3 neemt het volgende vetzuur weg van het ion. Na verloop blijven er 3 methylesters over en glycerol.

Het zijn deze methylesters die onze nieuwe brandstof, biodiesel, vormen. De oplossing bestaat nu uit: de reactieproducten biodiesel en glycerine, een overmaat aan Methanol, de katalysator en een waterige zeepoplossing (door overgebleven vrije vetzuren). Door de zwaartekracht zal de oplossing zich scheiden. De bovenste laag bevat biodiesel en methanol met de katalysator, de onderste bevat glycerine en ook methanol. Het grensgebied wordt beschouwd als afval. Men kan de lagen scheiden door een scheidtrechter of door centrifugeren.

Fig: scheidtrechter met grenslaag tussen de 2 lagen

17


Het scheiden van de biodiesellaag wordt door wassen met water ontdaan van methanol en de katalysator. Hierna moet de katalysator geneutraliseerd worden met een zuur. De methanol kan men eruit halen door hem te laten verdampen.Om de glycerine uit de glycerinelaag te halen, wordt ook een zuur toegevoegd om de katalysator te neutraliseren. De overige methanol wordt ook verdampt.

2.3 Onveresterde Oliën (koolzaad)

2.3.1 Soorten koolzaad12

Eigenlijk bestaan er 2 soorten koolzaad, beide met totaal andere eigenschappen en noden: het stevige winterkoolzaad en het kwetsbare lentekoolzaad. Het is logisch dat het winterkoolzaad een ware opmars gaat kennen, daarom zullen we het verder alleen nog maar daarover hebben.

2.3.2 Winterkoolzaad

De productie van winterkoolzaad is verviervoudigd in de laatste twee jaar. Winterkoolzaad wordt door landbouwspecialisten aangeraden, niet alleen als teelt op zich, maar ook omwille van de gunstige effecten op teeltrotatie en onkruidproblemen bij andere teelten. Net als wintertarwe, heeft winterkoolzaad méér bemesting nodig dan andere graanteelten, maar in tegenstelling tot tarwe, brengt winterkoolzaad via zijn wortels, stikstof in de bodem, zodat de volgende teelt er kan van profiteren. Het is zelfs zo, dat wintertarwe na winterkoolzaad, niet méér bemesting nodig heeft dan het gemiddelde voor zomergranen. Het komt er dus op neer dat winterkoolzaad maar een gemiddelde bemesting nodig heeft.’Winterkoolzaad wordt zeer vroeg in de nazomer (vóór half augustus) gezaaid, overwintert vervolgens en schiet dan in het voorjaar snel omhoog.Eigenschappen van het winterkoolzaad: - 40% meer korrelopbrengst dan zomerkoolzaad; - erosiebestrijdend doordat het in de winter de bodem bedekt houdt; - traditioneel gewas met voldoende gekende teeltechnieken; - risico: duivenschade, vorstschade en slakkenschade.Het koolzaad neemt in z’n groei ook CO2 op. De opname is ongeveer evenveel als er vrijkomt bij de verbranding van koolzaadolie. De netto CO2 vervuiling is dus klein.

De Oogst 13

Koolzaad bloeit van beneden naar boven en daardoor rijpen ook de 12 ECOPOWER, Meer over koolzaad, http://www.ecopower.be/meer_over_koolzaad.htm, 26 oktober 200513 LAMONT, J.L., Koolzaad, het nieuwe goud?, http://www2.vlaanderen.be/ned/sites/landbouw/downloads/plant/koolzaad.pdf, 26 oktober 2005

18

http://www2.vlaanderen.be/ned/sites/landbouw/downloads/plant/koolzaad.pdf

http://www.ecopower.be/meer_over_koolzaad.htm


hauwen ongelijktijdig af. Daar de hauwen bij volledige rijpheid van nature openspringen, is de kans op zaadverlies bij maaien van het volledig rijpe gewas zeer groot. Men zal genoodzaakt zijn iets vóór het volledig afrijpen van de hauwen of zaden te oogsten.Er zijn 2 manieren om koolzaad te oogsten.

A) Zwadmaaien

In Nederland is de meest gebruikelijke oogstmethode het zwadmaaien, 1 tot 2 weken later gevolgd door het opraapdorsen. Bij zwadmaaien is het juiste tijdstip van groot belang. Wordt er te vroeg gemaaid, dan rijpt het zaad onvoldoende, wat de extractie van het zaad en het persen van de olie bemoeilijkt. Het in het zwad maaien gebeurt op het moment dat de middelste hauwen geel tot grijsbeige van kleur zijn. De zaden zijn dan niet meer groen, maar rood tot bruin. Dit werk gebeurt meestal met een zwadmaaier. Er wordt gemaaid op een lange stoppel van ca. 40-50 cm om het zwad vrij van de grond te laten liggen. Hierdoor wordt het gelijkmatig drogen en afrijpen sterk bevorderd en op deze manier wordt ook voorkomen, dat er hauwen op de grond liggen, die bij de oogst verloren kunnen gaan. Bij zwadmaaien moet bovendien de rijenafstand beperkt zijn, zodat het zwad tijdens het drogen voldoende door de stoppel wordt ondersteund. Bij zwadmaaien treden er verliezen op bij het maaien maar deze zijn meestal zeer gering. De stam wordt afgesneden en plat gelegd. Doordat de zaden nog niet volledig rijp zijn, hangen ze nog goed aan de stam vast als deze hevig gaat bewegen.Indien het zwad te lang op het veld blijft liggen, treed er zaadverlies op door het openspringen van de hauwen aan de bovenzijde van het zwad.Ernstig zaadverlies treedt op, wanneer tijdens het in het zwad liggen, een langere periode van slecht weer optreedt. De zaadkwaliteit loopt onder vochtige omstandigheden snel terug. In een zwad is de zaaduitval ten gevolge van wind beperkt, ook hier omdat het onrijpe zaad nog goed vasthangt. Na ca. 10 dagen wordt het zwad gedorst. Hiervoor wordt een maaidorser gebruikt, die voorzien is van een opraapinrichting om zaadverlies tijdens het oprapen zoveel mogelijk te voorkomen.

Figuur 1. Het zwadmaaien

19


Figuur 2. Het koolzaad ligt te drogen in het zwad

Figuur 3. Het opraapdorsen

20


B) Maaidorsen

In België, Duitsland en Frankrijk is de meest gebruikelijke oogstmethode het direct van de stam dorsen met de maaidorser. Bij deze manier van oogsten kan het gewas iets langer doorrijpen en mogelijk een hoger oliegehalte bereiken. Omdat het maaidorsen ca. 2 weken later plaatsvindt dan het zwadmaaien is het zaad beter uitgerijpt, dus kwalitatief beter. Het nadeel is mogelijke zaaduitval terwijl de plant nog op het veld staat.Doordat de zaden rijper zijn kunnen ze ook makkelijker losraken van de stam bij wind of regen. Ook de maaidorser is voorzien van een inrichting om de onvermijdelijke zaadverliezen bij het oogsten te beperken.

2.3.3 Oliewinning14

Koolzaad wordt geteeld voor de, in de zaden voorkomende, olie (40-45%) en voor het, na winning van de olie, achterblijvende eiwitrijke meel. Dit meel kan, afhankelijk van de marktprijzen voor olie en meel, 20 tot 40% van de totale geldwaarde vertegenwoordigen. Ook is het halen van olie uit andere oliehoudende zaden zoals sojabonen, pinda’s, zonnebloempitten,… is mogelijk. De olie kan op verschillende manieren worden gewonnen. Een oudere methode is persen met een hydraulische pers. Later ging men over op schroefvormige wringers, waarmee continu gewerkt kan worden. Ondanks de toepassing van zeer hoge druk, lukt het toch niet de olie geheel te verwijderen; er blijft 5 tot 9% achter.De modernste methode is extractie van het geplette zaad met een oplosmiddel voor vetten. Een geschikt middel hiervoor is aceton. Voor het halen van olie uit koolzaad wordt echter nagenoeg overal een combinatie van de bovengenoemde methoden gebruikt. Eerst wordt geperst tot een restoliegehalte van ca. 18% en daarna wordt geëxtraheerd tot ca. 2%.Na dit alles dient de olie nog gefilterd te worden om ongewenste bestanddelen weg te werken.

Het is ook mogelijk om olie te gebruiken die eerder gebruikt werd in de frietketel. Deze olie dient enkel maar gezuiverd te worden.

2.4 Verklarende woordenlijst Fractie: een bestanddeel van een mengsel. Koolwaterstof: verbinding van koolstof en waterstof Viscositeit: mate waarin een vloeistof stroperig is. Warmtewisselaar: toestel bestaande uit 2 circuits waarvan het ene

het andere opwarmt. Expanderen: uitzetten

14 MOENS, B., Teelt van koolzaad, http://dlg2.vertis.nl/pls/dlg/docs/FOLDER/KENNISAKKER_NEW/KENNISCENTRUM/HANDLEIDINGEN/TEELTHANDLEIDING+_KOOLZAAD.PDF, 26 oktober 2005

21

http://dlg2.vertis.nl/pls/dlg/docs/FOLDER/KENNISAKKER_NEW/KENNISCENTRUM/HANDLEIDINGEN/TEELTHANDLEIDING+_KOOLZAAD.PDF



Extraheren: scheidingsmethode op basis van de affiniteit van een stof.

Organische chemie: tak van de scheikunde die zich bezighoud met verbindingen van koolstof.

Evenwichtsreactie: chemische reactie die niet volledig gebeurd. Er is een heengaande reactie en een even snelle teruggaande reactie. Deze kunnen beïnvloed worden door molariteit, druk, temperatuur,…

Katalysator: stof die een reactie beïnvloed zonder zelf blijvend te veranderen.

Base: stof die in een zuur milieu een waterstof kan opnemen. Glycerol: zelfde als glycerine, een alcohol. Methylester: een ester die een methyl groep bevat. Teeltrotatie: wijze van beplanting, om de zoveel jaar wordt er op

dezelfde grond een andere plantensoort gezet. Dit om verarming van de bodem te voorkomen.

Hauwen: vrucht die bestaat uit twee vruchtbladen met een tussenwand en die van de voet naar de top met twee kleppen openspringt.

Zwad: gemaaide strook gras. Stoppel: stompje van een afgemaaide halm. Dorsen: door slaan van de korrels ontdoen.

22

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – MD---------------------------------------------------------------------------------------------------

3 Eigenschappen 3.1 Fysische analyse

3.1.1 Diesel15 16 17

Ruwe aardolie bestaat uit koolwaterstoffen. Dat zijn moleculen die alleen uit koolstof en waterstof zijn opgebouwd. Ruwe olie kan uit meer dan 100 verschillende van deze koolwaterstoffen bestaan. De meeste van deze moleculen bevatten niet meer dan 20 koolstofatomen.Koolwaterstoffen ontstaan uit afzettingen van plantenresten die in een geologisch verleden zijn gevormd en daarna langdurig aan hoge druk en warmte zijn blootgesteld.

In raffinaderijen kunnen de verschillende koolwaterstoffen naar grootte 'gesorteerd' worden en dat gebeurt in de zogenaamde kraakinstallaties. Moleculen met zes tot tien koolstofatomen worden bijvoorbeeld verwerkt tot benzine en veertien tot zeventien koolstofatomen vormen diesel. Diesel bestaat uit een wat zwaardere fractie koolwaterstoffen, daarom dat het soortelijke gewicht van diesel hoger ligt dan dat van benzine, wat maakt dat diesel minder vluchtig is dan benzine en het zorgt ook voor een grotere energiedichtheid .

Deze tabel heeft een paar eigenschappen weer van diesel, benzine en biodiesel.

Uit de tabel leiden we af dat biodiesel niet alleen zwaarder is dan benzine, maar ook zwaarder dan gewone diesel. Dit komt doordat het soortelijke 15 ? G-V, Producten diesel, http://www.g-v.be/default.asp?flash=off&page=http://www.g-v.be/content.asp&taal=Nederlands&HoofdGroep=Milieu , 9 februari 2006 16 BOVAG-RAI, Brand(stof) tot nadenken , http://www.bovag.nl/System/Pics/banner/Brandstoftotnadenken.pdf , 9 februari 200617 NATUURINFORMATIE, Aardolie, http://www.natuurinformatie.nl/asp/page.asp?alias=nnm.dossiers&id=i001064&view=natuurdatabase.nl , 9 februari 2006

23

http://www.natuurinformatie.nl/asp/page.asp?alias=nnm.dossiers&id=i001064&view=natuurdatabase.nl


http://www.bovag.nl/System/Pics/banner/Brandstoftotnadenken.pdf

http://www.g-v.be/default.asp?flash=off&page=http://www.g-v.be/content.asp&taal=Nederlands&HoofdGroep=Milieu



gewicht hoger ligt bij biodiesel dan bij de andere twee fossiele brandstoffen.Het octaangetal bepaalt de klopvastheid van een brandstof. De klopvastheid is een eigenschap van de brandstof bij verbrandingsmotoren. Ze geeft weer in welke mate het mengsel van lucht en benzine kan worden samengeperst, zonder tot zelfontbranding te komen. Daar waar een dieselmotor juist op het principe van zelfontbranding werkt, is deze zelfontbranding bij een benzinemotor schadelijk en daarom ook ongewenst.Verder kunnen we afleiden dat diesel tegen koudere temperaturen bestand is dan biodiesel, wat grote voordelen kan bieden in koudere landen.De verbrandingswaarde bij diesel ligt aanzienlijk hoger dan die bij biodiesel en benzine en doordat het dieselproces ook een hoger rendement heeft, is het brandstofverbruik bij een dieselmotor lager, dan bij een benzinemotor.

De samenstelling van diesel is in de loop van de tijden veranderd en zal door nieuwe Europese eisen nog verder evolueren.De samenstelling wordt veranderd door het toevoegen van nieuwe additieven. Zo heb je bijvoorbeeld V-power, excelluim en Utimate, allemaal vrij recente brandstoffen, gemaakt op basis van nieuwe additieven.Erg belangrijk is de verlaging van het maximale zwavelgehalte in diesel, meer bepaald, van 500 mg/kg vroeger, tot 50 mg/kg nu, zodat nu wordt gesproken van zwavelarme diesel. In de hele EU is deze verlaging vanaf 2005 verplicht, want zwavelarme diesel biedt heel wat voordelen op het gebied van uitstoot en is dus minder vervuilend. Sinds men een accijnsverlaging heeft doorgevoerd op zwavelarme diesel en er dus zo goed als geen prijsverschil meer is, vind je de zwavelhoudende diesel bijna niet meer.

3.1.2 Biodiesel18 19 20

De biodieselmolecule bevat tot 11% zuurstof, wat leidt tot een betere verbranding en daardoor tot aanzienlijk minder roet. De overblijfselen van de brandstof in de motor, dalen zo ook aanzienlijk.Biodiesel heeft een zeer goed smeringsvermogen. Proeven hebben aangetoond dat biodiesel ver onder de gespecificeerde norm ligt van minerale diesel. De waarde die het smeringvermogen weergeeft van een brandstof noemen we de HFRR waarde. Hoe lager deze waarde, hoe beter de brandstof. De limiet voor standaard diesel is 450. Zwavelarme diesel behaalt een waarde van 500, zonder additieven, maar met additieven zakt deze waarde onder de gestelde norm.Biodiesel daarentegen heeft een waarde van om en bij de 200. Daarom is biodiesel een goed additief voor diesel. Het maakt diesel meer smerend. Men moet slecht 1 % biodiesel toevoegen aan traditionele diesel om deze voldoende smerend te maken. Een bijkomend voordeel is, dat een motor 18 PELKMANS, L., Biodiesel: algemeen , VITO, Belguim, 1998 19 WIKIPEDIA, viscometer , http://nl.wikipedia.org/wiki/Viscometer, woensdag 8 februari 200620 UFOP , biodiesel flowerpower 2003 ; p 14 - 16 ; 11 februari 2006

24

http://nl.wikipedia.org/wiki/Viscometer


die voorzien is om op biodiesel te draaien, volledig of in een mengsel met gewone diesel, minder rap slijtage zal vertonen dan een traditionele diesel motor. Een vergelijkende tabel tussen diesel en biodiesel.

Biodiesel (RME) Fossiele diesel

Dichtheid (15°C) kg/l 0,876 0,835

Vlampunt °C 111 81

Viscositeit (40°C) mm²/s

4,35 3,9

Filterbaarheidslimiet (CFPP)

°C -12 + 5 … -24

(zomer … winter)

Cetaangetal 48 50

Zwavelgehalte % m/m

0,002 0,04

Lagere verbrandingswaarde

kJ/kg 37100 42700

Vele van de in deze tabel voorkomende eigenschappen hebben we al besproken in de vorige paragraaf, maar hier volgen nog een paar specifiekere eigenschappen van de brandstoffen. De dichtheid is gelijk aan het soortelijke gewicht. Het vlampunt van biodiesel ligt hoger dan dat van gewone diesel,

waardoor biodiesel veiliger is. Anders gezegd, biodiesel komt bij een bepaalde temperatuur minder snel tot ontploffing dan de fossiele diesel.

De viscositeit of stroperigheid van een stof is de eigenschap die weergeeft hoe vloeibaar een stof is.Hoe hoger deze waarde, hoe dikker de vloeistof. Men kan de viscositeit van een vloeistof bepalen via volgende formule: v = / Hierin is v de cineastische wrijvingscoëfficiënt van een stof in m² / s. Deze parameter geeft dus weer hoe stroperig de stof is.Met wordt de dynamische viscositeitcoëfficiënt van een vloeistof aangeduid in Ns /m³.De tenslotte, duidt de dichtheid van een stof aan.

De viscositeit van een stof kan gemeten worden met de viscositeitmeter, of volgens de wet van Stokes.

25


De viscositeitmeter

Dit is een afbeelding van de Ostwald viscositeitmeter.

Deze meter bestaat uit een dunne glazen buis met daarboven een verbreding.De vloeistof wordt opgezogen in het compartiment en daarna wordt de tijd gemeten die verloopt tussen het moment dat de vloeistofspiegel het punt A doorloopt en het punt B (zie afbeelding).Het voorraadvat aan de linkerzijde dient voor een goede meting en mag niet verder gevuld zijn, dan aangegeven met de horizontale streep.

De wet van Stokes

De wet van Stokes is een meetmethode waarbij men de wrijving meet die een klein testdeeltje ondervindt bij verplaatsing door een vloeistof. Volgens de wet van Stokes is F = ( 3 . . d ). V

Hierin is F de wrijvingskracht die een deeltje ondervindt wanneer het zich door de vloeistof beweegt in N.Met d wordt de diameter bedoeld van het bolletje in m.De snelheid waarmee het bolletje zich door de vloeistof beweegt in m/s wordt voorgesteld door v.Als we dus een bolletje in een verticale vloeistofkolom laten vallen, zal het bolletje eenparige bewegen met de snelheid v, op voorwaarde dat ofwel de vloeistof voldoende viscieus is, ofwel dat het bolletje klein genoeg is om door de vloeistof te bewegen. De ongelijke balans tussen de zwaartekracht en de opwaartse kracht wordt gecompenseerd door de wrijvingskracht, zodat: = g . d .( 1 - 2 )/( 18 . v )

Daarin is g de valversnelling = 9.81 m/s²1 = de dichtheid van het bolletje in kg/m³2= de dichtheid van de vloeistof in kg/m³

26


v = de snelheid van het bolletje in m/sd = de diameter van het bolletje in m

Het cetaangetal ligt bij biodiesel 2 punten lager ten opzichte van gewone diesel. Dit wil zeggen dat fossiele diesel sneller spontaan zal ontbranden dan biodiesel. Daar een dieselmotor werkt op het principe van zelfontbranding is fossiele diesel hier in het voordeel.

3.1.3 Onveresterde oliën21

Viscositeit

Dit in een tabel die de viscositeit weergeeft van pure plantaardige oliën.

Zoals we duidelijk kunnen merken is de viscositeit van ppo zeer afhankelijk van de temperatuur, wat grote nadelen met zich meebrengt.Als het koud is, is de brandstof veel te dik en dit is dan ook de reden waarom men motoren moet aanpassen om toch op onveresterde olie te kunnen rijden.Dit wordt besproken in hoofdstuk vier, deel twee: motoraanpassingen.

21 HÏLSHRINCK, M.,PPO = hernieuwbare energie , 2005 ; p 15-18 , 6 februari 2006

27


3.2 Kostprijs22 23 24

3.2.1 Basiskost

Momenteel is de productie van biobrandstoffen in de EU nog niet rendabel genoeg. Men kan dit enkel bekomen als er aan volgende 3 voorwaarden wordt voldaan:

- een verlaging van de accijnzen op biobrandstoffen; - een verplichte menging van Europees bio-ethanol in de benzine;- een effectieve bescherming van de Europese grenzen.

