Comment fonctionne le biodiesel

  • Rudolf Cole
  • 3363
  • 13674
  • 437
biodiesel Justin Sullivan / Getty Images News / Getty Images Galerie d'images de véhicules à carburant alternatif

Photo avec l'aimable autorisation du Nebraska Soybean Board
Bus qui fonctionne au biodiesel de soja. Voir des photos de véhicules à carburant alternatif.

Si vous avez lu ou regardé les actualités récemment, vous êtes probablement tombé sur un article, un extrait ou un extrait sonore lié aux prix du pétrole et du pétrole. Même dans vos routines quotidiennes, il y a de fortes chances que quelqu'un le mentionne. Que ce soit dans l'automobile, l'économie, l'histoire, la géographie ou la politique, le pétrole a réussi à s'infiltrer dans presque tous les aspects de notre vie quotidienne. C'est l'un des produits de base les plus discutés (et controversés) sur lesquels les consommateurs comptent quotidiennement.

Tout ce discours sur le pétrole suscite un intérêt continu pour alternatives à l'essence. Des choses comme les voitures électriques et les piles à hydrogène sont considérées comme des alternatives possibles au pétrole. À mesure que la technologie s'améliore, ces concepts pourraient devenir réalité. Mais qu'en est-il maintenant?

Perdus dans le mélange sont les les biocarburants, carburants fabriqués à partir d'ingrédients biologiques au lieu de combustibles fossiles. Ces ingrédients de départ peuvent aller du maïs aux graines de soja en passant par la graisse animale, selon le type de carburant fabriqué et la méthode de production.

Dans cet article, nous examinerons de plus près biodiesel, l'un des principaux biocarburants. Pour commencer, ce serait une bonne idée de vérifier le fonctionnement des moteurs de voiture et le fonctionnement des moteurs diesel pour obtenir des informations générales. Après cela, revenez et nous séparerons la réalité du biodiesel de la fiction.

De manière générale, le biodiesel est une alternative ou un additif au carburant diesel standard qui est fabriqué à partir d'ingrédients biologiques au lieu de pétrole (ou de pétrole brut). Le biodiesel est généralement fabriqué à partir de plantes huiles ou animal graisse par une série de réactions chimiques. C'est les deux non toxique et renouvelable. Parce que le biodiesel provient essentiellement de plantes et d'animaux, les sources peuvent être reconstituées grâce à l'agriculture et au recyclage.

Le biodiesel est sûr et peut être utilisé dans les moteurs diesel avec peu ou pas de modifications nécessaires. Bien que le biodiesel puisse être utilisé sous sa forme pure, il est généralement mélangé avec du carburant diesel standard. Les mélanges sont indiqués par l'abréviation Bxx, où xx est le pourcentage de biodiesel dans le mélange. Par exemple, le mélange le plus courant est B20, ou 20% de biodiesel à 80% standard. Alors, B100 fait référence au biodiesel pur.


Photo avec l'aimable autorisation du Département américain de l'énergie
Les biocarburants, tels que l'éthanol à base de maïs et le biodiesel à base de soja, contribuent à soutenir l'agriculture américaine.

Cependant, le biodiesel n'est pas seulement un terme fourre-tout. Il existe également une définition technique formelle qui est reconnue par ASTM International (anciennement connue sous le nom d'American Society for Testing and Materials), l'organisation chargée de fournir les normes de l'industrie. Selon le National Biodiesel Board (NBB), la définition technique du biodiesel est la suivante:

    un carburant composé d'esters monoalkyliques d'acides gras à longue chaîne dérivés d'huiles végétales ou de graisses animales, désigné B100, et répondant aux exigences de la norme ASTM D 6751.

Cela semble un peu difficile, mais c'est beaucoup plus familier que vous ne le pensez - vous rencontrez ces acides gras tous les jours. Nous les examinerons plus en détail dans la section suivante.


Photo avec l'aimable autorisation du National Biodiesel Board
Le soja peut être transformé en biodiesel.

