Componenti biologiche nel carburante: iniziative attuali e prospettive future

Ciao appassionati di meccanica,
Ho trovato queste informazioni su http://www.wissenschaft.de/wissen/hintergrund/243734:

'Benzinaio con alcol: nelle prime stazioni di servizio tedesche, è già disponibile benzina con una percentuale di bioetanolo.'

I carburanti biologici hanno un futuro promettente: in Germania, alcuni gestori di stazioni di servizio hanno già iniziato ad aggiungere bioetanolo e biodiesel ai carburanti tradizionali. Altri grandi fornitori prevedono di fare lo stesso a partire dall'inverno. Fino a circa un sesto del serbatoio può essere composto da materie prime rinnovabili, senza compromettere le prestazioni del motore.


Alcol nel serbatoio e si continua il viaggio. Quello che finora si vedeva solo in commedie a basso costo, in Germania presto diventerà la norma: nei prossimi anni, benzina e diesel saranno sempre più miscelati con alcol. I produttori parlano di 'bioetanolo', poiché l'alcol viene prodotto in larga scala da cereali, barbabietole da zucchero o patate. Circa il nove percento in volume di etanolo può essere aggiunto alla benzina senza danneggiare il motore.

'Alcuni piccoli gestori di stazioni di servizio stanno già miscelando l'alcol', afferma Markwart Kunz, membro del consiglio di amministrazione di Südzucker AG. Shell e BP intendono iniziare con questa pratica in vista dell'inverno. Oltre all'etanolo biologico, anche il biodiesel sta vivendo un periodo di forte crescita: 'Nel corso di febbraio, abbiamo fornito per la prima volta carburante diesel con componente biologica alle stazioni di servizio BP e Aral', ha dichiarato un portavoce di BP a Bochum. Shell ha seguito quasi contemporaneamente. Finora, solo in poche stazioni di servizio era disponibile carburante derivato da olio di colza, offerto in forma pura. Tuttavia, ora si prevede che le vendite triplicheranno, poiché in futuro il biocarburante potrà essere aggiunto al diesel convenzionale.

La ragione del cambiamento nel mercato dei carburanti è una nuova direttiva europea che esenta dalla tassazione le miscele contenenti biocarburanti. Inoltre, la direttiva prevede che entro il 2005, la percentuale di biocarburanti nel serbatoio raggiunga il due percento. Entro il 2010, la percentuale dovrebbe salire al 5,75 percento.

'L'obiettivo intermedio fissato per il 2005 non può più essere raggiunto in Germania, e non è chiaro come si possano soddisfare i requisiti per il 2010', afferma Kunz. Solo negli ultimi mesi i produttori e i gestori di stazioni di servizio hanno iniziato a rispondere alle direttive legislative: attualmente, in Germania sono in costruzione tre impianti per la produzione di bioetanolo. Una di queste è l'azienda Südzucker a Zeitz, che dovrebbe iniziare le operazioni nel secondo trimestre del prossimo anno. Saranno prodotti annualmente 260.000 metri cubi di alcol a partire da biomassa.

'Senza la direttiva dell'UE, nessuno investirebbe', ammette Kunz. Infatti, attualmente la produzione di bioetanolo non è ancora così economicamente vantaggiosa come quella dei combustibili derivati dal petrolio. Il bioetanolo costa circa un terzo in più rispetto alla benzina. 'Tuttavia, se il prezzo del petrolio dovesse continuare a salire, i biocarburanti potrebbero diventare un'alternativa economicamente valida', spiega Kunz a ddp. L'alcol può migliorare il numero di ottano della benzina, consentendo di ottenere una qualità superiore. 'Una parte della benzina può essere trasformata in benzina super aggiungendo bioetanolo', spiega Kunz.

Poiché l'alcol si miscela facilmente con l'acqua e contiene sempre una piccola percentuale di umidità, si prevedono anche delle difficoltà. L'umidità potrebbe danneggiare il motore durante la combustione. Il carburante deve quindi essere accuratamente asciugato e protetto dall'umidità.

Alcuni gestori di stazioni di servizio preferiscono quindi un prodotto derivato dal bioetanolo: l'etil-terz-butil-etere (ETBE). Questo viene prodotto combinando parti uguali di etanolo e isobutene, un sottoprodotto che si ottiene nelle raffinerie di petrolio. L'ETBE potrebbe essere aggiunto alla benzina in una percentuale volumetrica fino al 15%. 'Tuttavia, dal punto di vista ecologico, l'etanolo di origine biologica è preferibile all'ETBE, poiché richiede un processo di produzione in meno e quindi ha un bilancio di emissioni di anidride carbonica migliore', afferma Kunz.

Il fattore determinante per tutti i biocarburanti è la loro economicità. La Südzucker utilizza lieviti geneticamente modificati per estrarre la massima quantità possibile di alcol dai cereali. 'Miglioriamo costantemente questi lieviti', spiega Kunz. Per ogni tonnellata di grano, è possibile produrre circa 375 litri di bioetanolo.

La produzione potrebbe essere più redditizia se, invece dei lieviti, fossero i batteri a essere attivi nel processo di trasformazione. L'azienda Südzucker, tra le altre, sta conducendo ricerche in questo campo. Inoltre, se si utilizzassero materiali come la paglia o addirittura i rifiuti domestici al posto del grano per la fermentazione, il prezzo dell'etanolo biologico continuerebbe a diminuire. Negli Stati Uniti e in Brasile, lo sviluppo è più avanzato grazie a finanziamenti nell'ordine di centinaia di milioni di dollari: la società 'Iogen' di Montreal produce etanolo a partire dalla paglia. Da ogni tonnellata di paglia si ottengono circa 340 litri di alcol. Negli Stati Uniti e in Brasile, la benzina viene arricchita con biocarburanti fino a un quarto. Ogni motore può funzionare senza problemi con questa miscela.