Aan eerste voorwaarde wordt in bepaalde landen van de EU al voldaan, maar dat is nog niet overal het geval.Uit een Nederlandse studie blijkt dat de productie van biobrandstoffen pas een grote vlucht kan nemen, nadat een serieuze verlaging of zelfs de afschaffing van de accijns doorgevoerd wordt. Met andere woorden wil dit zeggen, dat het een primaire voorwaarde is om van start te kunnen gaan.

Ook de tweede voorwaarde is zeker ook verplicht. Ze betreft de menging van biobrandstoffen en fossiele brandstoffen, zoals het mengen van biodiesel met diesel. Dat mengen gebeurt al met het standaard kwaliteitslabel voor biodiesel: FAME. Door dat verdrag mag men al tot 5 % biodiesel mengen in gewone diesel.In de toekomst zal men ook rekening moeten houden met de omschakeling naar meer geavanceerde biobrandstoffen. Deze brandstoffen hebben het voordeel dat ze nog minder broeikasgassen uitstoten en dat hun grondstofpotentieel veel groter is. Dit laatste doet de kostprijs van biobrandstoffen dalen. Men noemt deze brandstoffen wel eens biobrandstoffen van de 2de generatie. De biodiesel uit de 1ste

generatie wordt voornamelijk geproduceerd uit koolzaad, maar de productie ervan is laag; er is 1 voetbalveld koolzaad nodig om 1 auto een jaar lang te laten rijden. Een bijkomend nadeel van biodiesel van de 1ste

generatie t.o.v. deze van de 2de generatie, is dat de CO2 reductie slechts 50% bedraagt, want de tractoren en de oogstmachines veroorzaken extra vervuiling, en daarenboven heeft men voor het kweken van het koolzaad ook nog kunstmest en bestrijdingsmiddelen nodig.De 2de generatie biobrandstoffen, zoals FischerTropischdiesel en ethanol, beide uit houtige biomassa, beloven meer broeikasreductie en een veel grotere opbrengst per hectare landbouwgrond, wat later zal leiden naar lagere prijzen. De productie per hectare ligt 5 tot 10 keer zo hoog als bij koolzaad en het CO2 reductiepotentieel over de volledige productieketen, bedraagt 80 tot 90 %. Over deze 2de generatie is nog zeer experimenteel

22 CAMPENS, V., Achtergronddocument Biobrandstoffen ter voorbereiding vande Ronde Tafel op 8/3/05 , http://www.agripress.be/start/artikel/78369/nl ,11 februari 2006 23 HARM, J., Stand van de techniek, http://www.energietransitiebeleid.nl/energietechnologie/biobrandstoffen/techniek.html, 11 februari 200624 AGRIHOLLAND, Biobrandstoffen en duurzame energie, http://www.agriholland.nl/dossiers/biobrandstoffen/biobrandstof.html , 13 april 2006

28

http://www.agriholland.nl/dossiers/biobrandstoffen/biobrandstof.html

http://www.energietransitiebeleid.nl/energietechnologie/biobrandstoffen/techniek.html


http://www.agripress.be/start/artikel/78369/nl


en er is nog geen technische informatie over vrijgegeven.

Ten slotte is er nog de effectieve bescherming van de Europese grenzen. De productie van biobrandstoffen in Europa is op wereldvlak niet competitief genoeg, wat zal leiden tot een grotere invoer. Om te voldoen aan de EU-richtlijn moet men kunnen invoeren uit andere EU-landen, want invoer vanuit de derde wereld zal ervoor zorgen dat de Europese ethanolindustrie zal verzwakken, omdat ze niet kan opboksen tegen de prijzen van die landen. Eveneens zullen de economische voordelen, zoals werkgelegenheid, zich verplaatsen naar het 3de wereldland waaruit men invoert. Dit alles kan alleen worden voorkomen als Europa steunmaatregels voorziet.

De kostprijs voor de productie van biobrandstoffen zoals biodiesel en pure plantaardige oliën ligt hoger dan deze van fossiele brandstoffen.Dit is een vergelijkende tabel van de productiekosten voor biobrandstoffen en fossiele brandstof. De tabel dateert wel van begin vorig jaar, maar ze geeft toch duidelijk de onderlinge verhoudingen weer.

Product Kostprijs per liter (8 maart 2005)Bio-ethanol (uit graan) 0,55 euroBio-ethanol (uit suikerbiet) 0,41 euroBiodiesel (uit koolzaad) 0,97 euroFossiele diesel 0,24 euroPure plantaardige oliën 0.65 euro

Uit de tabel kunnen we afleiden dat biodiesel tot 4 maal meer kost dan gewone diesel. Puur plantaardige oliën zijn nog vrij goedkoop in vergelijking met biodiesel, maar ze kosten toch nog veel meer dan fossiele diesel.

3.2.2 Accijnsreductie25

In de buurlanden zoals Frankrijk, Italië en Duitsland is men al begonnen met een gedeeltelijke of zelfs een volledige vrijstelling van de accijnzen voor biobrandstoffen. Volgende tabel geeft de accijns en de reductie weer in een aantal EU-landen.

25 CAMPENS, V., Achtergronddocument Biobrandstoffen ter voorbereiding vande Ronde Tafel op 8/3/05, http://www.agripress.be/start/artikel/78369/nl ,11 februari 2006

29



(1) maximum biodiesel quotum 387.500 ton, enkel in mengsels van 5% en 30%.vrijstelling voor ETBE bedraagt 38 euro/l tot een taks van 20.92 euro/l(2) eis: biodiesel moet worden gemaakt zijn uit soja of zonnebloemolië(3) maximum biodiesel quotum 300.00 ton,enkel in mengsels van 5% en 25-30%(4) voor bio-ethanol geldt de accijnsreductie in het VK per 1/1/05 (5) totale hoeveelheid in lader van projecten is vastgelegd op 1 miljoen liter biodiesel per jaar tot 2010n.b = niet beschikbaar

Deze tabel toont aan dat er in België nog geen concrete afspraken zijn omtrent de accijnsreductie. In andere EU-landen is dit wel het geval, maar het is toch niet altijd datgene wat je ervan verwacht.

Bio-ETBE (ethyl tertiair butylether) wordt geproduceerd door bio-ethanol te laten reageren met isobutyleen. ETBE wordt gebruikt als een additief in conventionele benzine om het zuurstofgehalte te verhogen (meestal vermengd tot 15%). Dit zorgt voor een vermindering van de emissies, verhoogt het octaangetal en verbetert daarmee de klopeigenschappen van de brandstof.

3.3 Rendement

3.3.1 Definitie26

Rendement is de verhouding van het geleverde vermogen op het toegevoegde vermogen. Deze factor wordt weergegeven door het symbool ŋ.

Pn staat voor het nuttige vermogen(ofwel het geleverd vermogen genoemd) in Watt of kilowatt, Pt staat voor het toegevoegde vermogen in dezelfde eenheid als Pn. Als men de uitkomst in % wil weten, moet men deze vermenigvuldigen met 100.

26 WIKIPEDIA, Rendement(energie), http://nl.wikipedia.org/wiki/Rendement_%28energie%29 , 13 maart 2006

30

http://nl.wikipedia.org/wiki/Rendement_(energie)


Het rendement van een motor wordt berekend door de energie die de motor levert per liter brandstof, te delen door de energiewaarde van die brandstof per liter. De energiewaarde of calorische waarde van een brandstof wordt gemeten door bij verbranding van 1 liter of 1 kilogram van die brandstof, de energie te meten die bij dit proces vrijkomt. Deze waarde wordt weergegeven in kilo Joule per liter of per kilogram, afhankelijk of men 1 liter of 1 kilogram verbrand heeft.Het maximale theoretische rendement,voor de omzetting van chemische energie of thermische energie naar mechanische energie, wordt bepaald door de Carnotcyclus. Die zegt dat het maximale haalbare rendement rechtstreeks afhangt, van de maximale en minimale temperaturen die bereikt worden in het proces. Dit wordt berekend met volgende formule :

Thoog is de maximale temperatuur die in het proces bereikt wordt in °C en Tlaag de minimale temperatuur in °C.

3.3.2 Factoren van het rendement27 28 29 30

Het rendement van een benzine motor ligt lager dan dat van een dieselmotor. De modernste dieselmotoren hebben een rendement van 44%, met andere woorden wil dit zeggen dat bijna de helft van het energiepotentieel van diesel kan worden omgezet in mechanische energie.‘Een onderzoeksprogramma van het US Department of Energy mikt op een rendement van 55%. Er voorzichtigheidshalve vanuit gaande dat een stijging van het rendement tot 48-50% mogelijk is, dan betekent dit een daling van het verbruik met 10%.’Door de nieuwste generatie van injectiesystemen liggen verdere rendementsverhogingen in het bereik. Dieselmotoren werken nu met directe injectie, en dat onder een hoge druk. Deze systemen noemt men hoogdrukinspuitingen. Er zijn verschillende soorten: common rail of met een verstuiverpomp. Men vult deze injecties aan met technologische hoogstandjes, namelijk:

het verhogen van de inspuitdruk, wat zorgt voor een betere verneveling van de brandstof, zodat de brandstof beter vermengd wordt met zuurstof. Zo bekomt men een betere verbranding, dus ook een rendementsverhoging;

ten tweede een trapsgewijze verbranding, die bestaat uit een voor-en hoofdverbranding. Hierdoor optimaliseert men de verbrandingen

27 FEBIAC, De rol van bedrijfsvoertuigen in de 21ste eeuw: een duurzame ontwikkeling naar 2020, http://www.febiac.be/nl/content/default.asp?T=8&C=7&FID=302 ,14 maart2628 VAB, Nieuwe dieseltechnieken (6/2001) , http://www.vab.be/NL/dossiers/printdossier.aspx?Id=26 , 10 april 200629 HAVO, Natuurkunde 1,2 (nieuwe stijl) en natuurkunde (oude stijl), http://www.natuurkunde.nl/servlet/supportBinaryFiles?referenceId=2&supportId=579118 , 10 april 200630 STREETDREAMS, Aerodynamica , http://www.streetdreams.nl/tech/aerodynamica.html , 11 april 2006

31

http://www.streetdreams.nl/tech/aerodynamica.html

http://www.natuurkunde.nl/servlet/supportBinaryFiles?referenceId=2&supportId=579118

http://www.vab.be/NL/dossiers/printdossier.aspx?Id=26

http://www.febiac.be/nl/content/default.asp?T=8&C=7&FID=302


het rendement van de dieselmotor, ook de trillingen en het lawaai worden gereduceerd.

Bij een verbrandingsmotor wordt uit een brandstof mechanische energie geproduceerd. Het rendement van een wagen hangt af van de rolweerstand, de luchtweerstand, de mechanische verliezen en de verliezen door de aandrijving van accessoires.

Met de rolweerstand bedoelt men de verliezen die optreden tijdens de beweging van de banden over het wegdek. De rolweerstand wordt veroorzaakt door het indrukken van de band op de plaats waar hij de weg raakt. De rolweerstand is afhankelijk van de bandenspanning en de structuur van het wegoppervlak (bv. kasseien, asfalt,...). De snelheid waarmee men rijdt heeft geen invloed op de rolweerstand. Men kan de rolweerstand van een wagen berekenen met volgende formule: Frol = Crol. m . g Frol is hierin de weerstandskracht in N, m is de massa van de wagen in kilogram, g is de gravitatieconstante (=9.81 m/s²) en Crol is de rolwrijvingscoëfficiënt, die geen eenheid heeft. Een auto heeft een gemiddelde rolwrijvingscoëfficiënt van 0.012. Uit de formule kunnen we ook afleiden dat de rolweerstand in het algemeen afhangt van de massa van de wagen.Tegenwoordig ontwikkelen bandenfabrikanten banden met lage rolweerstand, wat ervoor zorgt dat het rendement van de wagen stijgt. Dit doen ze door de rolwrijvingscoëfficiënt zo laag mogelijk te houden. Er bestaan ook systemen die de bandendruk van de wagen controleren, die wijzen de bestuurder er op wanneer de banden spanning te laag is. Een te lage bandenspanning leidt tot een groter verbruik en dus ook tot een rendementsverlies.

De luchtweerstand is de kracht die nodig is om een auto door een luchtstroom te bewegen. Hoe lager deze kracht, hoe beter het rendement van de wagen en dat weten de autoconstucteurs maar al te goed. Dit heeft alles te zien met de aerodynamica. De aerodyanmica is de wetenschap die zich bezighoudt met luchtstromen, luchtweerstand en wind. Daarom worden de wagens in windtunnels ontworpen. De luchtweerstand is afhankelijk van de snelheid en de luchtweerstandscoëfficiënt, de Cw waarde, van de wagen. Verdubbel je de snelheid van de wagen dan wordt de luchtweerstand 4 maal zo groot. Het is een kwadratische verhouding.

De mechanische verliezen zijn de verliezen die optreden in de motor en tijdens de overbrengingen. De verliezen die optreden tijdens de overbrenging zijn wrijvingsverliezen. Deze kunnen verbeterd worden door nieuwe smeeroliën. De verliezen in de motor zijn ook veelal warmteverliezen of thermodynamische verliezen. Thermodynamische verliezen zijn warmteverliezen. Zoals we in de definitie beschreven hebben is het

32


rendement rechtstreeks afhankelijk van de hoogste en van de laagste temperatuur die het proces bereikt. Zo kunnen we zeggen dat de thermodynamische verliezen een grote invloed hebben op het rendement.

Tenslotte heb je de verliezen door aandrijving van accesoires, dat zijn der verliezen die veroorzaakt worden door de aandrijving van stuurbekrachtiging, airco, remkring en andere onderdelen. Al deze onderdelen zullen in de toekomst elektrische gestuurd worden, wat ze efficiënter maakt.

3.3.3 Vergelijking van energiewaarde31 32 33 34

Biodiesel DieselDichtheid kg/l 0,876 0,835Verbrandingswaarde kJ/kg 37100 42700

Uit de tabel leiden we af dat diesel een hogere verbrandingswaarde heeft dan biodiesel, maar doordat biodiesel een hogere dichtheid heeft dan diesel, verkleint het verschil. Dit kunnen we ook aantonen met volgende berekening. 1 liter diesel = 0.835 kg diesel, hieruit kunnen we afleiden hoeveel liter diesel er nodig is om 1 kg te bekomen, namelijk:1 / 0.835 = 1.197 l. Als we nu de verbrandingswaarde per kg delen door het aantal l dat één kg diesel bevat , dan weten we hoeveel de verbrandingswaarde is per liter.42700 / 1.197 = 35654.5 kJ/l .Dezelfde berekening kunnen we nu maken om de verbrandingswaarde van biodiesel te weten per liter. Deze bedraagt 32500 kJ/l. Verbrandingswaarde kJ/l 32500 35655

Het verschil bedraagt 3155 Kj/l .Het energieverbruik van een dieselmotor blijft gelijk, of die nu op diesel of op biodiesel loopt.Biodiesel heeft een lagere energiewaarde dan diesel, maar het energieverbuik ligt even hoog . Dit brengt dus met zich mee dat een dieselmotor op biodiesel meer verbruikt dan op diesel, namelijk zo’n 8 % .In volgende tabel, waar UVOM staat voor biodiesel op basis van gebruikte 31 PELKMANS, L., Results of demonstration and evaluation projects of biodiesel from rapeseed and used frying oil on light and heavy duty vehicles, VITO, België, 13 maart 2006 32 PELKMANS, L., Biodiesel ; algemeen, VITO, 13 maart 200633 EMIS, Biomotor, http://www.emis.vito.be/autoverbruik/index.asp?pageChoice=Biomotor&Bc=Brandstoffen, 14 maart 200634 PPO, Waarom Pure Plantenolie als hernieuwbare energiebron inzetten?, http://www.ppo.be/100.asp?l=1, 20 april 2006

33

http://www.emis.vito.be/autoverbruik/index.asp?pageChoice=Biomotor&Bc=Brandstoffen


oliën, kan je dit duidelijk afleiden.

Bij het eerste streepje is er geen biodiesel in de brandstof gemengd, bij het tweede 20 % en bij het derde 100% biodiesel. Bij een mengeling van diesel met 20 % biodiesel zien we dat het verbruik lager ligt dan bij diesel. Dit komt doordat biodiesel zorgt voor een meer volledige verbranding. Door de aanwezigheid van zuurstofatomen in de biodiesel molecule, gebeurt de verbranding vollediger dan bij gewone diesel. De molecule van biodiesel bevat rond de 11 % zuurstof, zodat de mengeling beter verbrand wordt en de energiewaarde per liter ook stijgt. Bij pure biodiesel is deze tendens niet merkbaar, integendeel, het verbruik kan verhogen tot 8 % ten opzichte van gewone diesel.Deze maximale verhoging ligt beduidend lager dan de berekeningen aantoonden. Normaal zou het verbruik gemiddeld met 8 % stijgen. Maar in de praktijk stijgt het slechts met gemiddeld 4 %. Dit komt doordat andere gunstige parameters van biodiesel een efficiëntere werking van de motor toestaan. Zo zakt de berekende verhoging met 4 %, wat nog steeds een nadeel blijft voor biodiesel.De energiewaarde van pure plantaardige oliën ligt op 9.2 kwh. Bij fossiele diesel daarintegen ligt ze op 9.8 en bij benzine op 8.6 kwh, wat dus wil zeggen dat onveresterde oliën juist tussen de twee ligt. Er is wel een nadeel ten opzichte van diesel, net zoals biodiesel.De energiewaarde van biodiesel en onveresterde oliën ligt ongeveer gelijk.

34

Brandstof verbruik

UVOME in vergelijking met gewone dieselVW Golf III CL 1.9 D

-10

0

10

0 20 100

GemiddeldeMinimum

Maximum

Relatief verschil (%)

UVOME concentratie (%)


3.4 Verklarende woordenlijst35

Energiedichtheid: de verhouding van de energie die beschikbaar is uit een stof en zijn volume (W/L) of gewicht (W/kg).

Verbrandingswaarde: de hoeveelheid energie die vrijkomt bij verbranding van een hoeveelheid stof.

Vlampunt van een chemische stof: de laagste temperatuur waarbij de stof nog genoeg damp afgeeft om tot ontbranding te kunnen komen, wanneer ze in contact komt met een ontstekingsbron.

Cetaangetal: dit is een referentiewaarde die de bereidheid van zelfontbranding weergeeft. Dit onder bepaalde druk en temperatuur. Het is iets dat de kwaliteit van de diesel brandstof weergeeft. Hoe groter dit getal hoe beter de kwaliteit van de brandstof.

35 WIKIPEDIA, Cetaangetal, http://nl.wikipedia.org/wiki/Cetaangetal , 19 april 2006

35


4 Problemen met de motor en oplossingen4.1 De dieselmotor

4.1.1 Het vierslag proces bij een dieselmotor36

Een vierslagmotor is een zuigermotor die twee complete omwentelingen maakt om weer in de begintoestand terug te keren. Dieselmotoren worden steeds meer toegepast. Niet alleen in vrachtwagens maar ook in personenwagens. De voornaamste reden hiervoor is dat de dieselmotor een hoger rendement heeft dan de benzinemotor. Het rendement kan wel 45% bedragen. Zoals de naam al laat vermoeden bestaat het vierslagproces uit vier slagen: de inlaatslag, de compressieslag, de arbeidslag en de uitlaatslag.

A) De inlaatslag

De zuiger gaat naar beneden en de inlaatklep wordt geopend. De lucht kan ongehinderd naar binnenstromen want er is een onderdruk in de cilinder. Als de cilinder vol is en de zuiger dus in zijn ODP staat, sluit de inlaatklep en kan er geen lucht meer binnen.

B) De compressieslag

De zuiger gaat omhoog en de kleppen zijn dicht. De lucht wordt snel gecomprimeerd. Omdat de compressieverhouding van een diesel erg hoog is, loopt de temperatuur van de lucht hoog op. Aan het eind van de compressieslag moet de temperatuur opgelopen zijn tot minstens 600 °C.

C) De arbeidslag

36 Voertuigtechniek CVO Waregem, Motoren, 5-1

36


Als de zuiger in de BDP is aangekomen, wordt via de verstuiver de brandstof ingespoten. Door de hoge temperatuur van de lucht ontbrandt de brandstof spontaan. Hierdoor loopt de temperatuur en daardoor de druk sterk op. De zuiger wordt met grote kracht omlaag gedrukt en via de drijfstang gaat de krukas draaien.

D) De uitlaatslag

De zuiger gaat omhoog en de uitlaatklep staat open. De verbrande gassen worden door de zuiger uit de cilinder gedreven. Als de zuiger bovenin staat, is dit weer het begin van de inlaatslag.

Het vierslagproces is dus een kringproces. De prestatie van een dieselmotor wordt geregeld met de hoeveelheid ingespoten brandstof. De compressieverhouding van een dieselmotor is altijd hoger dan van een benzinemotor, om aan de benodigde hoge compressie-eindtemperatuur te komen. Een dieselmotor heeft een hogere geluidsproductie en moet dus beter geïsoleerd worden. Ook zijn de componenten zwaarder uitgevoerd omdat een dieselmotor met hogere drukken werkt.