Une partie de ce qui rend le biodiesel si attrayant et intéressant est qu'il peut être fabriqué à partir de nombreuses sources naturelles. Bien que la graisse animale puisse être utilisée, huile végétale est la plus grande source de biodiesel. Vous en avez probablement utilisé certains dans la cuisine. Les scientifiques et les ingénieurs peuvent utiliser des huiles provenant de cultures familières telles que le soja, le colza, le canola, le palmier, les graines de coton, le tournesol et l'arachide pour produire du biodiesel. Le biodiesel peut même être fabriqué à partir de graisse de cuisson recyclée!

Le fil conducteur commun à toutes les sources de biodiesel est qu'elles contiennent toutes graisse sous une forme ou une autre. Les huiles ne sont que des graisses liquides à température ambiante. Ces graisses, ou triacylglycérols (parfois appelés triglycérides), sont constituées d'atomes de carbone, d'hydrogène et d'oxygène liés ensemble et disposés selon un schéma spécifique. Ces triacylglycérols sont assez répandus. En plus des huiles végétales ménagères, elles contiennent également des choses courantes comme le beurre et le saindoux. Vous avez peut-être vu un nombre de triglycérides répertorié si vous avez consulté un médecin et avez subi des analyses de sang.

Une façon de visualiser ces triacylglycérols est de penser à un «E» majuscule. La formation de l'épine dorsale verticale de ce E est une molécule connue sous le nom de glycérol. Le glycérol est un ingrédient couramment utilisé dans la fabrication de produits tels que le savon, les produits pharmaceutiques et les cosmétiques. Attachés à ce squelette de glycérol et formant les éléments horizontaux du E, trois longues chaînes composées de carbone, d'hydrogène et d'oxygène. Ceux-ci sont appelés acides gras.

 H H H H H
\ / | \ /
C ----------- C ----------- C
| | |
O O O
\ \ \
C = O C = O C = O
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H-C-H H-C-H H-C-H
| | |
H H H

Alors, comment ces triacylglycérols se retrouvent-ils dans une voiture, un camion ou un bateau? Le biodiesel n'est pas une huile végétale pure. Bien que l'huile végétale brute ait été utilisée dans le passé pour alimenter les moteurs diesel, elle a généralement causé des problèmes. La graisse ou l'huile brute doit d'abord subir une série de réactions chimiques pour devenir du carburant. Il existe différentes façons de fabriquer du biodiesel, mais la plupart des installations de fabrication produisent du biodiesel industriel par le biais d'un processus appelé transestérification. Dans ce procédé, la graisse ou l'huile est d'abord purifiée puis mise à réagir avec un alcool, généralement du méthanol (CH3OH) ou de l'éthanol (CH3CH2OH) en présence d'un catalyseur tel que l'hydroxyde de potassium (KOH) ou l'hydroxyde de sodium (NaOH). Lorsque cela se produit, le triacylglycérol est transformé pour former des esters et du glycérol. Les esters qui restent sont ce que nous appelons alors le biodiesel.

Est-ce une vieille nouvelle? Dans la section suivante, nous examinerons une partie de l'histoire et de la motivation derrière le mouvement des biocarburants.


Photo courtoisie Bob Allan
La production actuelle de biodiesel aux États-Unis provient principalement d'huile de soja comme celle-ci ou d'huile de cuisson de restaurant recyclée..

Le concept des biocarburants est étonnamment ancien. Rudolf Diesel, dont l'invention porte désormais son nom, avait envisagé l'huile végétale comme source de carburant pour son moteur. En fait, une grande partie de ses premiers travaux tournait autour de l'utilisation du biocarburant. En 1900, par exemple, lors de l'Exposition universelle de Paris, en France, Diesel a fait la démonstration de son moteur en le faisant fonctionner à l'huile d'arachide. De même, Henry Ford s'attendait à ce que son modèle T fonctionne à l'éthanol, un produit de maïs. Finalement, dans les cas de Diesel et de Ford, le pétrole est entré dans l'image et s'est avéré être la source de carburant la plus logique. Cela était basé sur l'offre, le prix et l'efficacité, entre autres. Bien que ce ne soit pas une pratique courante, les huiles végétales ont également été utilisées pour le carburant diesel dans les années 1930 et 1940..