Beh, vediamo cosa ci riserva il futuro...

Saluti.

Eike.

Recentemente, ho visto in televisione un servizio sul futuro modello che sostituirà la Fiat Punto, soprannominato 'Lupo'. Il servizio è stato girato in Brasile, dove il veicolo è già in fase di produzione per il mercato sudamericano. L'auto era dotata di un motore bi-fuel, poiché in Brasile è possibile utilizzare carburante a base di alcol puro. C'è un rubinetto dedicato esclusivamente per le bevande alcoliche.

Situazione delle miscele di gasolio con alcol in Brasile.

Motore: 4 cilindri, 115 CV, Maxion-International.
Pompa: VE4/11F2000R858 (HDI)
Carburante: MAD8 - ottimizzato (89,4% diesel + 8% AEAC (alcol anidro) + 2,3% AEP102 (estere di olio di soia = emulsione alcol-diesel) + 0,2% miglioratore di cetano + 0,1% miglioratore di lubrificità).
Obiettivo: 1000 ore di pratica.

Calo di prestazioni con 860 ore di utilizzo:
Causa: La funzione di sicurezza è compromessa a causa di un pistone di sicurezza bloccato.
Causa dell'usura: bassa lubrificità e basse proprietà di pressione di vapore.
Altre funzioni funzionanti correttamente.
Controllo e verifica di pompe e ugelli.
Unghia e traversa con segni di usura.
Valvola di controllo della pressione con segni di corrosione (ossidazione).
depositi neri all'interno della pompa.
Leggeri segni di cavitazione sulla guida dell'ago (stato dopo 700 ore).





PROPRIETÀ DELLE MISCE.
Emulsione composta da gasolio + AEHC (alcol etilico idrato, 6% di alcol) + additivo Dalco (agente emulsionante) + 0,24% cetan booster + 0,004% anti-corrosivo.
TEST DI PRESTAZIONI/EMISSIONI.
Riduzione della coppia: 4% alla velocità nominale e 9% alla velocità di coppia massima.
Miglioramenti nelle emissioni: riduzione del 16% del monossido di carbonio e del 32% delle particelle.
Senza miglioramenti: HC e NOx.
Fonte: rapporto del Ministero della Scienza e della Tecnologia (MCT).

TEST DI RESISTENZA.

Sono stati eseguiti dei test di durata su una flotta di 4 autobus urbani elettrici. I seguenti risultati sono stati riportati:
Guasto alla pompa di alimentazione dopo 14.337 km, dovuto a una valvola bloccata (l'alcol ha danneggiato il poliammide).
Gruppo di fissaggio degli ugelli con una perdita di pressione del 15% (specifica: 6%), e con ritorno di gas nell'ugello. Cause: usura e corrosione dell'albero di collegamento, dell'ago e della sede dell'ugello.




PROPRIETÀ DELLE MISCE.
Soluzione composta da gasolio, 11,2% di etanolo anidro (con meno dell'1% di acqua) e 2,6% di AEP102 (stabilizzante, additivo co-solvente).
TEST DI PRESTAZIONI/EMISSIONI.
Perdite di coppia: 4,5% alla potenza nominale e 11% alla velocità di coppia massima.
Miglioramento delle emissioni: 2,5% di CO, 7% di NOx, 22% di particolato carbonioso e 9% di particolato.
Perdite di emissioni: aumento dell'11% degli idrocarburi.
Fonte: MCT (Ministero della Scienza e della Tecnologia).

TEST DI RESISTENZA.

Sono stati eseguiti i seguenti test:
2 test di durata con autobus elettrici (100.000 km).
2 test di durata su banco con la pompa motore OM366LA (DC) (1.000 ore).
I risultati dei test di resistenza sul campo e di durata su banco sono stati simili, con i seguenti aspetti rilevanti:

Non sono state rilevate variazioni significative nel tasso di iniezione a pieno carico dopo i test di durata.
Segni di usura e cavitazione nelle sedi delle valvole di pressione.
Presenta segni di usura.
Gruppo di supporto dell'ugello con perdita di pressione (circa il 20%, valore specificato inferiore al 14%), dovuta all'usura del perno di pressione.
Sedi degli iniettori danneggiate da cavitazione.




PROPRIETÀ DELLE MISCE.
Soluzione di gasolio miscelato con 3% di AEAC (etanolo anidro, con contenuto di acqua inferiore all'1%).
EMISSIONI DI SCARICO/PERFORMANCE.
Riduzione della potenza dal 2 al 22% alla velocità nominale e dal 2 al 26% alla velocità di coppia massima.
Non sono state riportate prove tecniche certe sui vantaggi in termini di riduzione delle emissioni nei test di performance e di emissione. (vedere le pagine 17-27).
Fonte: CENPES/PETROBRAS, MAXION, MWM/IPT e MBB/IPT (vedere le pagine da 04 a 07).
I test di performance eseguiti da VOLVO con il sistema UIS hanno avuto esito negativo a causa di un problema di cavitazione nel sistema di alimentazione del carburante.

TEST DI RESISTENZA.

I test di durata su banco prova, i test al dinamometro e i test di resistenza su veicolo sono stati eseguiti da RBBR e dai suoi clienti. La maggior parte dei test è stata eseguita utilizzando la pompa VE, che è più sensibile alle proprietà del carburante.

Entrambe le pompe si sono guastate dopo 376 ore e 456 ore di funzionamento a causa dell'usura delle rondelle forate.
La pompa diesel doveva essere sostituita dopo 1500 ore di funzionamento.

@ Gremlin

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