37


4.1.2 Inspuiting bij de conventionele dieselmotor37

Als de compressieslag beëindigd is en de arbeidsslag gaat beginnen moet er diesel ingespoten worden. De belangrijkste onderdelen bij het conventionele systeem zijn de verdelerpomp, hogedrukleidingen en per cilinder een verstuiver. Schema van de inspuiting bij de conventionele dieselmotor:

1. Brandstoftank2. Grof Filter (waterafscheider)3. Brandstofopvoerpomp4. Fijnfilter5. verdelerpomp6. Verstuiver7. RetourleidingHet systeem bestaat uit drie delen: het lagedrukgedeelte, het hogedrukgedeelte en het retourgedeelte

A) Het lagedrukgedeelte De brandstoftank: Deze bevat ook een zeef om grote onzuiverheden

in de brandstof tegen te houden Een groffilter (waterafscheider) die condenswater uit de brandstof

haalt Een brandstofopvoerpomp die de brandstof uit de tank naar de

motor pompt. Een of meerdere fijnfilters die zelfs zeer kleine verontreinigingen uit

de brandstof halen. Deze worden vervangen bij elk groot onderhoud.

37 Zoet water motors, Trekkerstechniek, p10-14

38


B) Het hogedrukgedeelte

Een verdelerpomp die door middel van een klein, ingebouwd nokkenasje ,aangedreven door de motor, de brandstof op exact het juiste moment naar de verstuivers pompt. De juiste hoeveelheid wordt bepaald door de stand van het gaspedaal in samenwerking met een regulator, die - mechanisch of elektronisch - de hoeveelheid brandstof aanpast aan de aanwezige lucht (zuurstof) in de cilinder. Te veel brandstof zou immers niet verbranden en in de vorm van zwarte rook uit de uitlaat komen.

1: Brandstofinspuitpomp 2: Regulator 3: Brandstofopvoerpomp 4: Rookbegrenzer (enkel bij

turbomotoren)

Een aantal hogedrukleidingen, voor elke cilinder één, die precies even lang en even dik zijn om drukverschillen te voorkomen.

In elke cilinder een verstuiver die de brandstof vernevelt en onder hoge druk in de cilinder spuit. De verstuiver wordt gesloten gehouden door een zware veer die een naald in het onderste gat van de verstuiver duwt. Wanneer er een drukgolf komt vanaf de brandstofinspuitpomp, dan duwt de aanwezige dieselolie onder hoge

druk de verstuiver open (tegen de veerdruk in) en verschaft zich een toegang tot de verbrandingsruimte.

1: brandstofinlaat2: retour aansluiting3: verstuiverhouder4: drukveer5: pakking6: verstuivernaald7: mondstuk

39


C) Het retour- of lekgedeelte

Dit systeem voert overtollige brandstof terug naar de tank. De brandstofopvoerpomp pompt namelijk veel meer brandstof naar de motor dan eigenlijk voor de verbranding nodig is. Dit heeft enigszins wel zijn nut: deze brandstof koelt en smeert namelijk de onderdelen, maar de grote hoeveelheid voorkomt ook terugval in de druk of zelfs lucht in het systeem. Vaak wordt ongeveer 80% van de opgepompte brandstof weer teruggebracht in de tank. De retourleidingen halen brandstof weg bij de fijnfilters, de brandstofverdelerpomp en de verstuivers.

D) Werking van het systeem

De opvoerpomp die via de verdelerpomp door de motor wordt aangedreven, pompt de brandstof vanuit de tank via het voorfilter naar de verdelerpomp. Voor de verdelerpomp passeert de brandstof eerst nog de fijnfilters. De verdelerpomp pompt de brandstof op het juiste moment onder een hoge druk naar de verstuivers die de brandstof in de verbrandingsruimte spuit. De verstuivers openen bij een druk van 100-200 bar, maar de inspuitdruk kan wel oplopen tot 1000 bar.Op de fijnfilter zit een retourleiding die de teveel opgepompte brandstof via een terugslagklep terugvoert naar de tank. Op de verstuivers zit ook een terugvoerleiding die de brandstof, die langs de verstuivers weglekt, terugvoert naar de tank.

4.1.3 Inspuiting bij de “nieuwe” dieselmotor (het common-rail systeem)

Als de compressieslag gedaan is en de arbeidslag gaat beginnen moet er brandstof ingespoten worden. Bij het common-rail systeem zijn de belangrijkste onderdelen: de hogedrukpomp, de rail en de elektronisch gestuurde verstuivers.

Fig: Schema van het common rail systeem

40


1. Brandstoftank2. Brandstoffilter3. Brandstofpomp4. Hogedrukpomp5. Rail6. Verstuiver leiding7. Verstuiver8. Retourleiding9. Hoge druk leiding

Het common rail systeem bestaat uit vier delen: het lagedrukgedeelte, het hogedrukgedeelte, het retour- of lekgedeelte en de sensoren.

A) Lagedrukgedeelte

De brandstoftank Een brandstoffilter met een overstroomklep. Aangezien de

brandstofpomp meer brandstof oppompt dan nodig is gaat deze via deze klep terug naar de tank.

B) Hogedrukgedeelte

De hogedrukpomp. Deze levert voortdurend een hoge druk voor de rail (brandstofverdeelleiding) en wordt aangedreven via de distributie. Daarom hoeft de brandstof, in tegenstelling tot het conventionele systeem, niet voor elke inspuiting afzonderlijk onder hoge druk te worden gebracht. Door de permanente hoge druk in het systeem wordt de inspuitkwaliteit bij alle toerentallen en belastingen geoptimaliseerd.

De rail. Deze is van smeedstaal vervaardigd en heeft als taak brandstof onder hoge druk op te slaan en drukschommelingen te minimaliseren.

Een hogedrukleiding per verstuiver die precies even lang zijn. Ook de buigingen in de leiding zijn op het systeem afgesteld en mogen niet worden gewijzigd.

Per cilinder één elektrisch bediende verstuiver.

41


Verstuiver geslotenIn gesloten stand wordt de retourleiding door een klepkogel afgesloten zodat er geen brandstof uit de ruimte kan ontsnappen. Onder deze omstandigheden heerst er in de verstuivervoorkamer een in de regelruimte dezelfde druk. Op de verstuivernaald werkt bovendien ook nog de veerkracht van de verstuivernaaldveer, zodat de verstuivernaald gesloten blijft. Er kan geen brandstof in de verbrandingsruimte komen.

Verstuiver openDoor het aansturen van de spoel wordt de retourleiding geopend. Daardoor daalt de druk in de regelruimte een dus ook de kracht op de verstuivernaald. Zodra de hydraulische kracht in de regelruimte lager wordt dan die van de verstuivervoorkamer en de verstuivernaaldveer, opent de verstuivernaald. De brandstof wordt nu via de verstuivergaten in de verbrandingsruimte gespoten.

42


C) Het retour- of lekgedeelte

Terugvoerleidingen vanaf de verstuivers, de hogedrukpomp en het filter

D) Sensoren

Diverse sensoren die de ECU van informatie voorzien, zoals de stand van het gaspedaal, de rijsnelheid, het krukastoerental, de motortemperatuur, de inlaatluchttemperatuur, de uitlaatgastemperatuur en de uitlaatgaskwaliteit (NOx-sensor).

E) Werking

Bij de common-rail inspuiting is het mogelijk door middel van elektronica de verstuivers van de dieselmotor onafhankelijk van de nokkenas aan te sturen. De verdelerpomp is niet meer nodig en wordt vervangen door een hogedrukpomp die door de motor wordt aangedreven. Het motormanagement systeem (ECU) berekent wanneer de brandstof ingespoten moet worden en in welke hoeveelheid. De verstuivers zijn voorzien van elektromagnetische kleppen die de verstuiver openen en sluiten.In tegenstelling tot conventionele dieselmotoren waar de brandstofpomp naar iedere injector een leiding heeft die op een vooraf bepaald moment onder druk komt te staan, heeft een common-rail motor een gemeenschappelijke leiding (de common-rail) die de brandstof onder een hoge druk (tot 1800 bar) constant naar alle injectoren aanvoert. De injectoren zijn uitgerust met een elektromagnetische klep die zeer snel kan openen en sluiten (bij moderne systemen zelfs meerdere keren per cyclus), aangestuurd door het motormanagement.

4.2 Problemen met diesel

4.2.1 Probleem

Aangezien de huidige dieselmotor aangepast is aan de hedendaagse dieselbrandstof zijn er nagenoeg geen problemen met deze brandstof. Het enige probleem dat zich kan vormen is het kristalliseren van diesel bij extreem koude temperaturen. Zelfs winterdiesel is maar bedrijfszeker tot -20°C (zie hoofdstuk 2). Er zijn gebieden, zoals Rusland, waar de temperaturen gemiddeld nog een stuk lager liggen. Hier is de winterdiesel niet meer effectief. Dan moet er gezocht worden naar een oplossing.

4.2.2 Oplossing38

38ECODIESEL NEDERLAND, Brandstof voorverwarming, http://www.eco-diesel.nl/index.html?target=Dieselzntherm_brandstof_voorverwarming.html, 29 januari 2006

43

http://www.eco-diesel.nl/index.html?target=Dieselzntherm_brandstof_voorverwarming.html

http://www.eco-diesel.nl/index.html?target=Dieselzntherm_brandstof_voorverwarming.html


Vroeger kon men een beetje benzine of petroleum onder de diesel mengen. Deze zorgt ervoor dat het stolpunt van de diesel wordt verlaagd.Nu is dit zeker onverantwoord vanwege de vernieuwde, complexere onderdelen, bijvoorbeeld de dieselpomp. Deze is sterk geëvolueerd en heeft nu een goede smering nodig. Benzine werkt ontvettend. Als er nu benzine in de dieselpomp komt gaat deze sneller verslijten en kan vastlopen. De enige effectieve oplossing, zonder dat het kwaad kan voor de motor, is het voorverwarmen van de diesel voordat deze in de filter gaat.

Op de foto zien we dat er voor de filter een kleine verwarming is gemonteerd. Deze verwarmt de diesel en de (energierijke) paraffine kristallen lossen terug op. Ze blijven niet meer aan het filteroppervlak kleven en de motor heeft terug zijn oorspronkelijk vermogen.De verwarming wordt bediend via een schakelaar op het dashboard. Zo kan de bestuurder zelf kiezen waneer de verwarming moet aanstaan en waneer niet.Ombouwen is niet moeilijk aangezien de warmtewisselaar makkelijk kan in het circuit gebouwd worden. Hij moet namelijk alleen maar voor de filter zitten.

Het principe van de warmtewisselaar is ook eenvoudig. De diesel loopt door een leiding van de warmtewisselaar. Rond deze leiding zit een

44


verwarmingselement dat elektrisch gevoed wordt. De warmte wordt via de leiding overgedragen aan de diesel en de paraffine kan terug vloeibaar worden.Doordat de diesel nu in gelijk welke omstandigheden kan gebruikt worden, warm of koud, moet je nu niet meer investeren in speciale additieven om het stolpunt te verlagen.De voorverwarming heeft ook tot gevolg dat er een lagere uitstoot is door de betere verbranding bij warmere temperatuur.

4.3 Problemen met biodiesel39

4.3.1 Probleem

Met biodiesel is er wel een probleem. De brandstof kan wel gewoon in de tank waar er diesel in zit en je mag biodiesel ook mengen met gewone diesel. Er mag tot 5% biodiesel bij gewone diesel gemengd worden, de biodiesel zal genoeg verdund zijn en er zal geen schade optreden. Bij een mengsel met meer dan 5% biodiesel geven de constructeurs geen garantie dat er geen schade zal zijn. Het enige probleem vormt de agressiviteit van de vloeistof; biodiesel is namelijk veel zuurder dan diesel. Zeer veel onderdelen van de motor en van de brandstofvoorziening bevatten pakkingen. Een pakking bestaat uit rubber, al dan niet versterkt met vezels. Elke pakking die met biodiesel in aanraking komt en er niet tegen bestand is kan schade oplopen. Ze zal na verloop van tijd beginnen opzwellen en kapot gaan.

Schade die kan optreden bij de conventionele dieselmotor:

- Elke leiding vanaf de brandstoftank tot de inspuitpomp is gemaakt van rubber. Er kunnen lekken ontstaan en de brandstofopvoerpomp zal lucht aanzuigen en geen brandstof. De motor zal dus niet meer werken

- De filters bevatten rubberen pakkingen op ervoor te zorgen dat er geen brandstof verloren gaat. Als deze kapot gaan zal de brandstofopvoerpomp ook lucht aanzuigen en zal de motor dus niet werken.

- In de verdeler pomp zitten rubberen pakkingen en rubberen kanalen. Als deze kapot gaan zal de inspuitpomp vervangen moeten worden wat een grote kost is.

- In de motor zelf zit een cilinderkoppakking. Deze bestaat tegenwoordig uit metaal maar kan toch een laag rubber bevatten. Als deze kapot gaat kan dit grote schade berokkenen aan de motor.

- Het hele retourgedeelte bestaat uit rubberen leidingen. Als deze kapot gaan zal de motor wel blijven werken maar zal er veel brandstof verloren gaan.

Schade die kan optreden bij de common rail dieselmotor:

39 PELKMANS, L., Biodiesel algemeen, VITO, 1998

45


- Al het bovenvernoemde kan ook bij de common rail motor gebeuren, maar de rail kan ook kapot gaan. Inwendig zijn er ook dichtingen en rubbers voorzien om bijvoorbeeld boringen voor sensoren af te dichten.

4.3.2 Oplossing

De oplossing ligt voor de hand: simpelweg de dichtingen die niet bestand zijn tegen biodiesel vervangen door deze die er wel tegen kunnen. De gebruikte materialen zijn meestal polyamide (PA) of fluorrubber (VITON).Tegenwoordig voorzien alle merken wel dat er aangepaste dichtingen in hun wagens zitten. De overstap van diesel naar biodiesel komt namelijk zeer dichtbij en ook zij worden zich daar bewust van. Als je een nieuwe auto koopt is het wel aan te raden om te informeren of de wagen ook biodiesel kan verdragen.

Als dit niet zo is dan zijn er ombouwkits op de markt. Deze kosten zo’n €250 maar dit kan je zelf niet doen want dan zou je heel de motor moeten demonteren. Het best is dat je eens bij je vertrouwde garage eens gaat vragen of zij dit kunnen installeren. Eens je zo’n ombouwkit hebt kan je ook gewoon biodiesel in je normale tank doen of zelfs mengen met gewone diesel.

46


4.4 Problemen met onveresterde olie (PPO)

4.4.1 Probleem

Je auto laten rijden op onveresterde olie vraagt minder werk dan je auto te laten rijden op biodiesel. Het grootste probleem is de grote stroperigheid van de olie. Onveresterde olie is veel dikker dan biodiesel. De brandstofopvoerpomp zal veel meer moeite moeten doen om de olie op te pompen, de dieselpomp zal harder moeten werken en de olie zal zeer moeilijk verstuiven door de verstuivers, wat wel nodig is om een goede verbranding te hebben. Het is zelfs zo dat met de laatste generatie verstuivers deze gewoon kapot zullen gaan als de vloeistof te dik is. De druk wordt namelijk veel te groot en de verstuiver “ontploft”. Een verstuiver kost al gouw zo’n €1000. Het is dus niet aan te raden deze snel kapot te laten gaan.

4.4.2 Oplossing40

Er is maar één goede manier om de olie vloeibaarder te maken. Men moet de olie verwarmen d.m.v. een warmtewisselaar tot ongeveer 65°C. De olie wordt dan vloeibaarder en als men de gewenste vloeibaarheid heeft (bij 65°C) kan deze ingespoten worden zonder schade te doen aan de wagen.

Bij indirecte injectie is het gebruik van PPO enkel mogelijk met dieselmotoren die uitgerust zijn met een Bosch inspuitsystemen. Andere inspuitsystemen (Lucas,… ) zijn minder geschikt voor het gebruik van PPO, omdat deze minder sterk uitgevoerd zijn.De constructeurs vermelden een maximum viscositeit van 10-15 centistokes. Opdat de olie dezelfde viscositeit zou hebben als diesel op 40°C zou hij opgewarmd moeten worden tot 80°C.

Wanneer plantaardige olie een temperatuur bereikt van 80°C zal de viscositeit onder de 10 centistokes liggen en dus bruikbaar zijn voor alle dieselmotoren. Het verpompen van PPO en het onder hoge druk inspuiten van de brandstof wordt vergemakkelijkt door de lagere viscositeit. Als de olie te koud is, zal er verstuivercoking optreden. Coking betekent dat op de top van de verstuiver een dikke, harde laag onverbrande brandstof verschijnt. Nadat verstuivercoking optreedt, zullen door de verstuiver niet correcte hoeveelheden brandstof in ongunstige richtingen sproeien. Dit resulteert in schade aan de cilinderwanden en de zuigerveren. Dit is de reden waarom een dieselmotor steeds moet gestart worden met diesel of biodiesel. Wanneer de motor warmgelopen is, kan men overschakelen op PPO. De motor mag ook niet stilgelegd worden op PPO, omdat bij het opnieuw opstarten dan koude en visceuze olie in de brandstofpomp en motor zit. Dit leidt tot schade aan het injectiesysteem en tot coking.

40 BLOMMAERT., C & VERMAILLEN T. ,Het gebruik van koolzaadolie voor transportdoeleinden, VUB, Brussel, 2005

47


Bij buitentemperaturen van minder dan 5°C wordt PPO minder vloeibaar en wordt er aangeraden enkele liters diesel (ca.10%) bij te mengen.

Er zijn twee brandstofcircuits: het originele van de dieselolie en een analoog circuit voor de PPO. Het laatste circuit bevat een aantal nieuwe elementen. Een extra pomp die de brandstofpomp helpt bij het oppompen van de olie, een warmtewisselaar om de olie op te warmen en een overdrukklep. Magneetventielen zorgen voor een elektrische omschakeling van diesel naar PPO en omgekeerd.

A) PPO tank

Aangezien olie niet vluchtig is en ook niet explosief, is het niet nodig om een benzinetank te gebruiken. Een tank voor plantaardige olie installeren is niet gevaarlijk. De tank moet wel goed vastliggen en niet lekken. Zo is een ijzeren vat of een plastiek vat zeker goed genoeg.

B) PPO Filter

Een dieselmotor zal al draaien wanneer gebruikte olie geen deeltjes bevat die groter zijn dan 4 micron. Een normale dieselfilter houdt alles groter dan 5 micron tegen. Voor de ombouw is er gebruik gemaakt van een standaard filter. De gebruikte olie dient wel al gefilterd te worden voor het gebruik, anders zou de filter te snel dichtslibben. De retourleiding van de PPO wordt voor de oliefilter teruggekoppeld om zo de doorstroming te vergemakkelijken. De dieselfilters moeten wel bestand zijn tegen de warme olie die van de retourleiding komt.

48


C) Extra Pomp

Een extra pomp ter ondersteuning van de eigen brandstofpomp voortstuwing van de verwarmde PPO is niet noodzakelijk. Constructeurs benadrukken dat brandstofpompen zeer degelijk zijn en geen enkel probleem zullen hebben met de plantaardige olie. Het kan natuurlijk geen kwaad om een extra pompje in de leiding in te bouwen.

D) Warmtewisselaar

Het doel van de warmtewisselaar is om de PPO op de gepaste temperatuur te brengen. De lengte van de warmtewisselaar speelt hierbij een grote rol. Het koelwater van de motor wordt gebruikt om de olie op te warmen. Het koelwater dat uit de motor komt heeft een temperatuur van 85°C en we veronderstellen dat de koude olie 15°C heeft. De warmtewisselaar is daarna berekend om de olie op te warmen tot 65°C. De olie stroomt door een kleine leiding die in een grotere leiding zit. Het koelwater van de motor stroomt door de grote leiding en warmt zo de olieop.

E) Magneetventielen en elektriciteit

Om over te schakelen van diesel op olie en omgekeerd kan men gebruik maken van twee 3-wegskleppen die werken op 12V, maar deze zijn wel zeer duur (zo’n €400 per klep). Er zijn ook ledjes in het dashboard ingebouwd. Zo weet de bestuurder op welke brandstof hij rijdt. Elke klep heeft een stroomverbruik van 0,8 A of een vermogen van 9,6W. De twee kleppen van de retour en de toevoer worden apart geschakeld. Per kring is het stroomverbruik dus 3,2A. Er werd ook een zekering geplaatst van 6A.

F) Extra filter

49


Alvorens de olie door de motor te sturen zit er voor de dieselpomp nog een kleine extra filter om eventuele kleine onzuiverheden afkomstig van de warmtewisselaar of tank tegen te houden. De kans is dan zeer klein dat er toch nog onzuiverheden in de motor zouden komen.