C'est dans les années 1970 et 1980 que l'idée d'utiliser les biocarburants a été revisitée aux États-Unis. L'un des événements les plus importants s'est produit en 1970 avec l'adoption de la Clean Air Act par l'Environmental Protection Agency (EPA). Cela a permis à l'EPA de réglementer plus étroitement les normes d'émissions de polluants comme le dioxyde de soufre, le monoxyde de carbone, l'ozone et les oxydes d'azote (NOx). Cela a ouvert la voie au développement de combustibles plus propres. Cela a également établi des normes pour les additifs de carburant.

Des événements à l'étranger tels que l'embargo pétrolier arabe de 1973-1974 et la révolution iranienne de 1978-1979, associés à une baisse de la production nationale de pétrole, ont fait grimper les prix. Selon l'Energy Information Administration du Département américain de l'énergie, les importations américaines de pétrole brut ont été réduites de 30% pendant l'embargo, et "le prix mondial du pétrole brut est passé d'environ 14 dollars le baril au début de 1979 à plus de 35 dollars le baril en Janvier 1981 avant de se stabiliser. Les prix n'ont sensiblement baissé qu'en 1983, lorsque le prix mondial s'est stabilisé entre 28 et 29 dollars le baril. "

Avec l'augmentation des prix du pétrole, les chercheurs ont commencé à chercher ailleurs. En août 1982, la première Conférence internationale sur les huiles végétales et végétales s'est tenue à Fargo, N.D. Cette conférence a traité de questions allant du coût du carburant et des effets de l'huile végétale aux additifs pour carburant et aux méthodes d'extraction..

En 1990, la Clean Air Act a été modifiée et a inclus des restrictions plus strictes sur les émissions des véhicules. L'amendement a introduit des dispositions pour des éléments tels que l'augmentation de la teneur en oxygène de l'essence (qui réduit les émissions de monoxyde de carbone) et la baisse de la teneur en soufre des carburants diesel.

En 1992, l'EPA a adopté la Energy Policy Act, ou EPACT. Cela visait à augmenter la quantité de carburant de remplacement utilisé par les flottes de transport du gouvernement américain afin de réduire la dépendance au pétrole étranger. L'amendement EPACT de 1998 incluait l'utilisation de carburant biodiesel dans les véhicules diesel gouvernementaux existants comme alternative acceptable à l'achat de véhicules à carburant alternatif, ou AFV, comme stipulé dans l'EPACT d'origine..

Avec toutes ces règles et réglementations en place, il est compréhensible que toute alternative pétrolière viable susciterait une clameur. Mais le biodiesel n'est pas un substitut parfait à l'essence. Nous examinerons ses avantages et ses inconvénients dans les sections suivantes.

Le biodiesel présente plusieurs avantages clés:
  • Le biodiesel est écologique.
  • Cela peut aider à réduire la dépendance au pétrole étranger.
  • Il aide à lubrifier le moteur lui-même, réduisant l'usure du moteur.
  • Il peut être utilisé dans presque tous les moteurs diesel avec peu ou pas de modification du moteur.
  • Il est plus sûr que le diesel conventionnel.
L'un des principaux arguments de vente du biodiesel est qu'il est écologique. Le biodiesel a moins d'émissions que le diesel standard, est biodégradable, et est un renouvelable source d'énergie.

Le contrôle des émissions est au cœur de l'argument du biodiesel, en particulier en matière de législation. Il y a quelques composants des émissions qui sont particulièrement nocifs et préoccupent les scientifiques, les législateurs et les consommateurs. Le soufre et ses composés apparentés contribuent à la formation de pluies acides; le monoxyde de carbone est une toxine largement reconnue; et le dioxyde de carbone contribue à l'effet de serre. Il existe également des composés moins connus qui sont préoccupants, tels que les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), des composés en forme d'anneau qui ont été liés à la formation de certains types de cancer. Les particules (PM) ont des effets néfastes sur la santé et les hydrocarbures non brûlés contribuent à la formation de smog et d'ozone.

Le biodiesel réduit les émissions dangereuses. Parmi les biocarburants actuels, le biodiesel est le seul à avoir réussi les tests d'émissions conformément à la Clean Air Act.