G) Overdrukklep

Voor de warmtewisselaar is een overdrukklep gemonteerd. Na het stilleggen van de motor zal de olie een beetje krimpen en nieuwe vloeistof via de dieselfilter aanzuigen. Wanneer de motor wordt gestart, zal de olie opnieuw uitzetten, maar ze kan niet meer terugvloeien naar de tank omdat de dieselfilter slechts één richtingsverkeer toelaat. Zo ontstaat een grote druk in de leidingen en de warmtewisselaar met als gevolg dat dedichtingen van de filter het kunnen gaan begeven of dat een olieleiding losspringt of zelfs kapotscheurt. De overdrukklep is er een die opengaat bij ongeveer 1,5 bar.

H) Thermometers of Brandstofsensor

Voor de dieselpomp en in het begin van retourleiding plaatsen we een thermometer. Zo weten we wanneer de olie warm genoeg is om door de motor te sturen. Een paar minuten voor het stilleggen van de motor moet de toevoer van olie afgesloten worden om opnieuw diesel te verbranden. De retour gaan we nog niet omschakelen omdat anders het teveel aan olie dat in de motor zit via de retourleiding in de dieseltank komt. Als detemperatuur van de vloeistof in deze leiding plots zakt weet men dat er diesel door de retourleiding begint te stromen en kan men ook de retourkleppen omschakelen. Door gebruik te maken van twee schakelaars komt er geen olie in de dieseltank. Er mag echter tot 5% olie gemengd worden maar na veelvuldig overschakelen en met weinig diesel inde tank kan dit percentage fors verhogen. Het gevolg is dat de motor hevig gaat roken en onregelmatig draait bij een koude start.Er zijn ook sensoren op de markt die diesel van olie kunnen onderscheiden. Deze zouden het overschakelen van de retour automatisch kunnen laten verlopen.

50


4.5 Verklarende woordenlijst ODP: onderste dode punt van een motor. De zuiger kan niet verder

naar beneden BDP: bovenste dode punt van een motor. De zuiger kan niet verder

naar boven Kringproces: proces waarbij het eindpunt ook het begin is. Het

proces wordt heel de tijd herhaald. Compressieverhouding: verhouding van de ruimte boven de

zuiger in BDP t.o.v. het volume boven de zuiger in ODP ECU: boordcomputer die instaat voor het motormanagement

51


5 Milieuaspecten 5.1 Emissies

5.1.1 Algemeen

Soorten emissies41

emissies zijn in 4 categorieën te verdelen, namelijk:1) de onschadelijke emissies2) de broeikasgas emissies3) de milieubelastende emissies4) de gezondheidsbelastende emissies

In onderstaande tabel worden de soorten emissies weergeven.

Korte samenvatting v/d Emissienormen42 :

1990 = Euro 0 o Indirecte dieselinjectie. o Geen katalysator.

1997 = Euro 2 41 BOVAG-RAI, (brand)stof tot nadenken , http://www.bovag.nl/System/Pics/banner/Brandstoftotnadenken.pdf , 26 januari 2006

42 VAB, Persdossier VAB, http://www.vab.be/NL/dossiers/VAB_Persdossier21_milieu_mobiliteit.pdf , 8 november 2005

52

http://www.vab.be/NL/dossiers/VAB_Persdossier21_milieu_mobiliteit.pdf



o Directe injectie: daling brandstofverbruik met 15 à 20%. o Oxidatiekatalysator: vermindering CO- en HC- emissies. o EGR- sturing: beperking NOx- uitstoot.

2005 = Euro 4 o Multikleppenmotor met turbo met variabele geometrie en

common rail inspuitsystemen: vermindering motorgeluid en uitstoot.

o Roetfilter: eliminatie roetdeeltjes.

Evolutie van de emissies43

Er zijn verschillende cijfers die laten zien dat de auto's steeds schoner worden. In onderstaande grafiek wordt de ontwikkeling van de uitstoot van schadelijke stoffen door het totale personenautopark per kilometer weergegeven (index 100=1980). Een effect dat op nationale schaal merkbaar is, is het feit dat in de afgelopen jaren steeds minder woningen worden blootgesteld aan emissies die de wettelijke normen overschrijden. De bijdrage van de sector verkeer en vervoer is hierbij p van invloed geweest.

5.1.2 Soorten en beschrijving:

SO2 Zwaveloxides44. Zwaveloxide is een schadelijke stof . Deze bekomt men door de verbinding van zwavel en zuurstof. Een dieselmotor werkt men een zuurstofoverschot.en sinds diesel zwavel bevat, kan men gemakkelijk tot zwaveloxides komen.

Dit is de binding van SO2

43 BOVAG-RAI, (brand)stof tot nadenken , http://www.bovag.nl/System/Pics/banner/Brandstoftotnadenken.pdf , 9 februari 2006

44 Zoek het eens op(skynet), Zure regen, http://users.skynet.be/zoekheteensop/zure_regen.htm , 28 decmeber 2005

53

http://users.skynet.be/zoekheteensop/zure_regen.htm


http://science.widener.edu/svb/molecule/jpeg/so2.jpg


Sinds de komt van zwavelarme diesel, diesel waarbij het zwavelgehalte slechts 0,05% bedraagt, zijn de SO2-emissies bij dieselmotoren drastische verlaagd. Zwaveloxides zijn schadelijk omdat ze leiden tot zure regen. Zure regen is neerslag (regen dus) met een laag zuurgehalte of een lage pH-waarde. Normaal leidingwater heeft een pH van 7 en gewone regen een pH van 6. Zure regen daarentegen heeft een pH van 4. De pH-graad is de aanduiding van de zuurgraad van een stof . Dit getal kan schommelen tussen 0 en 14. Hier volgen een paar gevolgen van zure regen.Als de zuurgraad lager is dan 5,5 zullen vele vissoorten al niet meer in leven zijn, terwijl bij 4,5 helemaal geen vis meer aanwezig is.Aluminium is, na zuurstof en kiezel, het belangrijkste element in de bodem. Het zit stevig vast aan andere elementen, is niet oplosbaar en kan dus ook niet door planten worden opgenomen. De zure regen verandert het aluminium, zodat het nu oplosbaar wordt in water en in planten en bomen terecht komt met alle gevolgen vandien.

CO2 Koolstofdioxide45. Koolstofdioxides (CO2) zijn in belangrijke mate bepalend voor het broeikaseffect.Het komt in grote hoeveelheden vrij, bij de verbranding van fossiele brandstoffen en bij uitbarsting van sommige vulkanen.Dit is de binding van CO2 :

Koolstofdioxide wordt gebruikt door planten tijdens het proces van de fotosynthese. Door de bladgroenwerking van planten wordt de koolstof (C) opgenomen door de plant en in andere verbindingen (vooral koolhydraten) ingebouwd, terwijl de zuurstof (O2) weer terug aan de lucht wordt afgegeven. In kassen wordt het gas als een soort bemesting van de planten gebruikt: bij aanwezigheid van meer koolstofdioxide groeien veel planten wat sneller.Mensen en dieren doen het omgekeerde van wat planten doen. Zij ademen zuurstof in en koolstofdioxide uit, die bij de verbranding van energiehoudende voedingsstoffen (vetten en koolhydraten) in het lichaam vrijkomt.

CO Koolstofmonoxide46 .Het gas is giftig doordat het zich veel (200-300 x) sterker aan de rode bloedkleurstof (hemoglobine) bindt dan zuurstof, waardoor het bloed geen zuurstof meer naar de weefsels kan transporteren omdat het het al gebonden is aan het gas.Koolstofmonoxide is onder andere aanwezig in uitlaatgassen van auto's en in tabaksrook.Dit is de binding van CO :

45 WIKIPEDIA, Kooldioxide, http://nl.wikipedia.org/wiki/Kooldioxide , 28 december 2005

46 WIKIPEDIA, Koolstofmonoxide, http://nl.wikipedia.org/wiki/Koolstofmonoxide , 28 december 2005

54

http://nl.wikipedia.org/wiki/Weefsel_(biologie)

http://nl.wikipedia.org/wiki/Bloed

http://nl.wikipedia.org/wiki/Zuurstof

http://nl.wikipedia.org/wiki/Hemoglobine

http://nl.wikipedia.org/wiki/Koolstofmonoxide


http://nl.wikipedia.org/wiki/Koolhydraat

http://nl.wikipedia.org/wiki/Koolstof

http://nl.wikipedia.org/wiki/Fotosynthese

http://nl.wikipedia.org/wiki/Vulkaan

http://nl.wikipedia.org/wiki/Fossiele_brandstof

http://nl.wikipedia.org/wiki/Fossiele_brandstof

http://nl.wikipedia.org/wiki/Kooldioxide

http://science.widener.edu/svb/molecule/jpeg/co2.jpg


Het molecuul heeft een klein dipool moment en wordt vaak weergegeven met 3 resonantiestructuren.Koolmonoxidevergiftiging kan worden voorkomen door bij gas-, olie- en kolenkachels, alsook bij geisers, te zorgen voor een goede luchttoevoer en ook voor een goede afvoer van de rookgassen naar de buitenlucht.Minieme hoeveelheden CO worden wel in het lichaam zelf geproduceerd. Het heeft op korte termijn een verwijdend effect op kleine arteriën in een aantal organen.

NOx Stikstofoxiden47.Stikstofoxiden worden gerekend tot de stoffen die verzuring van het milieu in de hand werken, zie onder andere zure regen en luchtvervuiling.Stikstofoxiden (soms afgekort tot NOx) is een verzamelnaam voor de verbindingen van zuurstof en stikstof:

stikstofmonoxide (NO) distikstofoxide (N2O) of lachgas stikstofdioxide (NO2) distikstoftrioxide (N2O3) distikstoftetroxide (N2O4) distikstofpentoxide (N2O5)

We beperken ons tot stikstofmonoxide en stikstofdioxide, omdat deze 2 ontstaan bij het verbrandingsproces in auto’s. De laatste 3 zijn niet veel voorkomende stoffen, er is dan ook nog niet veel over te vinden.Stikstofmonoxide is een gas met de chemische formule NO. Het ontstaat onder andere bij verbrandingsprocessen in auto's en in elektriciteitscentrales. Als het wordt opgelost in water, ontstaat er een salpeterig zuur, HNO2 (te onderscheiden van salpeterzuur, HNO3). In de lucht reageert NO snel met zuurstof tot stikstofdioxide (NO2).Stikstofmonoxide draagt bij tot de luchtverontreiniging, tot de verzuring (door de reactie met water tot salpeterig zuur) en tot de afbraak van de ozonlaag.

Stikstofdioxide is een giftig gas met de chemische naam NO2. Het gas is zwaarder dan lucht. Het reageert heftig met andere stoffen. In aanwezigheid van lucht kan het veel metalen aantasten. Een combinatie met water levert salpeterzuur op.Bij opname in het menselijk lichaam kunnen longbeschadigingen optreden. Ook de rode bloedlichamen worden door dit gas aangetast, met minder zuurstofopname als gevolg.Stikstofdioxide onststaat door de uitstoot van elektriciteitscentrales, van de zware industrie en van het wegtransport, alsook door de verbranding van biomassa en bij bliksem.

HC Koolwaterstoffen48.

47 WIKIPEDIA, Stikstofdioxide, http://nl.wikipedia.org/wiki/Stikstofdioxide , 28 december 200548 WIKIPEDIA, koolwaterstof, http://nl.wikipedia.org/wiki/Koolwaterstof , 28 december 2005

55

http://nl.wikipedia.org/wiki/Koolwaterstof

http://nl.wikipedia.org/wiki/Elektriciteitscentrale

http://nl.wikipedia.org/wiki/Salpeterzuur

http://nl.wikipedia.org/wiki/Gas

http://nl.wikipedia.org/wiki/Ozonlaag

http://nl.wikipedia.org/wiki/Water

http://nl.wikipedia.org/wiki/Verzuring

http://nl.wikipedia.org/wiki/Luchtverontreiniging

http://nl.wikipedia.org/wiki/Stikstofdioxide


http://nl.wikipedia.org/wiki/Salpeterzuur

http://nl.wikipedia.org/wiki/Salpeterig_zuur

http://nl.wikipedia.org/w/index.php?title=Distikstofpentoxide&action=edit

http://nl.wikipedia.org/w/index.php?title=Distikstoftetroxide&action=edit

http://nl.wikipedia.org/w/index.php?title=Distikstoftrioxide&action=edit


http://nl.wikipedia.org/wiki/Distikstofoxide

http://nl.wikipedia.org/wiki/Stikstofmonoxide

http://nl.wikipedia.org/wiki/Stikstof


http://nl.wikipedia.org/wiki/Zure_regen

http://nl.wikipedia.org/wiki/Milieu

http://nl.wikipedia.org/wiki/Verzuring


http://nl.wikipedia.org/wiki/Orgaan

http://nl.wikipedia.org/wiki/Arterie

http://nl.wikipedia.org/wiki/Lichaam_(biologie)

http://nl.wikipedia.org/wiki/Rookgas

http://nl.wikipedia.org/wiki/Dipool


Koolwaterstoffen zijn organisch-chemische verbindingen van uitsluitend waterstof met koolstof met de algemene formule CnHm.Benzine, diesel (brandstof) en kerosine bestaan uit een mengsel van koolwaterstoffen. De exacte samenstelling is van belang voor de klopvastheid van de brandstof.

PM Roetdeeltjes49.Roetdeeltjes zijn maximaal 5 micrometer. Roetdeeltjes uit dieselauto's vervuilen de lucht en zijn schadelijk voor de gezondheid. Deze deeltjes leveren een bijdrage aan de concentratie van fijn stof.Roetdeeltjes ontstaan door de onvolledige verbranding van dieselbrandstof. PM is de maatstaaf die aangeeft hoeveel gram “roet” er per kilometer wordt uitgestoten. Dit is een tabel die weergeeft hoeveel gram roet er per energie eenheid mag uitgestoten worden volgens de emissie normen.

5.2 Emissies beperkende elementen

5.2.1 Katalysator50

Werking van de katalysator:

nemen we als voorbeeld de reactie A + B → AB Deze verloopt bij aanwezigheid van een katalysator in meerdere stappen: A + K → AK AK + B → AB + K Opgeteld geeft dit: A + B + K → AB + K

Men kan katalysatoren indelen in 2 groepen:o de heterogene katalysator maakt geen deel uit van het

reactiemengsel, dit wordt in een aparte fae in contact gebracht met het reactiemengsel.

o De homogene katalysator maakt deel uit van het reactiemengsel.‘Een heterogene katalysator is zeer geschikt voor een continu proces: hij kan stationair deel uitmaken van een reactieomgeving, terwijl de

49 ELZINGA, G.D., Microgolf regeneratie van roetfilters voor dieselmotoren, http://www.ecn.nl/docs/library/report/2004/c04025.pdf , 30 december 2005

50 WIKIPEDIA, katalysator, http://nl.wikipedia.org/wiki/Katalysator , 28 december 2005

56

http://nl.wikipedia.org/wiki/Katalysator

http://nl.wikipedia.org/wiki/Diesel

http://nl.wikipedia.org/wiki/Fijn_stof

http://nl.wikipedia.org/wiki/Roet_(materie)

http://www.ecn.nl/docs/library/report/2004/c04025.pdf

http://nl.wikipedia.org/wiki/Klopvastheid

http://nl.wikipedia.org/wiki/Kerosine

http://nl.wikipedia.org/wiki/Diesel_(brandstof)

http://nl.wikipedia.org/wiki/Benzine

http://nl.wikipedia.org/wiki/Koolstof

http://nl.wikipedia.org/wiki/Waterstof

http://nl.wikipedia.org/wiki/Organische_chemie


reactanten en de producten door de reactor stromen.’ De katalysator die zich in een auto bevindt is een heterogene.

Oxidatiekatalysator51

Oxidatiekatalysators hebben de laatste 5 jaar een enorme opmarsgemaakt, een opmars die enkel mogelijk was door de zwavelarmebrandstof.De oxidatiekatalysator vermindert de hoeveelheid koolwaterstof en koolmonoxide in de uitlaatgassen.De oxidatiekatalysator zit nu bijna in elke auto die voldoet aan de emissie norm euro 2 of euro 4. De massa uitstoot van biodiesel bij aanwezigheid van een oxidatiekatalysator is even groot als bij een gewone diesel, omdat een oxidatiekatalysator veel meer effect heeft bij biodiesel. Tests hebben aangetoond dat een oxidatiekatalysator de roetdeeltjes tot 50 % afbreekt bij biodiesel t.o.v. 20 % bij gewone diesel.Deze katalysator zorgt voor de reiniging van de uitlaatgassen. Hier stroomt het uitlaatgas, dat voor een deel uit onverbrande koolwaterstoffen bestaat, door een keramisch blok met vele kanaaltjes die intern met een laagje platina en palladium bedekt zijn. Deze metalen vormen de eigenlijke katalysator, die bij een werktemperatuur tussen 300 en 850 °C, onverbrande brandstof en ongewenste producten als koolmonoxide en stikstofoxiden omzet in kooldioxide, stikstof en water. Toevoeging van addictieven aan de brandstof kan de werking van de katalysator verstoren.

De NOx-katalysator (SCR) 52 De NOx uitstoot van een dieselmotor kan met een speciaal hiervoor ontwikkelde katalysator worden gereduceerd. De werking van deze katalysator wordt mogelijk gemaakt, door het uitlaatgas te mengen met een additief in de vorm van ureum (in de markt bekend onder de naam Ad-Blue). Vervolgens worden ammoniak en stikstofoxiden in de katalysator omgezet in stikstofgas en water. Dit proces wordt “Selectieve Catalytische Reductie” (SCR) genoemd. De NOx katalysatoren kunnen de NOx emissie met meer dan 80% verlagen. Door het SCR-systeem kan de motor met een hogere verbrandingstemperatuur werken, hetgeen het rendement van de motor verhoogt en het brandstofverbruik verlaagt. De door de hogere verbrandingstemperatuur ontstane NOx wordt immers weer gereduceerd door het SCR-systeem. Door de efficiëntere verbranding nemen de emissie van roetdeeltjes en koolwaterstoffen ook af.

51 PELKMANS, L., Biodiesel Algemeen , 1998 ; p 4-5 , 8 november 200552 BOVAG-RAI, (brand)stof tot nadenken , http://www.bovag.nl/System/Pics/banner/Brandstoftotnadenken.pdf , 9 februari 2006

57



http://nl.wikipedia.org/wiki/Stikstof


http://nl.wikipedia.org/wiki/Palladium_(element)

http://nl.wikipedia.org/wiki/Platina



Er zijn echter ook nadelen. Het SCR-systeem is relatief complex en daardoor vrij duur. Het voertuig moet daarenboven uitgerust zijn met een speciale tank met ureum. Ook moet de infrastructuur voor de ureumdistributie nog worden ingericht. Voorlopig wordt deze techniek alleen nog maar toegepast in zware bedrijfsauto's die aan de Euro-4 en Euro-5 emissienorm moeten voldoen.

5.2.2 De roetfilter53 54 55

Een roetfilter is een filter die op een auto met een dieselmotor aangebracht kan worden. Roetfilters vangen 30 tot meer dan 95% van het schadelijk roet op.Bij roetfilters kunnen we onderscheid maken tussen gesloten en (half) open filters. Het is verleidelijk een roetfilter te zien als een soort zeef waar de uitlaatgassen doorheen kunnen en waar de roetdeeltjes op blijven liggen. Deze voorstelling is echter onjuist, want in een roetfilter worden ook de kleinere deeltjes opgevangen, doordat zij vastkleven aan de wanden van de porieën van het filtermateriaal. Roetfilters zijn daardoor ook voor de allerkleinste deeltjes effectief. Een roetfilter kan worden gemaakt van keramisch materiaal, bijvoorbeeld uit silicium carbide .Nieuwe dieselwagens worden nu uitgerust met een gesloten roetfilter. Momenteel zijn er 3 soorten roetfilters.

Ten eerste is er de zogenoemde PSA-roetfilter. De roetdeeltjes verzamelen zich in de roetfilter, maar na een zekere periode zijn het er te veel, waardoor de druk over de roetfilter stijgt. Als deze druk, die gemeten wordt door een sensor, te hoog wordt moet men de deeltjes verbranden. Deze verbranding wordt de regeneratie genoemd. Voor het regeneren is er een temperatuur nodig van ongeveer 550°C . Deze temperatuur bereiken de uitlaatgassen niet. De juiste temperatuur, kan men bekomen door na de arbeidsslag, een na-injectie in te voeren. Omdat brandstof alleen is niet voldoende om deze temperatuur te bekomen, voegt men continu, in kleine hoeveelheden, een additief toe aan de brandstof, wat er voor zorgt, dat men de nodig temperatuur haalt voor de regeneratie. Na 4 minuten regeneren zijn alles deeltjes verwijderd. Brandstofadditieven hebben wel het nadeel dat zij leiden tot de vorming van as, waardoor de standtijd van de filter wordt beperkt. Met de standtijd wordt de tijd bedoeld waarin de filter optimaal werkt.

53 ELZINGA, G.D., Microgolf regeneratie van roetfilters voor dieselmotoren, http://www.ecn.nl/docs/library/report/2004/c04025.pdf , 30 december 200554 WIKIPEDIA, roetfilter, http://nl.wikipedia.org/wiki/Roetfilter , 4 november 200555 TERLOUW, roetfilter, http://www.terlouw.nu/nl/techniek/roetfilter.htm , 19 april 2006

58

http://nl.wikipedia.org/wiki/Dieselmotor

http://nl.wikipedia.org/wiki/Filtratie

http://www.terlouw.nu/nl/techniek/roetfilter.htm

http://nl.wikipedia.org/wiki/Roetfilter



Hierboven staat een afbeelding van de PSA roetfilter. ECU staat voor het motormanagement van de wagen, dat de regeneratie start wanneer de sensor een te groot drukverschil opmeet.Ook deze roetfilter moet na verloop van tijd vervangen worden.

Verder is er ook de zogenoemde “wall flow” filter, die eveneens werkt met regeneratie. Het enige verschil dat deze filter heeft met een PSA filter, is dat de benodigde temperatuur voor de regeneratie bekomen wordt door microgolfstralingen. De werking van een wall flow filter gebeurt als volgt: de helft van de kanalen zijn afgesloten aan de kant van de gasinlaat, terwijl de andere helft aan de andere kant zijn afgesloten. Op die manier kan het uitlaatgas met roetdeeltjes slechts via een beperkt aantal kanalen de filter binnendringen en wordt het vervolgens gedwongen om door de poriën naar de aanliggende kanalen te stromen, zodat de roetdeeltjes achteblijven in de poriën van het monoliet .

Na verloop van tijd geraken de poriën verstopt, wat lijdt tot een drukopbouw . Als deze drukopbouw, die ook hier gemeten wordt door een senor, te groot wordt , kan de filter geregenereerd worden. Dit gebeurt met behulp van microgolfstraling .

59


Koolstof is in beperkte mate microgolf absorberend, waardoor het mogelijk is om tenminste een deel van het roet te verbranden. Niet al het roet zal verbrand worden omdat koolstof slechts voor een deel microgolf absorberend is. Dit wil zeggen dat er te weinig koolstof opwarmt om al het roet te verbranden. Op een bepaald moment is er te weinig koolstof aanwezig om de benodigde temperatuur voor de verbranding te kunnen handhaven. Dit kan worden opgelost door het aanbrengen van een sterk microgolf absorberend materiaal. Een voorbeeld van zo’n sterk microgolf absorberende laag is perovskiet. Dit materiaal is goed opwarmbaar door middel van microgolf straling. Op die manier bekomt men een goeie opwarming, waardoor het mogelijk is alle roetdeeltjes te verwijderen.

Het derde type roetfilter is de D-cat. Hij bestaat uit het zogenaamde DPNR systeem. DPNR staat voor ‘diesel particulate Nox reduction system’, wat wil zeggen diesel deeltjes-Nox-reductie systeem. Dit systeem werkt zonder additieven, is onderhoudsvrij en zorgt tegelijk voor de reducite van Nox, Hc en CO. De effectieve werking van deze roetfilter is te danken aan het

60


motormagenement die de lucht-brandstofverhouding in de uitlaatgassen kan laten variëren. Om dit te kunnen, is er een vijfde verstuiver gemonteerd in het uitlaatspruitstuk. Deze filter is direct na het uitlaatspruitstuk gemonteerd, om een zo hoog mogelijk temperatuur van de uitlaatgassen te bekomen. ‘Bij normaal rijden (dus bij een arm mengsel) wordt in het DPNR proces eerst roet geoxideerd met behulp van actieve zuurstof. Deze actieve zuurstof is ontstaan door NOx tijdelijk op te slaan in de katalysator. Als de motor vervolgens tijdelijk overschakelt op een rijker mengsel, door de injectie van brandstof door de vijfde verstuiver, wordt de opgeslagen NOx verminderd. Er ontstaat extra zuurstof die wordt gebruikt om het aanwezige roet compleet te oxideren.’

De open roetfilter is er een met een grote opslagcapaciteit. Men noemt ze de retrofit filters. Deze moeten na een bepaalde periode vervangen worden. Dit zijn afbeeldingen van een retrofit filter.

Om bestaande dieselauto’s achteraf uit te rusten met een roetfilter komen de (half) open filters meer in aanmerking. Een gesloten filter zou, bij verhoging van de uitlaatgastemperatuur, kunnen verstoppen. Gesloten filters hebben een rendement van bijna 100 %. Half open filters zijn, afhankelijk van de rijomstandigheden, 30 tot 70 % effectief.Bij het toevoegen van een roetfilter streeft men ernaar het motorvermogen niet te verminderen, maar het kan dat de motor 2 tot 4 % meer brandstof verbruikt.

5.2.3 EGR56

56 VW transporter, EGR D-N vertaling , http://weetjewel.com/tips_en_trucs/egr_plaatje/plaatje_egr_vervolg.htm , 9 november 2005

61

http://weetjewel.com/tips_en_trucs/egr_plaatje/plaatje_egr_vervolg.htm


Sinds 1993 zijn dieselmotoren voorzien van uitlaatgasrecirculatie (EGR). ERG dient om de hoeveelheid stikstofoxiden te verminderen. Omdat dieselmotoren functioneren met een luchtoverschot, hebben zij dus een zuurstofoverschot en omdat stikstofoxiden gemaakt worden op basis van zuurstof, geeft dit dus aanleiding om die stikstofoxiden te creëren. De EGR vermindert de hoeveelheid zuurstof in de cilinder onder bepaalde omstandigheden. Met behulp van de EGR-klep kan een bepaalde hoeveelheid uitlaatgas, die weinig zuurstof bevat, terug naar het inspuitstuk gevoerd worden. Hierdoor zakt de hoeveelheid zuurstof in de aangezogen lucht. De hoeveelheid uitlaatgas die teruggestuurd wordt, wordt gedoseerd via een elektronische regeleenheid, die afhankelijk is van de motortemperatuur, van het motortoerental en van de belasting van de motor. Als er te veel uitlaatgassen teruggestuurd worden ontstaan er roet, koolmonoxide en koolwaterstoffen .De EGR bestaat hoofdzakelijk uit:

een verbindingspijp tussen uitlaat en aanzuigspruitstuk; een klep in het aanzuigspruitstuk die dient voor de regeling van de

afgas inkomst; vacuümpot die de klep in het inlaatspruitstuk bevestigt; een elektrische regelklep, met ingangen voor de onderdruk en de

buitendruk . De uitgang van deze klep leidt naar de vacuümpot. De klep dient voor de sturing van de druk in de vacuümpot.

een onderdrukpomp, die verbonden wordt met de elektrische regelklep en

slangverbindingen tussen vacuümpot, regelklep, onderdrukpomp en buitendruk ( luchtfilterbak).

De open buis is uitgang van de EGR-klep. De vacuümpot zit bovenaan(licht blinkend). De grijze darm op de vacuümpot is verbonden met het inlaatspruitstuk (zie rechtse afbeelding hieronder).

62


Dit is ook een EGR-klep ( linkse afbeelding hierboven). De vacuümpot zit hier onderaan. De uitgang van de EGR-klep, die met de opening zichtbaar is en tussen de luchtfilter en de inlaat zit, is hier al een tijdje in gebruik, je ziet duidelijk dat er veel uitlaatgassen teruggestuurd werden, wat leidde tot roetaanslag. De andere twee openingen dienen voor de toevoer van de uitlaatgassen en voor de toevoer van de verse lucht.

5.3 Vergelijking van de emissies

5.3.1 Diesel57 58

Emissies.

Dit is een vergelijkingstabel tussen biodiesel en diesel.B100 in vergelijking met diesel B20 in vergelijking met diesel

CO (g/km) 70 – 90 % 80 – 90 %

HC (g/km) 40 – 80 % 80 – 90 %

NOx (g/km) 100 – 120 % 95 – 110 %

CO2 (g/km) 95 – 105 % 95 – 105 %

PM (g/km) 50 – 110 % 60 – 90 %

B100 wil zeggen dat het om zuivere biodiesel gaat, terwijl B20 diesel is, die 20 % biodiesel bevat.Biodiesel scoort, in vergelijking met diesel, aanzienlijk beter dan gewone diesel. De test werd uitgevoerd op een dieselmotor die nog niet voorzien was van een roetfilter. We moeten dus bijna geen rekening houden met het voordeel dat hij biodiesel had t.o.v. gewone diesel

5.3.2 Biodiesel 59

Emissies.o CO koolstofmonoxide en HC koolwaterstof. Deze emissies

liggen 20 tot 30 % lager bij biodiesel dan bij. gewone diesel.o NOx stikstofoxiden (Zie tabel). De uitstoot van stikstofoxiden

ligt hier wat hoger dan bij gewone diesel, wat hier op de grafiek duidelijk merkbaar is. UVOME staat voor Used Vegetable Oil Methyl Ester, wat wil zeggen gebruikte plantaardige methyl ester olie. Uvom is biodiesel op basis van gebruikte oliën.

Bij het eerst streepje is er geen biodiesel toegevoegd, bij het tweede 20 % en bij het derde gaat het om 100% biodiesel.

57 PELKMANS, L., Biodiesel Algemeen , 1998 ; p 4-5 , 8 november 200558 VAB, Persdossier VAB, http://www.vab.be/NL/dossiers/VAB_Persdossier21_milieu_mobiliteit.pdf , 8 november 200559 PELKMANS, L., Biodiesel Algemeen , 1998 ; p 4-5 , 8 november 2005

63



o CO2 koolstofdioxide . De CO2 –emissies in de uitlaatgassen bij biodiesel liggen op het zelfde niveau als die bij gewone diesel. De hoeveelheid CO2 die vrijkomt bij de verbranding van biodiesel , is echter gelijk aan de hoeveelheid CO2 die vooraf uit de atmosfeer is opgenomen bij de groei van het gewas (normaal koolzaad) . Men moet wel ook rekening houden dat de productie van biodiesel en zijn grondstoffen ( bvb. koolzaad, methanol) bijkomende CO2 emissies met zich meebrengt. Op die manier ligt de totale CO2 emissie over de levenscyclus van biodiesel ongeveer 50 % lager dan bij gewone diesel. Dit is dus ook een groot voordeel van biodiesel t.o.v. gewone diesel.

o PM Roetdeeltjes. Een andere naam voor deze emissie is deeltjesemissie. Deze emissie lag vroeger 20 tot 30% lager dan bij een gewone diesel. Dit kwam door de werking van de oxidatiekatalysator.

o SO2 Zwaveloxides. Bij de uitstoot van zwaveloxide biedt biodiesel grote voordelen t.o.v. gewone diesel. Bij biodiesel ligt het zwavelgehalte 20 tot 50 malen lager dan bij gewone diesel, waar het zwavelgehalte zelf onlangs verlaagd werd.

o De geur van de uitlaatgassen bij een biodiesel is normaal een barbecue geur, maar die wordt sterk gereduceerd door de aanwezigheid van een oxidatiekatalysator.

Milieuvoordelen van biodiesel t.o.v. diesel.o De uitstoot van biodiesel is milieuvriendelijker en minder

schadelijk voor mens en dier.o Biodiesel kan iedereen in zijn eigen land produceren, wat

maakt dan men minder transportenergie nodig heeft. Dit heeft dan weer tot gevolg dat er minder schadelijke uitstoot is.

64


5.3.3. Onveresterde oliën60

Emissieso CO ligt ook 50 % lager dan bij gewone diesel. o HC De uitstoot hiervan ligt 20 % lager dan bij diesel.o CO2 De koolstofdioxide uitstoot ligt 5% lager dan bij gewone

diesel.o PM of roetdeeltjes. De deeltjesemissie ligt tot 50 % lager dan

bij gewone fossiele diesel. o SO2 De uitstoot van zwaveldioxide ligt 100% lager dan bij

gewone diesel. Er komt zelfs geen SO2 aan te pas. In gewone diesel zit er zwavel, in onveresterde oliën niet.

Milieuvoordelen t.o.v. diesel o Onveresterde oliën kan iedereen in zijn eigen land produceren,

wat het zelfde voordeel biedt als bij biodiesel.o Het is een gesloten kringloopkring. Onveresterde olie kan

gemaakt worden van hergebruikte oliën, net zoals biodiesel, maar onveresterde oliën moeten niet meer bewerkt worden, wat ze een nog natuurlijker product maakt dan biodiesel .

o Er zijn weinig tot bijna geen chemicaliën nodig, wat ook een besparing betekent.

5.4 Conclusie

Op het gebied van milieuaspecten komt onveresterde oliën er het best uit gevolgd door biodiesel en tenslotte door diesel. De uitstoot van onveresterde oliën is bijna te verwaarlozen in vergelijking met de andere 2 bandstoffen. Ook niet te vergeten is dat onveresterde oliën gemaakt worden uit hernieuwbare energie bronnen en dat ze bijna geen chemicaliën bevatten, wat ook grote ecologische voordelen biedt.

5.5 Verklaarden woordenlijst

Fotosynthese: is een biochemisch proces waarbij planten, algen en bacteriën een deel van het licht als energiebron gebruiken om koolstofdioxide en water om te zetten in suikers.

Broeikaseffect: is het effect dat de toenemende hoeveelheid van sommige gassen in de atmosfeer, de temperatuur van de aarde hoger maakt, dan bij een geringere hoeveelheid het geval zou zijn. Zonder het broeikaseffect zou de temperatuur op aarde, volgens bepaalde theoretische modellen, nu gemiddeld -18°C zijn, thans is zij 15°C.

Hemoglobine: is een eiwit dat in het bloed van de mens en van veel dieren voorkomt, meestal in rode bloedcellen, en dat verantwoordelijk is voor het transport van de zuurstof door het bloed.

Dipool: (naar het Griekse di, twee) is een object met twee polen, twee uiteinden met tegengestelde polariteit.

60 HÏLSHRINCK, M.,PPO = hernieuwbare energie , 2005 ; p 11-14 , 30 december 2005

65


http://nl.wikipedia.org/wiki/Rode_bloedcel

http://nl.wikipedia.org/wiki/Mens

http://nl.wikipedia.org/wiki/Bloed

http://nl.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%AFne

http://nl.wikipedia.org/wiki/Aardatmosfeer

http://nl.wikipedia.org/wiki/Gas

http://nl.wikipedia.org/wiki/Koolhydraat



http://nl.wikipedia.org/wiki/Licht

http://nl.wikipedia.org/wiki/Bacterie

http://nl.wikipedia.org/wiki/Algen

http://nl.wikipedia.org/wiki/Planten

http://nl.wikipedia.org/wiki/Biochemie


Arterie of slagader: is een bloedvat dat zorgt voor het transport van het bloed van het hart naar de rest van het lichaam.

Luchtvervuiling: is het verschijnsel waarbij de ons omringende lucht wordt verontreinigd door stoffen die daar, naar menselijke maatstaven, niet in thuis horen. Deze stoffen kunnen afkomstig zijn van natuurlijke of van menselijke bronnen.

Ozonlaag: is een laag in de atmosfeer, tussen ongeveer 15 en 30 kilometer hoogte, waarin relatief veel ozon aanwezig is. Dit ozon, neemt een belangrijk deel van de voor het leven zo schadelijke ultraviolette straling van de zon op. De dikte van de ozonlaag is vooral sinds de jaren tachtig van de twintigste eeuw afgenomen.

Klopvastheid: is een term waarmee een eigenschap van benzine voor verbrandingsmotoren wordt aangeduid. De term slaat op de mate waarin die brandstof in een benzine-luchtmengsel kan worden samengeperst (met de daarbij behorende temperatuursverhoging) zonder tot ontploffingen te komen. Deze spontane ontbranding die bij dieselmotoren juist gewenst is voor de goede werking, is bij benzinemotoren schadelijk en dus ongewenst.

Katalysator: is een stof die een bepaalde reactie versnelt of vertraagt zonder zelf verbruikt te worden.

Platina en palladium: het zijn 2 overgangsmetalen. Wall flow: soort gesloten filters.

66

http://nl.wikipedia.org/wiki/Reactie

http://nl.wikipedia.org/wiki/Benzinemotor

http://nl.wikipedia.org/wiki/Dieselmotor

http://nl.wikipedia.org/wiki/Verbrandingsmotor

http://nl.wikipedia.org/wiki/Benzine

http://nl.wikipedia.org/wiki/Zon

http://nl.wikipedia.org/wiki/Ultraviolet

http://nl.wikipedia.org/wiki/Ozon

http://nl.wikipedia.org/wiki/Aardatmosfeer

http://nl.wikipedia.org/wiki/Hart

http://nl.wikipedia.org/wiki/Bloedvat

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL --------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 Andere milieuvriendelijke mogelijkheden61

6.1 LPG

6.1.1 Wat is LPG? 62 63

LPG, ofwel Liquified Petroleum Gas of autogas, bestaat hoofdzakelijk uit “lichte” koolwaterstoffen met drie of vier C-atomen per molecule, zoals propaan en butaan. Vroeger werd LPG aanzien als een afvalproduct maar nu heeft het een plaats verworven als goedkope en milieuvriendelijke brandstof. LPG wordt gewonnen bij de destillatie van ruwe olie. Het is namelijk ook een fractie van ruwe olie, net zoals diesel en benzine. Het gas slaat in de destillatie toren neer bij zo’n 35°. Er rijden niet veel mensen op, het aanbod is dus groot, waardoor de prijs laag is. Doordat de olieprijs stijgt zal dus ook de prijs van LPG stijgen en de beschikbaarheid dalen. Bij een druk van ongeveer 4 bar wordt het gas een vloeistof en het wordt in vloeibare toestand getankt. Wanneer de druk op deze vloeistof kleiner wordt dan 4 bar, wordt het gasvormig. Daarbij onttrekt het warmte aan zijn omgeving, waardoor bij het tanken soms een beetje ijs rond de vulopening wordt gevormd.

Wat kost LPG ongeveer?De kostprijs voor het ombouwen van een benzinemotor naar een LPG motor bedraagt ongeveer 2000€.De eigenaars van een auto met LPG-installatie betalen vandaag de dag een jaarlijkse verkeersbelasting, die schommelt tussen de 80€ en 200€ naargelang het aantal pk. De brandstof zelf kost nu (15 maart 2006) €0,499/l, terwijl benzine €1,338/l kost.

6.1.2 Hoe werkt het? Bijna alle LPG -voertuigen zijn omgebouwde voertuigen, die vroeger op benzine of diesel reden. Voor personenwagens zijn dat benzinevoertuigen waarin de LPG installatie meestal wordt geïnstalleerd naast het oorspronkelijk brandstofsysteem. In vrachtwagens en bussen, die meestal op diesel rijden, wordt de gehele dieselinstallatie, de cilinderkop en dieselpomp, vervangen door een systeem met bougie.Motoren die een bougie hebben en dus een vonk nodig hebben voor de ontsteking zijn het meest geschikt voor het rijden op LPG. Het LPG-61 EMIS, Technologie licht verkeer, http://www.emis.vito.be/autoverbruik/index.asp?pageChoice=Lichtverkeer, 14 maart 200662 VROM, Dossier LPG, http://vrom.nl/pagina.html?id=9179#10, 14 maart ’0663 VAN MEENEN, LPG Forum, http://www.vanmeenen.com/LPG-autogas-Vlaanderen/lpg-informatie.html, 14 maart 2006

67

http://www.vanmeenen.com/LPG-autogas-Vlaanderen/lpg-informatie.html

http://vrom.nl/pagina.html?id=9179#10

http://www.emis.vito.be/autoverbruik/index.asp?pageChoice=Lichtverkeer

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL --------------------------------------------------------------------------------------------------- brandstofsysteem bestaat uit een tank, waarin het LPG onder een druk van 4 bar wordt opgeslagen en uit een aangepast brandstofregelsysteem dat zonder grote problemen in een benzinewagen geplaatst kan worden. Doordat het gewone benzinesysteem bruikbaar blijft, kunnen wagens met LPG ook worden gebruikt in gebieden waar geen LPG verkrijgbaar is en wordt voorkomen dat de brandstofleidingen uitdrogen.Het LPG-brandstofsysteem64

Zoals hierboven vermeld wordt het LPG-brandstofsysteem gewoon naast het benzine systeem gebouwd. De onderdelen die bijgevoegd worden zijn: de gastank, de gasafsluiter, de verdamper-drukregelaar, het mengstuk, de gasdoseerklep en een omschakelaar voor gas of benzine.

1. Gastank2. Gasafsluiter3. Verdamper4. Gasdoseerklep5. Mengstuk

Werking Als de schakelaar voor LPG ingeschakeld is, wordt de gasafsluiter(2) geopend door de boordcomputer. Deze schakelt ook de benzine inspuiting uit. De LPG die in vloeibare toestand uit de tank komt passeert de gasafsluiter. Eens ze in de verdamper(3) aankomt wordt de vloeistof omgezet in gas. Dit komt doordat de verdamper warm is door de warme koelvloeistof van de motor. Het gas passeert nu de gasdoseerklep(4) die ook gestuurd wordt door de boordcomputer. De gasdoseerklep zorgt 64 Voertuigtechniek CVO Waregem, Autogassysteem, 15-1

68

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL --------------------------------------------------------------------------------------------------- ervoor dat de juiste hoeveelheid gas naar het mengstuk(5) gaat. Eens uit het mengstuk, wordt het gas gemengd met lucht en zo de cilinder ingezogen.

6.1.3 Uitstoot in vergelijking met benzine en diesel

Emissies van LPG vergeleken met benzine en diesel benzine diesel

CO [g/km] 20-83% 150-300%HC [g/km] 33-86% 80-150%NOx [g/km] 62-33% 10-50%CO2 [g/km] 83-88% 105-120%PM [g/km] 53-100% 5-15%

Zoals we zien in de tabel heeft LPG in het algemeen een lagere uitstoot dan benzine maar een hogere dan bij diesel

6.2 Hybride65

6.2.1 Wat is een hybride voertuig?

Een hybride voertuig is een voertuig met 2 motoren. Een gewone verbrandingsmotor en een elektromotor. De verbrandingsmotor kan met benzine of met diesel werken. Wanneer het voertuig remt of vertraagt, werkt de elektromotor als alternator en wordt de opgewekte elektriciteit opgeslagen in een accu, om later de elektromotor opnieuw mee aan te drijven. De elektromotoren die gebruikt worden zijn 3fasige wisselstroommotoren met vaste magneten. De accu’s hebben een gelijkspanning van 273V waardoor er een omvormer zal moeten aanwezig zijn die de wisselspanning omzet naar gelijkspanning en omgekeerd. Voor de andere kleine motoren zoals deze voor de ventilator, elektrische waterpomp,… moet de spanning wel omgezet worden naar 12V gelijkspanning.Met een hybridewagen kan men niet veel milieuvoordeel en brandstofbesparing boeken doordat er energieverliezen zijn tijdens de omvorming van energie. Alle energie komt van de brandstof. Wel doet men voordeel doordat er energie terug kan gewonnen worden tijdens het remmen.6.2.2 Verschillende types66 67

65 CARTWRIGHT, P., THS, http://members.home.nl/mark.jansen/THS%20Toyota%20hybride%20systeem.pdf, 20 april 200666 KNEUTS, I., De hybride auto, http://www.nieuwsblad.be/GT/Index.aspx?genericId=78&articleId=DMA12082005_006, 15 maart 200667 RONDEL, M., Techniek van de hybride voertuigen, www.nibra.nl/cms/servlet/nl.gx.nibra.client. http.GetFile?id=387448&file=1031_101_29_hybridevoertuigen.ppt, 15 maart 2006

69

http://www.nieuwsblad.be/GT/Index.aspx?genericId=78&articleId=DMA12082005_006


http://members.home.nl/mark.jansen/THS%20Toyota%20hybride%20systeem.pdf


Er bestaan 3 soorten systemen: de seriële hybride, de parallelle hybride en de gecombineerde hybride

De seriële hybride

Bij de seriële hybride wordt het voertuig de hele tijd aangedreven door de elektromotor. Deze wordt gevoed door elektriciteit, die de alternator opwekt door aandrijving van de motor, en door de accu. Men noemt dit een in serie geschakeld systeem, omdat de motoren elkaar opvolgen. In normale omstandigheden verdeeld de stroom zich over de accu en de elektromotor. Als er plots veel vermogen nodig is gaat de accu ook stroom leveren. Bij de start fungeert de elektromotor als startmotor.

De parallelle hybride

Bij dit systeem worden de wielen door zowel de verbrandingsmotor als door de elektromotor aangedreven. Welke motor werkt hangt af van de omstandigheden. In dit systeem wordt de batterij geladen via de elektromotor, die indien nodig, gaat werken als een alternator. Daarna wordt de in de batterij opgeslagen elektriciteit gebruikt om, wanneer het nodig is, de elektromotor aan te

drijven. Het nadeel van dit systeem is, dat op het moment dat de elektromotor wordt gebruikt voor de aandrijving, hij geen elektriciteit kan opwekken om de batterij opnieuw op te laden. De krachtige elektromotor fungeert bij de start als startmotor en tijdens het rijden op de verbrandingsmotor als alternator. Wanneer er, bijvoorbeeld tijdens de acceleratie, meer kracht nodig is, gaat de elektromotor een handje helpen. Dankzij die assistentie is het mogelijk om een kleinere verbrandingsmotor in de auto in te bouwen, wat een gunstige invloed heeft op het verbruik. Het verbruik wordt verder ook

70

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL --------------------------------------------------------------------------------------------------- beperkt bij stilstand, dan slaat de motor namelijk af. Bij het vertrekken slaat de motor onmiddellijk terug aan.

De gecombineerde hybride68

Bij dit systeem worden 3 motoren gebruikt, een verbrandingsmotor en 2 elektromotoren, waarbij de ene optreedt als alternator en de andere als elektromotor.Elke motor is gestuurd door de boordcomputer. Deze bepaalt aan de hand van de gereden snelheid, de belasting en de acculading in welke mate de verbrandingsmotor en elektromotor vermogen afgeven aan de wielen. Bij het wegrijden zorgt alleen de elektromotor voor de aandrijving. Deze wordt gevoed door de batterij. Vanaf ongeveer 40 km/h wordt de verbrandingsmotor bijgeschakeld. Deze geeft vermogen af aan de wielen en aan de alternator. De alternator geeft nu op zijn beurt vermogen af aan de elektromotor en aan de accu voor het bijladen. Wanneer plots veel vermogen nodig is

krijgt de elektromotor extra stroom van de accu. Bij dit systeem is het dus zo dat bij normaal bedrijf, de verbrandingsmotor en de elektromotor tegelijk werken.

68 A.N. Cupédo, “Veelbelovend hybride-concept van Toyota”, Auto&Motor Techniek, 1997, juli, nr.42

71

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL --------------------------------------------------------------------------------------------------- 6.2.3 Uitstoot in vergelijking met diesel

Seriële hybride bus vergeleken met diesel Emissies

CO [g/km] 61%HC [g/km] 80%NOx [g/km] 61%PM [g/km] 78%

In de tabel gaat het over de uitstoot van een seriële hybride bus i.v.m. een bus op diesel. Doordat bij het parallelle en het gecombineerde systeem de verbrandingsmotor minder werkt of minder vermogen moet leveren, zal de uitstoot bij deze voertuigen dus nog lager liggen.

6.3 De waterstofbrandstofcel69 70

6.3.1 Wat is een waterstofbrandstofcel?

Een waterstofbrandstofcel is een apparaat dat waterstofgas en zuurstofgas omzet in water en elektrische energie. Als brandstof wordt meestal waterstofgas gebruikt of een grondstof met een hoog gehalte aan waterstofatomen, zoals methaan (CH4). De chemische omzetting is in feite een omgekeerde elektrolyse. Een bekende elektrolyse is de splitsing van water tot zuurstofgas en waterstofgas met elektrische stroom. Een brandstofcel is te vergelijken met een batterij. Beide produceren elektriciteit door een chemisch proces. Het verschil is dat in een accu energie wordt opgeslagen en deze éénmaal kan afgegeven worden. Daarna is de batterij leeg of ze moet weer worden opgeladen. Een brandstofcel geeft continu energie, zolang er maar brandstof wordt toegevoerd.

6.3.2 Werking van een waterstofbrandstofce l?

Een waterstofbrandstofcel bestaat uit 4 delen:2 elektroden, een elektrolyt, een membraam dat de brandstof en zuurstof gescheiden houdt en een katalysator.

Waterstofgas komt binnen aan de anode. Zuurstof wordt toegevoegd aan de kathode. Gestimuleerd door de katalysator splitst het waterstofgas zich in twee protonen en twee elektronen.

H2 (g) 2H+ + 2e- Deze gaan op een verschillende manier door de cel. De protonen gaan door het membraam naar de kathode en de elektronen gaan via een extern circuit naar de kathode. Daar reageren ze samen met zuurstof en vormen ze water69 FUEL CELLS 2000, Fuel cell basics, http://www.fuelcells.org/basics/how.html, 16 Maart 200670 THINKQUEST, Brandstofcel, http://mediatheek.thinkquest.nl/~ll103/tep/nl/future_energy/fuel_cells.html, 16 Maart 2006

72

http://mediatheek.thinkquest.nl/~ll103/tep/nl/future_energy/fuel_cells.html

http://www.fuelcells.org/basics/how.html


O2 (g) + 4H+ + 4e- 2H2O (l)

Een aandrijfsysteem met een brandstofcel bestaat uit vier componenten: een opslagtank voor de brandstof, een brandstofcel, een elektromotor (een 3fasige wisselstroommotor) en al dan niet een batterij. Als een andere brandstof dan waterstof wordt gebruikt, is daarnaast een ‘reformer’ noodzakelijk, waarin de brandstof wordt omgezet in waterstofgas. De ‘reformer’ zit voor de waterstofbrandstofcel en splitst bijvoorbeeld methaan (CH4) in koolstof en 4 waterstoffen. Het koolstofatoom zal ook reageren met zuurstof. Bij dit type waterstofbrandstofcel zal dus ook CO en CO2 gevormd worden.

Het principe is dus eigenlijk simpel, maar door een paar praktische moeilijkheden rijden we nu nog niet op waterstof. Hieronder volgen een paar oorzaken.

Nog niet geschikt voor massaproductie

73

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL --------------------------------------------------------------------------------------------------- Hoewel er veel onderzoek gedaan wordt, is de waterstofbrandstofcel nog niet rijp voor massaproductie. Het samenstellen van een brandstofcel is complex en er zijn zeer zuivere stoffen voor nodig. Een waterstofbrandstofcel levert een lage spanning, waardoor er extra apparatuur aangekoppeld moet worden om de elektriciteit naar een goed bruikbare spanning om te zetten. Het is mogelijk om een aantal brandstofcellen in serie te plaatsen maar zo neemt deze groep cellen ook meer ruimte in.

Beschikbaarheid van waterstofgas Waterstof is een zeer licht gas. Om bruikbare hoeveelheden energie hieruit te halen is er al gauw een groot volume nodig. Ook onder druk samengeperst levert het minder energie, dan bijvoorbeeld benzine of dieselolie. Bovendien moeten de tanks gasdicht zijn en bestand tegen hoge druk. Brandstofcellen hebben zeer zuivere waterstof nodig, de productie hiervan is duur. Waterstof is ook een brandbaar gas, waardoor er gevaar is voor brand of explosies.Ook moeten er nieuwe tankstations gebouwd worden, want nu is er geen enkele voorziening voor de verdeling van waterstofgas. Bij het halen van waterstof uit bijvoorbeeld methaan, komt er te weinig vermogen vrij, om hiermee een voertuig aan te drijven.

6.3.3 Uitstoot Bij het rijden op pure waterstof komt er in principe enkel maar water uit de uitlaat. In werkelijkheid worden nog minieme concentraties van de andere emissiecomponenten teruggevonden. Dit komt doordat er meestal zuurstof uit de buitenlucht wordt gehaald. Deze bevat minieme hoeveelheden zwavel en andere onzuiverheden. Deze gaan ook reageren in de cel.Ook moet de uitstoot bij het productieproces meegeteld worden. De meest economische methode is het halen van waterstof uit aardgas. Elektrolyse van water is ook mogelijk, maar dit is nog zeer duur.Een goede oplossing is het aan boord brengen van een ‘reformer’ zodat er aan boord waterstof gewonnen kan worden uit aardgas, methaan of andere koolwaterstoffen, maar dan is er in de uitstoot ook meer CO, CO2 aanwezig.

74

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL --------------------------------------------------------------------------------------------------- 6.4 Bio-ethanol

6.4.1 Wat is bio-ethanol?71 72

Bio-ethanol of alcohol is een brandstof, die zowel puur, als in gemengde vorm kan worden gebruikt in benzinemotoren. Het is eigenlijk niets anders dan gewone alcohol. Henry Ford gebruikte deze brandstof reeds bij het begin van vorige eeuw.Met volgende chemische fomule : C2H5OH . Het een is kleurlose en vluchtige vloeistof dat ontvlambaar is. Het is al een tijdje geweten dat bio-ethanol een perfecte brandstof is. Op een mengeling van 10 % bio-ethanol en 90 % benzine probleemloos kan men rijden.‘De Europese Unie roept haar lidstaten dan ook op om een programma uit te werken, dat het aandeel biobrandstoffen op het totale brandstofverbruik in 2005, vergroot tot 2%. In 2010 zou dit percentage verder toegenomen moeten zijn tot 5,75%.’ Bio-ethanol wordt,in Europa, met gewone benzine gemengd in de vorm van ETBE. ETBE (ethyl tertiair butylether) is een reactie van ethanol met isobutyleen. Die ongeveer 50% ethanol bevat en de rest dan isobutyleen. ETBE kan, in tegenstelling tot ethanol, via pijpleidingen worden getransporteerd, wat betekent dat het mengen van ethanol met benzine kan gedaan worden op de raffinagelocatie, op voorwaarde dat men ethanol eerst omzet naar ETBE. Men kan ook bio-ethanol rechtreeks mengen met benzine. Het bijmengen kan echter slechts tot een bepaald percentage. Boven dit percentage veranderen de eigenschappen van het mengsel (de brandstof) zodanig, dat het niet meer voldoet aan de Europese brandstofrichtlijnen.Als men boven de 10 % gaat moet men aanpassingen doen aan de benzinemotor.De lucht-brandstofverhouding geeft weer hoeveel kilogram lucht er nodig is om 1 kilogram brandstof volledig te verbranden, zonder overmaat aan lucht. Deze verhouding is 14,6 kilogram lucht om 1 kilogram benzine te verbranden. ‘Een 10% bio-ethanolmengsel heeft doorgaans een zuurstofgehalte van zowat 3,5% en de zuurstof in de bio-ethanol heeft invloed op de luchtbrandstofverhouding van de motor. Het is meestal nodig om de motoren op een lagere lucht-brandstofverhouding af te stellen vanwege de zuurstof die al in het bio-ethanolmengsel zelf zit.’Er zit in de meeste moderne auto’s een motormanagementsysteem. Dit systeem meet de de lucht-brandstofverhouding elektronisch en past ze ook aan.Door 10 % bio-ethanol toe te voegen aan de benzine, stijgt het octaangetal met 2 punten. Het octaangetal geeft de klopvastheid weer van de brandstof. Hoe hoger dit getal hoe beter, je kunt dus bio-ethanol 71 HOOGMA, R., Ethanol: Rijden op een tank vol alcohol , http://www.ez.nl/content.jsp?objectid=31351, 19 maart 200672 TREATISE, Schonere brandstoffen en voertuigen, http://www.treatise.eu.com/UserFiles/Handleiding%20schone%20brandstoffen%20en%20voertuigen,%20januari%202006(1).pdf , 12 april 2006

75

http://www.treatise.eu.com/UserFiles/Handleiding%20schone%20brandstoffen%20en%20voertuigen,%20januari%202006(1).pdf


http://www.ez.nl/content.jsp?objectid=31351

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL --------------------------------------------------------------------------------------------------- een octaangetalverbeteraar noemen. Een groot nadeel is dat bio-ethanol een energiewaarde heeft van slecht 2/3 ten opzichte van die van benzine. Dit wil zeggen dat er een meerverbruik is van ongeveer 30 %, als men op pure bio-ethanol rijdt. Dit betekent een groot nadeel voor bio-ethanol. Een ander nadeel van bio-ethanol is de koude start tijdens de winter. Het bio-ethanolmengsel verdampt minder goed dan benzine, wat problemen veroorzaakt bij koud weer. Een oplossing daarvoor is om auto’s uit te rusten met een kleine aparte benzinetank, die dan gebruikt wordt voor het starten bij koud weer.

6.4.2 Productie73

Bio-ethanol kan geproduceerd worden uit vergiste suikers of uit cellulose.Suikers komen in tal van grondstoffen voor, wat niet wil zeggen dat ze overal even toegankelijk zijn. De figuur op de vorige pagina geeft de basiswerking van het proces weer, om bio-ethanol te produceren. Het bestaat uit fermentatie, destillatie en rectificatie.Fermentatie is de omzetting van suikers in alcohol met behulp van gist. Aan de rechterkant zie je gist staan en de linkerkant geeft de meest gebruikte basisproducten en bijproducten die suikers bevatten. Door middel van destillatie of verdampen van water, verhoogt de concentratie aan alcohol tot 45%. Dat is het maximum dat men via eenvoudige distillatie kan behalen. Omdat er 55% water inzit rectificeert men dit mengsel. Door rectificatie werkt men het mengsel op tot pure alcohol, anders gezegd tot bio-ethanol..

73 RABOBANK, Factbook biobrandstoffen, http://www.novem.nl/default.asp?documentId=136585 , 19 maart 2006

76

http://www.novem.nl/default.asp?documentId=136585


Op deze figuur zie je de productieketen van bio-ethanol meer in detail.We kunnen afleiden dat er verschillende grondstoffen en ook manieren bestaan om bio-ethanol te produceren. We kunnen het hele proces omvatten met bvb. graan als basisproduct. In dit proces worden granen vermalen tot zetmeel, dat omgezet wordt in suiker of glucose en tenslotte volgt de omzetting in ethanol.‘Het is echter ook mogelijk om bijvoorbeeld gekoppeld aan een bestaande zetmeeloperatie, te starten met de glucose of met een bijproduct van de zetmeelproductie, namelijk C-zetmeel.’C-zetmeel komt vrij bij de verwerking van tarwe. Het is een laagwaardig varkensvoer, maar er zijn steeds minder varkens en grotere hoeveelheden C-zetmeel in België en Nederland. C-zetmeel is dus een goed product om bio-ethanol te produceren.Melasse is afkomstig van suikerbiet of –riet en is ook te verkrijgen op de wereldmarkt. Het is eveneens een bijproduct waarvan men ethanol kan produceren. Dit zijn 2 voorbeelden van hoe men tot ethanol kan komen vertrekkende van bijproducten uit andere sectoren. Met andere woorden, het komt er op neer dat bio-ethanol gemakkelijk te produceren is. Men hoeft niet te starten van een grondproduct, maar men kan zowel bijproducten gebruiken, als grondstoffen importeren. Zelf importeren hoeft niet want je kan bepaalde grondstoffen zoals suikerbiet produceren in België. Op de voorlaatste stap van de figuur kan je duidelijk zien dat men kan kiezen: of de ethanol omzetten naar ETBE en die dan mengen op de raffinagelocatie of de ethanol direct mengen met benzine. In dit laatste geval spreken we van direct blending. De ethanol moet dan wel vervoerd worden naar de depots van de oliemaatschappijen, waar hij opgeslagen wordt. Het mengen gebeurt dan pas net voor het mengsel naar de pompstations vervoerd wordt. Direct bijmengen van ethanol kan in de zomerperiode een zogenaamde dampspanning veroorzaken, waarbij een hogere waarde bereikt dan de norm dat nu toelaat. Bij ETBE gebeurt dit

77

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL --------------------------------------------------------------------------------------------------- niet.

6.4.3 Uitstoot in vergelijking met andere brandstoffen74

In deze tabel vergelijken we de uitstoot van benzine met bio-ethanol , met deze van biodiesel en van diesel. De waarden worden vergeleken met het percentage van de uitstoot van gasoline(=benzine). Dit zijn wel relatieve waarden, waardoor ze niet echt vrij precies zijn.De Nox-uitstoot van bio-ethanol ligt hoger dan deze van gewone benzine. Bij diesel en biodiesel liggen deze waarden nog hoger. Het is deze uitstoot die verantwoordelijk is voor de zure regen.Bij CO emissies liggen deze waarden tot gemiddeld 50 % lager. De HC koolwaterstof uitstoten liggen tot gemiddeld 25 % lager.Op het gebied van PM roetdeeltjes liggen deze waarden dan weer hoger. In vergelijking met biodiesel liggen de uitstoten over het algemeen gelijk, maar met een oxidatiekatalysator, die bij biodiesel goed werkt, verlagen de uitstoten van biodiesel nog op het vlak van Nox en PM roetdeeltjes. Bio-ethanol is, op het gebied van emissies, een goede vervanger voor benzine.

6.5 Verklarende woordenlijst

ECU: boordcomputer die instaat voor het motormanagement74 ?SUBSIDIEADVIES, Achtergrondinformatie, http://www.dlvsubsidieadvies.nl/bio-brandstoffen/achtergronden.htm , 19 maart 2006

78

http://www.dlvsubsidieadvies.nl/bio-brandstoffen/achtergronden.htm

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL --------------------------------------------------------------------------------------------------- Alternator: generator die wisselspanning opwekt Elektrolye: ontleding van een verbinding door er elektriciteit aan toe

te voegen rectificeren of fractioneren: Het scheiden van ruwe olie in

verschillende fracties

79

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL & MD --------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 Bijlage

7.1 Frans

7.1.1 Taken van Peter Lippens

7.1.1.1 Mon T.P.E.

A) Introduction

Mon travail personnel encadré (T.P.E.) traite d’une étude comparée du diesel, du biodiesel et de l’huile végétale. Mon collaborateur est Matthias Dhondt et mon conseiller est Monsieur Moeres. Nous avons choisi le sujet parce que c’est un sujet très courant. Nous avons besoin d’une nouvelle source d’énergie et biodiesel ou l’huile végétale est une des possibilités. B) Information

Je cherche mon information sur Internet. En lisant le texte “le bon usage d’Internet’ ce n’est pas un problème. Dans le moteur de recherche je mets les mots-clés du sujet que je cherche. Un mot donne de sites nombreux. Mais un couple des mots donne un meilleur résultat. Pour le moment nous avons de contact avec le VITO. C’est un centre flamand, situé à mol (Anvers). Là, ils font des tests concernant l’énergie. J’ai trouvé des renseignements sur leur site (www.vito.be). Pour le moment nous avons recevoir beaucoup d’information. J’ai demandé s’il n’est pas possible de faire quelques tests avec lui, mais leurs analyses de biodiesel sont finis. Ils ont dit que ce n’est pas difficile et ils ont donné quelques avis. J’ai aussi reçu un peu d’information de mon conseiller.

C) Lexique

énergie renouvelable : hernieuwbare energiebiodiesel est une énergie renouvelable.

croissance : groei, toenameDes raisins sont atrappées dans leur croissance.

le colza : koolzaadBiodiesel est préparé par colza.

La photosynthèse : fotosyntheseLes plantes ont besoin du soleil pour la fotosynthèse.

combustibles fossiles: fossiele brandstoffenLe diesel est un combustible fossile.

La transestérification : omesteringLe biodiesel est produit par transestérification d’huile végétale.

80


incorporer : integrerenL’énergie renouvelable est incorporée dans le monde.

Une raffinerie : raffinaderij Le diesel est produit dans une raffinerie.

biocarburants : biobrandstofLe biodiesel est un biocarburant.

Un solvant: een oplosmiddelL’huile est extracté à colza avec un solvant.

l'émission: de uitstootL’émission est trés grave.

modification : aanpassingLe moteur roule sans modification.

performances: prestatiesLes performances sont de plus en plus mieux.

monocylindre: ééncilinderIl roule avec un monocylindre.

Une diminution: verminderingça cause une diminution des émissions.

7.1.1.2 Sujet et approche

A) SujetMon travail personnel encadré traite d’une étude comparée du diesel, du biodiesel et de l’huile végétale. Nous allons comparé des nouveaux biocarburants avec le diesel. Les carburants avec beaucoup d’attention sont biodiesel et l’huile végétale. Le biodiesel est un produit d’huile végétale et est le plus comparable avec le diesel.

B) ApprocheD’abord je dois décrire les méthodes de production. Ensuite je vais décrire les problèmes avec le moteur en utilisent les carburants individuels. Il y aura 6 parties. Dans le premier chapitre je donnerai une description des carburants. Ensuite, dans le deuxième chapitre, j’ai parlé des méthodes de production. Chapitre 3 traite les propriétés de carburants.Le chapitre suivant traite les problèmes avec les combustibles. Dans le cinquième chapitre nous avons décrit les perspectives de l’environnement et dans le dernier chapitre nous allons faire des tests avec les carburants.

C) Commentaire

81


Jusqu’à maintenant nous avons fait beaucoup de progrès et il ne me reste plus beaucoup de choses à faire, seulement des tests et perfectionner les chapitres terminés. Selon moi, le T.P.E n’est pas nécessaire et nous devons faire trop de choses, en plus les accompagnateurs donnent trop de travail en plus.

7.1.2 Taken van Matthias Dhondt

7.1.2.1 Mon T.P.E.

A) Introduction

Mon travail personnel encadré (T.P.E.) traite du biodiesel , diesel et l’huile végétal .Dans mon T.P.E. il s’agit d’énergie alternative.Mon conseiller est Monsieus Moeres, parce’que il connaît beaucoup de chemie et dans notre sujet ça c’est tres important .J’ai choisi le sujet parce que c’est actuell, et je le trouve un sujet intéresant.

B) InformationJe cherche mon information sur internet , parce’que là on trouve tout, et c’est facile à utiliser. J'utilise les moteurs de recherche comme google et altavista. Les sites que je trouve sont des sites fiables parce ‘que le plus souvent ce sont des raportes de professeurs, de chercheurs, des institutes,... .Dans ma recherche d’information , j’ ai trouvé de faire en Belgiqeu qui produit des biodiesel. J’ai essayé d'entrer en contact, par email mais je n’ai rien entendu encore .On a aussi cherché d’information dans la bibliothèque mais on n’a pas trouve de bon information sur notre sujet.

C) Lexique le combustible renouvelable: hernieuwbare brandstoffen.Un grand avantage des combustibles renouvelables est qu'ils sont faits des substances.

le lien chimique: chemische binding. Chaque la substance a un lien chimique.

l'émission de masse: de massa uitstoot.L'émission de masse de biodiesel est plus bas que celle du gasoil ordinaire.

le filtre de suie: de roetfilterLes filtres de suie diminuent considérablement l'émission le va particules de suie.

82

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL & MD --------------------------------------------------------------------------------------------------- la pompe de sous-pression: de onderdrukpomp Une pompe de sous-pression suis utilisée pour faire une sous-pression .

l'environnement caractéristiques: milieu eigenschappen Dans le domaine à environnement caractéristiques, l’huile végétal pur marque le mieux.

la combustion: de verbranding La combustion de biodiesel se déroule juste ce que plus complète que celle du gasoil ordinaire.

la barge de filtre: luchtfilterbak La barge de filtre, filtré l'air qui va vers le moteur.

l'unité de règle électronique: de elektronische regeleenheid L'unité de règle électronique, s'occupe de la dose correcte de l'air renvoyé.

la régénération: de regeneratie La régénération des particules de suie, veut dire que celles-ci seront de nouveau brûlées.

les gaz d'échappement: de uitlaatgassen Grace à la technique, les gaz d’échappement ont diminué beaucoup ces dernières années.

le combustible pauvre de soufre: de zwavelarme brandstof Grâce au combustible pauvre de soufre, on a pu mettre un catalyseur d’oxydation dans chaque moteur de gasoil.

l'impôt de moteur: de motorbelasting L'impôt de moteur ne peut pas être trop élevé, autrement il peut être surmené.

le recyclage de gaz: de uitlaatgasrecirculatieDepuis 1993, le recyclage de gaz récupère l’émission.

le pot a vide: de vacuümpot Le pot a vide est une partie importante du recyclage de gaz.

7.1.2.2 Sujet et approche

A) Sujet

Trouver un bon successeur de diesel. On compare le biodiesel et l’huile végétale avec le diesel.

83

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL & MD --------------------------------------------------------------------------------------------------- B) Approche

D’abord je dois chercher d’information sur mon T.P.E. Ensuite je regarde si ce sont des informations fiables. Puis je fais un texte sur l’info que j'ai recherché. Alors je lis le texte et j’envoie le texte à mon conseiller. Finalement je corrige le texte. Il y aura 3 parties, dans le premier chapitre je parlerai du sujet et je donne une description des combustibles.J’ai divisé mon T.P.E. en 7 chapitres. On en a fait déjà 5.Je ne sais pas combien de parties on va faire encore.

C) Commentaire

Jusqu’ici ce n’était pas facile. Au début ça a été très difficile pour trouver des informations. Je dois encore parler du rendement et des résultats, si j’ai encore le temps, de faire ces tests. Le problème au début, était de chercher d’info fiable, parce que j’ai trouvé des informations qui se contredisent. Je n’ai pas fait beaucoup de progrès.Selon moi c’est beaucoup de travail mais c’est réalisable, mais on reçoit des grandes tâches avec beaucoup de travail. En plus nous avons encore te travail normale et cela me semble un peu trop de travail.

7.2 Nederlands


7.2.1.1 Informatie aanvraag

Peter Lippens 2005-09-06Grote steenweg 679870 OLSENE

Dirk De KeukeleereContactpersoon afdeling energietechnologieVITOBoeretang 2002400 MOL

Informatie over bio- en gewone diesel

Geachte heer

Wij, leerlingen van het 6de jaar industriële wetenschappen aan het VTI Waregem moeten een GIP maken. Een geïntegreerde proef. Het is de bedoeling dat we een theoretische beschrijving maken van een technische

84

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL & MD --------------------------------------------------------------------------------------------------- toepassing. Hiervoor krijgen we een schooljaar de tijd. Op het einde van het jaar moeten we een mondelinge verdediging voeren tegenover een vakjury.

Als onderwerp voor onze proef dachten we aan een vergelijkende studie tussen bio-en gewone diesel. Bio-energie is een actueel onderwerp geworden en daarom leek het ons handig om hier iets over te maken.

In een reportage van “koppen” kwam het VITO aan het woord. We zagen dit en dachten dat u ons een bom aan informatie zou kunnen verschaffen. Hierbij vragen wij of u ons wilt helpen aan informatie over bio- en gewone diesel. Informatie omtrend productiemethoden, milieu, technische aspecten, kostprijs,…

Alle informatie kan gestuurd worden naar bovenstaand adres of naar het volgende e-mail adres: [email protected]

Dank bij voorbaat

Peter Lippens en Matthias Dhondt

7.2.1.2 Vertalen van 10 moeilijke Engelse zinnen

1. Biodiesel has become an established fuel in the last ten years and is now available in Germany at nearly every tenth filling station.Biodiesel is een gevestigde brandstof geworden de laatste 10 jaar en is nu beschikbaar in Duitsland, in bijna één benzine station op tien.

2. The restriction of the potential quantities results from the requirement of crop rotation of the rapeseed plant.De beperking van de potentiële hoeveelheden wordt veroorzaakt door de behoefte aan gewasrotatie van de koolzaadplant.

3. In view of the overproduction of agricultural products prevalent in our region, the cultivation of so-called regenerative raw materials for exclusive use in technology and for their energy opens a reasonable alternative to traditional food production of the agricultural industry.Met het oog op de overproductie van landbouwproducten heersend, in onze regio, de ontginning van zogezegde herbruikbare grondstoffen voor exclusief gebruik in technologie en voor hun energie, bied een acceptabel alternatief voor traditionele voedselproductie van de landbouwindustrie.

4. Because biodiesel has hygroscopic properties and actually attracts water, the biodiesel manufacturers pay particular attention to ensure a very low water content.

85

mailto:[email protected]

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL & MD --------------------------------------------------------------------------------------------------- Omdat biodiesel hygroscopische eigenschappen heeft en het effectief water aantrekt, moeten de producteurs er bijzondere aandacht aan geven dat nu een lage waterinhoud te verzekeren.

5. Because biodiesel has some of the properties of solvents, it can cause damage to the materials of unsuitable synthetic and rubber components in the fuel systems of vehicles.Doordat biodiesel een deel van de eigenschappen van oplosmiddelen heeft kan het schade aan de materialen van ongeschikte synthetische en rubberen componenten van de brandstofsystemen geven.

6. The customer satisfaction of biodiesel users is just as important as approval by the manufacturers of vehicles and engines.De voldoening van biodieselgebruikers is juist zo belangrijk als de goedkeuring van de producenten van auto’s en motoren.

7. This also includes a mutual pledge that only biodiesel based on rapeseed oil methyl ester will be offered for sale at public filling stations.Dit houdt ook een wederkerige belofte in dat alleen biodiesel gebaseerd op koolzaad methylester aangeboden zal worden aan publieke benzinestations.

8. If biodiesel escapes unintentionally to the environment during its use, organisms are hardly damaged.Als biodiesel per ongeluk ontsnapt naar de omgeving toe zullen de organismen bijna niet aangetast worden.

9. Other problems are the restricted winter capability and the fact that vegetable oil engines cannot usually comply with the increasingly strict exhaust gas regulations applicable in traffic due to their rudimentary state of development.Andere problemen zijn de beperkte toepasbaarheid in de winter en het feit dat onveresterde olie motoren meestal niet voldoen aan de steeds stijgende uitlaatgasregels toepasselijk in het verkeer tijdens hun begin van ontwikkeling.

10. Only special engines or engines rebuilt for use with vegetable oil can use native vegetable oils as the driving energy for a long term without causing problems.Alleen speciale motoren of motoren die herbouwd zijn voor het gebruik van onveresterde olie kunnen zelfgekweekte onveresterde oliën als energiebron gebruiken voor een lange termijn, zonder problemen te veroorzaken.


7.2.2.1 Informatie aanvraag

Matthias Dhondt

86

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL & MD --------------------------------------------------------------------------------------------------- 2005-09-06Bilkhagelaan 508790 WAREGEM Tel. 056/614881

De Heer Luc Nieuwenhuise Voorzitter Belgisch instituut voor Alternatieve EnergievormenLeopoldstraat 251040 BRUSSEL

Informatie betreffende biodiesel

Geachte voorzitter

Ik ben student in het Vti van Waregem, Peter Lippens en ik kregen de opdracht om een eindwerk te maken. We kozen dit onderwerp over biodiesel en onveresterde oliën, wat volgens ons dit deel van de toekomst is.

Tot nu toe hebben we het onderwerp afgelijnd en informatie verzameld . Het is van levensbelang dat we contact hebben met industrie of instituten . Op jullie site hebben we gelezen dat jullie ook onderzoeken doen over biodiesel .In het begin waren we van plan om er een zelfstudie van te maken, maar de middelen en faculteiten lieten ons dit niet toe. Daarom zouden we graag een bezoek komen brengen om wat vragen te stellen.

Wij kozen dit onderwerp omdat dit een zeer actueel onderwerp is sinds de prijzen van stookolie en benzine zeer hoog staan . Daarom willen we meer informatie over deze alternatieve energie .

Met vriendelijke groeten

Matthias Dhondt student Vti Waregem

7.2.2.2 Vertalen van 10 moeilijke Engelse zinnen

87


1. The biofuels with the largest present market potential in Europa currently seem to be biodiesel and bio-ethanol .

De bio brandstoffen met de grootste potentiële markt in Europa lijkt voor het ogenblik biodiesel en bio-ethanol.(3)

2. Biodiesel as a fuel , can be deliverd from vegetable oils (such as rapaseed oil, sunflower oil, palm oil or soybean oil), from used vegetable oils or animal fats .

Biodiesel as brandstof, kan geleverd worden van plantaardige oliën zoals olie, zonnebloemolie , palmolie of sojaboon olie.(3)

3. Because of the great similarity, biodiesel can be mixed with fossil diesel fuel and used in standard diesel engines .

Door de grote gelijkheid , kan biodiesel gemengd worden met gewone fossiele diesel en gebruikt worden in standaard dieselmotoren.(3)

4. Nationally, most of the biodiesel is not made from waste oil but directly from virgin vegetable oils such as soy, said Jenna Higgins, of the National Biodiesel Board.

Op nationaal vlak is de meeste biodiesel niet gemaakt van gebruikte olie maar direct van nieuwe plantaardige olie zoals soja, zegt Jenna Higgins van de nationale raad van biodiesel. (2)

5. Since the feedstock of fuel is an agricultural product, all countries have the ability to produce and control this energy source, a situation very different to the crude oil business.

Doordat men brandstof uit een agrarische product kan halen, hebben alle landen de mogelijkheid deze energiebron te produceren en te controleren, een totaal andere situatie in vergelijking met die van de fossiele brandstoffen. (3)

6. The fuel analysis proved that the UVOME is very comparable to RME considering fuel properties and composition.

De brandstof analyse heeft aangetoond dat de UVOME ( soort biodiesel ) gelijkaardig scoort als RME , rekening houdend met de brandstof hoeveelheden en het verbruik . (3)

7. The results of this project point out that, specially for the passenger cars, a blend of 20 % to 30 % biodiesel gives excellent results on emissions and energy consumption.

De resultaten van dit project tonen duidelijk aan, dat speciaal voor personen wagens, een mengeling van 20 tot 30 % biodiesel, excellente resultaten scoort op het gebied van emissies en van energieverbruik. (3)

88


8. Because it burns cleaner than petroleum-based diesel, Maui Electric Co. uses biodiesel as fuel when the firm is starting up and shutting down 12.5-megawatt diesel generators at its Ma'alaea power plant.

Omdat het vollediger opbrandt dan op basis van petroleum diesel, gebruikt Maui Electric Co. biodiesel als brandstof, voor wanneer hun bedrijf hun 12.5 megawatt diesel generator aanlegt en afsluit op Ma’alaea elektrische centrale.(2)

9. Results of the health effects testing concluded that biodiesel is non-toxic and biodegradable, posing no threat to human health.

De resultaten van de gezondheids testen, concludeerden dat biodiesel niet giftig is, dat het biologische afbreekbaar is en dus zo geen bedreiging vormt voor het menselijke leven. (1)

7.3 Engels


7.3.1.1 Taak 1

A) Translate the title of your interdisciplinary project

A compairing study of diesel, biodiesel and unmodified vegetable Oil.

B) Find at least 3 English keywords to be used in searching the internet

“transesterification”+”biodiesel”“driving on biodiesel”“What are esters?”

C) Make a summary (in your own words) of 5 lines of 3 texts you found in connection with your IP.

http://www.lowimpact.org/LILI_biodiesel_FAQ.htmThis text is very useful because it is a FAQ about biodiesel. There are a lot of questions and they are good and simple answered. It was useful in the beginning of our IP. Later we can explain the questions ourselves.

http://www.natuurwetenschappen.nl/modules.php?name=News&file=article&sid=527This explains simple the technology about distillation. There is animation witch explains very much. The text is in Dutch witch makes it simple to read. The text was very useful. It also deals with finding oil and gets it. The physical background is also described. http://www.chemguide.co.uk/organicprops/esters/background.htmlDignified information about esters is hard to find and most of the time it is hard to understand. This site is useful because it is easy to understand and

89

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL & MD --------------------------------------------------------------------------------------------------- the reaction is accurate described.

7.3.1.2 Engels lexicon

Catalyst Katalisator Product which activates the chemical reaction.We need a catalyst or the reaction won’t go on.

Cultivate Kweken, bebouwen To use the groundIt’s time to cultivate that ground, let’s plant flowers.

Ignition accelerator

Ontstekings versneller Product which make the fuel combusts faster

Lubrication capability

Smeringscapaciteiten Degree of lubricationOil has good lubrication capability’s

Polymerisation Polymeren makenPolymeer: molecuul bestaande uit meerdere “onderdelen”

Creating molecules which contain many parts

Thanks to the polymerisation, we have plasticsflocculation vlokvorming Forming flakes

flocculation of diesel fuel, must be avoidedDensity Dichtheid The density is the relation of weight to volume

The density of water is 1kg/dm³Environmental friendly

Milieuvriendelijk Good for the environmentBiofuels are environmental friendly

biodegradable Biologisch afbreekbaar Material that after a certain time from the bottom disappearsBiodiesel is biodegradable

fodder stalvoer Food for beastsMy cow’s favourite fodder are rapes


7.3.2.1 Taak 1

A) Translate

A comparative study of diesel, biodiesel and vegetable oil.

B) Find at least 3 English keywords to be used in searching the internet

Via www.google.com "study of biodiesel" a comparing study of diesel and biodiesel “biodiesel as fuel”

C) Make a summary (in your own words) of 5 lines of 3 texts you found in connection with your IP.

The text is very useful because it describes how good biodiesel is as fuel. It says how the future looks for biodiesel and they have done test on the fuel. This is very good information. (Text 3 of Nederland’s)

90

http://www.google.com/

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL & MD --------------------------------------------------------------------------------------------------- Text number one, in the work of Nederland’s is also good but its biofuel in main lines.

7.3.2.2 Engels lexicon1 compression-ignition compressie-onsteking Compression-ignition is the principle where the mixture

itself-flared up at a certain temperature and presses.Diesel is a fuel that is used in compression-ignition engines .

2 a solvent effect een oplosbaar effect We speak about a solvent effect when a substance solves in another substance.Sugar has a solvent impact in water.

3 clog filters belemmeringsfilter A clog filter stops the substance particles.Modern vehicles have equipped with a clog filter.

4 renewable fuel vernieuwbare brandstof Renewable fuel is fuel which is produced from used products.Biodiesel is a renewable fuel because it comes from used vegtable oil just as lard.

5 hydrocarbon koolwaterstof Hydrocarbons are organic chemical connections of exclusively hydrogen with carbon with the general formula CnHm.Petrol, diesel and kerosene is a mixture of hydrocarbons.

6 acid rain zure regen Acid rain is precipitate (rain therefore) with a high acid quality.The dead of fish in the river can be caused by acid rain.

7 polluant verontreinigende stof Polluting substances are substances which are detrimental for the environment.Polluting substances are mostly produced by exhaust particles.

8 a poisonous gas een giftig gas A poisonous gas is a gas which cause death for people and for the environment.Carbon monoxide is a poisonous gas.

9 nitrogen oxides

de oxiden van de stikstof Nitrogen Oxides are chemical substances which causes acidification of the environment Nitrogen Oxides lead to acid rain and air clogging.

10 component component The components are the pieces which are necessary for a certain machine.All the components you need to make that machine are lying there.

8 Bibliografie

8.1 Boeken

ENGBERSEN, J.F.J., Inleiding in de bio-organische chemie, Pudoc, Wageningen, 1992

Voertuigtechniek CVO Waregem, Autogassysteem, 15-1

Voertuigtechniek CVO Waregem, Motoren, 5-1

8.2 Tijdschriften

A.N. Cupédo, “Veelbelovend hybride-concept van Toyota”, Auto&Motor Techniek, 1997, juli, nr.42

91

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL & MD --------------------------------------------------------------------------------------------------- 8.3 Brochures

BLOMMAERT., C & VERNAILLEN, T. ,Het gebruik van koolzaadolie voor transportdoeleinden, VUB, Brussel, 2005

HÏLSHRINCK, M.,PPO = hernieuwbare energie , 2005 ; p 15-18 , 6 februari 2006

PELKMANS, L., Biodiesel: algemeen , VITO, Belguim, 1998

PELKMANS, L., Results of demonstration and evaluation projects of biodiesel from rapeseed and used frying oil on light and heavy duty vehicles, VITO, Belgium

UFOP, Biodiesel Flowerpower, UFOP, Berlijn, 2004

ZOET WATER MOTORS, Trekkerstechniek

8.4 Elektronische bronnen

AGRIHOLLAND, Biobrandstoffen en duurzame energie, http://www.agriholland.nl/dossiers/biobrandstoffen/biobrandstof.html , 13 april 2006

BOVAG-RAI, (brand)stof tot nadenken , http://www.bovag.nl/System/Pics/banner/Brandstoftotnadenken.pdf , 9 februari 2006

BROWSEBROTHERS, Diesel, Rudolf (1858-1913), http://www.autogeschiedenis.com/auto/personen/diesel-r.htm, 7 november 2005

CAMPENS, V., Achtergronddocument biobrandstoffen ter voorbereiding van de ronde tafel op 8/3/2005, http://www.agripress.be/start/artikel/78369/nl , 11 februari 2006

CARTWRIGHT, P., THS, http://members.home.nl/mark.jansen/THS%20Toyota%20hybride%20systeem.pdf, 20 april 2006

ECODIESEL, brandstof voorverwaming, http://www.eco-diesel.nl/, 26 oktober 2005

ECOPOWER, Meer over koolzaad, http://www.ecopower.be/meer_over_koolzaad.htm, 26 oktober 2005

Ecopower, Waarom PPO? , http://www.ecopower.be/waarom_plantenolie.htm , 12 september 2005

ELZINGA, G.D., Microgolf regeneratie van roetfilters voor dieselmotoren, http://www.ecn.nl/docs/library/report/2004/c04025.pdf , 30 december 2005

EMIS, Biobrandstoffen, http://www.emis.vito.be/autoverbruik/index.asp?pageChoice=biomotor&Bc=brandstoffen , 12 september 2005

EMIS, Biomotor, http://www.emis.vito.be/autoverbruik/index.asp?pageChoice=Biomotor&Bc=Brandstoffen, 14 maart 2006

EMIS, Kraken van afgewerkte olie, www.emis.vito.be/AFSS/ fiches/Uitvoeringen/Stevor-Olea.pdf, 17 april 2006

EMIS, Technologie licht verkeer, http://www.emis.vito.be/autoverbruik/index.asp?pageChoice=Lichtverkeer, 14 maart 2006

FEBIAC, De rol van het bedrijfsvoertuig in de 21ste eeuw: een duurzame ontwikkeling naar 2020 , http://www.febiac.be/nl/content/default.asp?T=8&C=7&FID=302 , 14 maart 2005

92

http://www.febiac.be/nl/content/default.asp?T=8&C=7&FID=302

http://www.emis.vito.be/autoverbruik/index.asp?pageChoice=Lichtverkeer

http://www.emis.vito.be/autoverbruik/index.asp?pageChoice=Biomotor&Bc=Brandstoffen




http://www.ecopower.be/waarom_plantenolie.htm

http://www.ecopower.be/meer_over_koolzaad.htm

http://www.eco-diesel.nl/

http://members.home.nl/mark.jansen/THS%20Toyota%20hybride%20systeem.pdf





http://www.agriholland.nl/dossiers/biobrandstoffen/biobrandstof.html


FUEL CELLS 2000, Fuel cell basics, http://www.fuelcells.org/basics/how.html, 16 Maart 2006

G-V,Producten diesel, http://www.g-v.be/default.asp?flash=off&page=http://www.g-v.be/content.asp&taal=Nederlands&HoofdGroep=Milieu , 9 februari 2006

HARM, J., Stand van de techniek, http://www.energietransitiebeleid.nl/energietechnologie/biobrandstoffen/techniek.html, 11 februari 2006

HAVO, Natuurkunde 1,2 (nieuwe stijl) en natuurkunde (oude stijl), http://www.natuurkunde.nl/servlet/supportBinaryFiles?referenceId=2&supportId=579118 , 10 april 2006

HOOGMA, R., Ethanol: Rijden op een tank vol alcohol , http://www.ez.nl/content.jsp?objectid=31351, 19 maart 2006

KNEUTS I., De hybride auto, http://www.nieuwsblad.be/GT/Index.aspx?genericId=78&articleId=DMA12082005_006, 15 maart 2006

LAMONT, J.L., Koolzaad, het nieuwe goud?, http://www2.vlaanderen.be/ned/sites/landbouw/downloads/plant/koolzaad.pdf, 26 oktober 2005

Martin, Olie destillatie, http://www.natuurwetenschappen.nl/modules.php?name=News&file=article&sid=527, 20 oktober 2005

MOENS, B., Teelt van koolzaad, http://dlg2.vertis.nl/pls/dlg/docs/FOLDER/KENNISAKKER_NEW/KENNISCENTRUM/HANDLEIDINGEN/TEELTHANDLEIDING+_KOOLZAAD.PDF, 26 Oktober 2005

NATUURINFORMATIE , Aardolie,http://www.natuurinformatie.nl/asp/page.asp?alias=nnm.dossiers&id=i001064&view=natuurdatabase.nl , 9 februari 2006

PPO, Waarom Pure Plantenolie als hernieuwbare energiebron inzetten?, http://www.ppo.be/100.asp?l=1, 20 april 2006

RABOBANK, Factbook biobrandstoffen, http://www.novem.nl/default.asp?documentId=136585 , 12 februari 2006

RONDEL M., Techniek van de hybride voertuigen, www.nibra.nl/cms/servlet/nl.gx.nibra.client. http.GetFile?id=387448&file=1031_101_29_hybridevoertuigen.ppt, 15 maart 2006Thinkquest, Brandstofcel, http://mediatheek.thinkquest.nl/~ll103/tep/nl/future_energy/fuel_cells.html, 16 Maart 06TREATISE, Schonere brandstoffen en voertuigen, http://www.treatise.eu.com/UserFiles/Handleiding%20schone%20brandstoffen%20en%20voertuigen,%20januari%202006(1).pdf , 12 april 2006

STREETDREAMS, Aerodynamica , http://www.streetdreams.nl/tech/aerodynamica.html , 11 april 2006

SUBSIDIEADVIES, Achtergrondinformatie, http://www.dlvsubsidieadvies.nl/bio-brandstoffen/achtergronden.htm , 19 maart 2006

TERLOUW, roetfilter, http://www.terlouw.nu/nl/techniek/roetfilter.htm , 19 april 2006

TTE, Wat is olie?, http://www.oliekarakterisatie.nl/documents/C0407watisoliev2.pdf, 22 Oktober 2005

VAB, Nieuwe dieseltechnieken (6/2001) , http://www.vab.be/NL/dossiers/printdossier.aspx?Id=26 , 10 april 2006

VAB, Persdossier VAB, http://www.vab.be/NL/dossiers/VAB_Persdossier21_milieu_mobiliteit.pdf , 8 november 2005

93


http://www.vab.be/NL/dossiers/printdossier.aspx?Id=26

http://www.oliekarakterisatie.nl/documents/C0407watisoliev2.pdf

http://www.terlouw.nu/nl/techniek/roetfilter.htm

http://www.dlvsubsidieadvies.nl/bio-brandstoffen/achtergronden.htm

http://www.streetdreams.nl/tech/aerodynamica.html



http://mediatheek.thinkquest.nl/~ll103/tep/nl/future_energy/fuel_cells.html

http://www.novem.nl/default.asp?documentId=136585





http://www2.vlaanderen.be/ned/sites/landbouw/downloads/plant/koolzaad.pdf



http://www.ez.nl/content.jsp?objectid=31351

http://www.natuurkunde.nl/servlet/supportBinaryFiles?referenceId=2&supportId=579118





http://www.fuelcells.org/basics/how.html


VAN MEENEN, LPG Forum, http://www.vanmeenen.com/LPG-autogas-Vlaanderen/lpg-informatie.html, 14 maart 2006

VROM, Dossier LPG, http://vrom.nl/pagina.html?id=9179#10, 14 maart ’06

VW transporter, EGR D-N vertaling , http://weetjewel.com/tips_en_trucs/egr_plaatje/plaatje_egr_vervolg.htm , 9 november 2005

WIKIPEDIA, Kooldioxide, http://nl.wikipedia.org/wiki/Kooldioxide , 28 december 2005

WIKIPEDIA, Koolstofmonoxide, http://nl.wikipedia.org/wiki/Koolstofmonoxide , 28 december 2005

WIKIPEDIA, koolwaterstof, http://nl.wikipedia.org/wiki/Koolwaterstof , 28 december 2005

WIKIPEDIA, katalysator, http://nl.wikipedia.org/wiki/Katalysator , 28 december 2005

WIKIPEDIA, roetfilter, http://nl.wikipedia.org/wiki/Roetfilter , 4 november 2005

WIKIPEDIA, Rendement (energie), http://nl.wikipedia.org/wiki/Rendement_%28energie%29 , 13 maart 2006

WIKIPEDIA, Stikstofdioxide, http://nl.wikipedia.org/wiki/Stikstofdioxide , 28 december 2005

WIKIPEDIA, viscometer , http://nl.wikipedia.org/wiki/Viscometer , woensdag 8 februari 2006

Zoek het eens op(skynet), Zure regen, http://users.skynet.be/zoekheteensop/zure_regen.htm , 28 decmeber 2005

94

http://users.skynet.be/zoekheteensop/zure_regen.htm

http://nl.wikipedia.org/wiki/Viscometer


http://nl.wikipedia.org/wiki/Rendement_(energie)

http://nl.wikipedia.org/wiki/Roetfilter

http://nl.wikipedia.org/wiki/Katalysator


http://nl.wikipedia.org/wiki/Koolstofmonoxide


http://weetjewel.com/tips_en_trucs/egr_plaatje/plaatje_egr_vervolg.htm

http://vrom.nl/pagina.html?id=9179#10

http://www.vanmeenen.com/LPG-autogas-Vlaanderen/lpg-informatie.html


9 Besluit

Na dit boeiende onderzoek dat we met vallen en opstaan hebben volbracht, kunnen we vaststellen dat dit onderwerp enorm actueel is, dat er veel interesse in bestaat, maar dat er weinig concrete, diepgaande informatie beschikbaar is. Het was onze bedoeling om een objectieve samenvatting te maken, vrij goed begrijpbaar is voor de leek, maar ook van waarde voor een deskundige. Dagelijks worden nieuwe ontdekkingen gedaan, wat dan ook deze studie nooit ‘af’ maakt. De zoektocht naar milieuvriendelijke en betrouwbare brandstoffen zal nooit stoppen. Telkens zullen nieuwe problemen zich aanbieden, waar telkens een oplossing moet voor worden gevonden. Zo dacht men vroeger dat de aardbol over bijna onbeperkte olievoorraden beschikte en dat men zomaar alles kon gebruiken wat men wilde. Nu blijkt dat het einde van dit olietijdperk stilaan in zicht komt en er binnen afzienbare tijd een oplossing hiervoor moet worden gevonden. Vandaag de dag zijn we totaal afhankelijk van onze traditionele energiebronnen en het werd in het verleden reeds meer dan eens duidelijk dat hieraan grote nadelen verbonden zijn, denk maar aan conflicten in het Midden-Oosten.

Onze zoektocht naar mogelijke vervangers van diesel, leidde ons naar een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën.Als we kijken naar onze huidige leefwereld, zijn dit de makkelijkst bereikbare alternatieven voor fossiele diesel. Zoals beschreven in hoofdstuk één, blijkt dat de idee om een motor te laten lopen op plantaardige olie, even oud is al de dieselmotor zelf. Toen speelde aardolie vrijwel geen rol op het gebied van energie, maar later toen schijnbaar onuitputtelijke hoeveelheden aardolie gevonden waren, werd massale consumptie mogelijk. Aan pure plantaardige olie werd gewoonweg niet gedacht. Fossiele olie was overvloedig aanwezig en dus spotgoedkoop. Het is pas sinds de alarmerende berichten over olietekorten en onzekerheid betreffende de levering, dat men de alternatieven weer naar boven bracht en de onderzoeken weer opstartte. Deze onderzoeken leidden intussen naar de productie van biodiesel.

Verder twee bespraken we de productiemethoden van de brandstoffen. Het winnen van olie uit koolzaad of andere olie bevattende zaden en het hergebruik van frituurolie blijken de gemakkelijkste oplossing. De zaden moeten enkel geperst worden en een kort chemisch proces ondergaan om het maximum volume aan olie uit de zaden te halen. Bij het hergebruik van frituurolie moet deze enkel maar gefilterd worden van onzuiverheden, het is immers plantaardige olie die al uit de zaden werd gehaald.

Heel wat meer werk komt kijken bij de productie van biodiesel. Deze kan

vervaardigd worden uit plantaardie olie. De olie ondergaat een aantal

95

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL & MD --------------------------------------------------------------------------------------------------- chemische processen. Men bekomt biodiesel door plantaardie olie een reactie te laten ondergaan met methanol. De reactie is een omestering, welke maar traag zou verlopen moest er geen katalysator aanwezig zijn. Ook moet de omgevingstemperatuur van de reactie ongeveer 65° bedragen. Hieruit concluderen we dat het productieproces van biodiesel heel wat meer energie zal vragen, dan de winning van plantaardie olie. Ook moet de olie nog een voorbehandeling ondergaan, om de vrije vetzuren uit de olie onschadelijk te maken, een proces dat ook energie vraagt en veel tijd in beslag neemt. Via deze methodes wordt maar één brandstof geproduceerd, terwijl de distillatie van ruwe olie daarentegen diverse brandstoffen oplevert. Ook dit laatste is echter een energie opslorpend proces want de ruwe olie moet zeer sterk verwarmd worden en ook hier zijn chemische processen nodig om de kwaliteit van de diesel te waarborgen. Uit dit alles kunnen we besluiten, dat qua productiemethode, onveresterde oliën het gemakkelijkst en met het minste energieverbruik te maken zijn.

Wat de fysische eigenschappen van de brandstoffen betreft, stelden we vast dat de energiewaarde van diesel hoger ligt, dan die van biodiesel per kilogram, maar doordat het soortelijk gewicht van biodiesel hoger ligt dan dat van diesel, het verschil per liter verkleint. Toch ligt het verbruik tot gemiddeld 4 % hoger. Dat dit verschil niet groter is, komt door het feit, dat het biodiesel molecuul 11% zuurstofatomen bevat, wat zorgt voor een betere en vollediger verbranding. Het zwavel gehalte van biodiesel en onveresterde oliën is 20 maal lager dan bij traditionele diesel, wat een nadeel is voor diesel. Onveresterde olie heeft het grote nadeel dat de viscositeit enorm temperatuur afhankelijk is, wat leidt tot problemen bij normale werkingstemperaturen.

Op het gebied van prodcutieprijs, is biodiesel 4 maal zo duur als diesel, en 2 maal zo duur als onveresterde oliën. Dit komt doordat de productie van deze alternatieve brandstoffen nog laag ligt en omdat het chemische proces om tot biodiesel te komen, niet echt goedkoop in vergelijking met de productieprijs van onveresterde oliën. Een accijnzenreducite, of de volledige afschaffing ervan, op onveresterde oliën en op biodiesel, zou er wel voor zorgen dat de prijs per liter goedkoper uitkomt dan de prijs per liter fossiele diesel. Hierover wordt er wel veel gesproken, maar in België bestaan er nog geen concrete maatregelen, iets wat wel het geval is in bepaalde andere EU landen zoals bijvoorbeeld Duitsland, waar men biodiesel aan de pomp kan kopen.

We gingen ook de problemen na, die deze nieuwe brandstoffen met zich meebrengen en beschreven de mogelijke oplossingen. We gingen uit van het gebruik van deze brandstof in een gewone dieselwagen. Om de problemen te begrijpen moesten we de werking van de dieselmotor kennen en ook een onderscheid maken tussen een motor met inspuitpomp en een motor met common-rail inspuiting.

Het probleem bij het rijden op biodiesel is de hoge zuurtegraag van de

96

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL & MD --------------------------------------------------------------------------------------------------- brandstof. Bij een mengsel met diesel en max. 5% biodiesel zijn er geen problemen. De biodiesel is genoeg verdund om geen schade te doen. Bij het rijden op een mensel met meer dan 5% biodiesel, of op pure biodiesel, zal er na een periode schade optreden aan leidingen en pakkingen. Deze worden namelijk aangetast door de hoge zuurtegraad van biodiesel, wat niet zo is bij plantaardige olie. Deze heeft dan wel weer als nadeel dat deze erg viskeus is en niet verneveld zal kunnen worden of maar in zeer slechte mate. Er kan erge motorschade optreden als de motor niet aangepast is. Als oplossing kiest men ervoor om een 2-tank systeem te bouwen. Er wordt gestart op diesel en eens de normale werkingstemperatuur bereikt wordt, kan die warmte gebruikt worden, om de plantaardige olie, afkomstig uit een aparte tank, te verwarmen, zodat ze vloeibaar genoeg wordt, om te worden ingespoten. Deze methode vraagt minder ombouwwerk dan het ombouwen voor biodiesel, want de motor zelf moet niet gedemonteerd worden.

Aangezien ook het milieu erg belangrijk is, hadden we ook de nodige aandacht voor de emissies, namelijk van de HC, CO, CO2, SO2, PM en Nox-uitstoot. Vooral de uitstoot van CO2 is een veelbesproken onderwerp bij de moderne wagens. Bij onveresterde oliën is de bruto CO2 uitstoot 0, als het basisproduct koolzaad is. De plant neemt namelijk ongeveer evenveel CO2 op, als de brandstof uitstoot. Op het totaalgebied van emissies komt onveresterde oliën het best uit de testen, gevolgd door biodiesel. Fossiele diesel scoort het slechtst. Biodiesel heeft het nadeel dat de PM-uitstoot wat hoger ligt dan bij gewone diesel. We stelden ook vast dat de nieuwe emissie beperkende middelen, zoals de roetfilter, de oxidatiekatalysator en de EGR klep voor heel wat verbetering zorgen. De roetfilter is nu een veel besproken onderwerp.

Tenslotte bespraken we nog enkele andere milieuvriendelijke mogelijkheden, zoals LPG, de hybride wagen, de waterbrandstofcel en bio-ethanol. We mogen echter besluiten, dat dit geen al te grote kanshebbers zijn, om de huidige dieselmotor te vervangen. LPG is een fractie van ruwe olie en deze raakt uitgeput. De hybride wagen wordt gebruikt als overgang naar een andere motor of brandstof. Waterstofgas om de brandstofcel te voeden kan nu nog niet op een milieuvriendelijke of grootschalige manier geproduceerd worden en bio-ethanol is een vervanger voor benzine.

Na al de knelpunten met biodiesel en plantaardie oliën overlopen en verduidelijkt te hebben, kunnen we nu zelf ook een gegrond oordeel vellen. Voor ons zal plantaardige olie er in de nabije toekomst bovenuit springen, dit omdat het productieproces simpel is en er weinig energie nodig is. De wagen ombouwen via een 2-tank systeem is relatief gemakkelijk. Een accijnsreductie is noodzakelijk, maar deze is al aangekondigd. Als iedereen in de toekomst op onveresterde oliën rijdt en er zijn accijnsreducties, dan verliest de staat wel een pak inkomsten in vergelijking met nu, waarbij er op brandstoffen hoge accijnzen geheven worden. Die inkomsten zullen ze dan ergens anders moeten halen. In België is er ook wel te weinig plaats om het nodige koolzaad te

97

GIP – 6 IW – VTI Waregem – 2005-2006 Een vergelijkende studie tussen diesel, biodiesel en onveresterde oliën – PL & MD --------------------------------------------------------------------------------------------------- produceren. Import van koolzaadolie zal dus noodzakelijk zijn, maar ook elders zal het probleem van de nodige grondstoffen zich wel stellen. Verder zoeken naar nieuwe brandstoffen is dan ook een must.

98

3 Eigenschappen - Proximususers.skynet.be/ksaolsene/Eindwerk20april2006.doc · Web viewEr ontstaat...

Documents

Transcript of 3 Eigenschappen - Proximususers.skynet.be/ksaolsene/Eindwerk20april2006.doc · Web viewEr ontstaat...