Émissions moyennes de biodiesel par rapport au diesel conventionnel
Composant d'émission B100 B20
Total des hydrocarbures non brûlés -67% -20%
Monoxyde de carbone -48% -12%
Affaire particulière -47% -12%
NOx +dix% +2%
Les sulfates -100% -20%
PAH -80% -13%
Source: Office national du biodiesel


En outre, le B100 peut réduire les émissions de CO2 de 78% et les propriétés cancérigènes du carburant diesel de 94% (National Biodiesel Board, U.S. DOE Office of Transportation Technologies).

Une autre caractéristique du biodiesel est qu'il est biodégradable, ce qui signifie qu'il peut se décomposer à la suite d'agents naturels tels que des bactéries. Selon l'EPA, le biodiesel se dégrade à un rythme quatre fois plus rapide que le carburant diesel conventionnel. De cette façon, en cas de déversement, le nettoyage serait plus facile et les conséquences ne seraient pas aussi effrayantes. Cela serait également vrai pour les mélanges de biodiesel.

Le biodiesel pourrait également réduire la dépendance des États-Unis à l'égard du pétrole importé et accroître notre sécurité énergétique. La plupart du biodiesel aux États-Unis est fabriqué à partir de l'huile de soja, qui est une culture nationale importante. Avec l'augmentation de la demande de pétrole aux États-Unis et la diminution de l'offre mondiale, un carburant renouvelable tel que le biodiesel, s'il est correctement mis en œuvre, pourrait alléger certaines des demandes énergétiques américaines..

Le biodiesel contribue également au pouvoir lubrifiant d'un moteur ou à sa facilité de mouvement. Le biodiesel agit comme un solvant, ce qui aide à détacher les dépôts et autres saletés à l'intérieur d'un moteur qui pourraient potentiellement provoquer des obstructions. Étant donné que le biodiesel pur ne laisse aucun dépôt, il en résulte durée de vie accrue du moteur. On estime qu'un mélange de biodiesel de seulement 1 pour cent pourrait augmenter le pouvoir lubrifiant du carburant jusqu'à 65 pour cent (U.S. DOE Office of Transportation Technology).

Le biodiesel est également plus sûr. C'est non toxique (environ 10 fois moins toxique que le sel de table) et a un point d'éclair plus élevé que le diesel conventionnel. Parce qu'il brûle à une température plus élevée, il est moins susceptible de brûler accidentellement. Cela rend les réglementations de mouvement et de stockage plus faciles à adapter. Ensuite, nous examinerons les inconvénients et l'avenir du biodiesel.


Photo courtoisie Paul Roessler
Microalgues, organismes à partir desquels un carburant de type diesel peut être dérivé: Cultivées dans les déserts du sud-ouest américain, les microalgues développées par NREL peuvent un jour produire de grandes quantités de lipides pour la conversion en carburant biodiesel.

Bien sûr, rien n'est sans pénalité et le biodiesel a ses inconvénients. Certains ont à voir avec le carburant lui-même, et beaucoup ont à voir avec la situation dans son ensemble.

L'un des problèmes avec le carburant lui-même est le augmentation des NOx dans les émissions de biodiesel. Souvent, dans la fabrication de carburant diesel, lorsque vous diminuez la quantité de particules dans les émissions, il y a une augmentation correspondante des oxydes d'azote, qui contribuent à la formation du smog. Bien que certains de ces problèmes puissent être résolus en ajustant le moteur lui-même, ce n'est pas toujours possible. Des technologies sont recherchées pour réduire les quantités de NOx dans les émissions de biodiesel.

Un autre problème est le comportement du biodiesel en tant que solvant. Bien que cette propriété soit utile, c'est une sorte d'épée à double tranchant. Certains véhicules diesel plus anciens (comme les voitures fabriquées avant 1992) peuvent être obstrués par des concentrations plus élevées de biodiesel. En raison de sa capacité à déloger les dépôts accumulés dans le moteur (qui peuvent être là du vieux carburant diesel), le biodiesel peut provoquer le blocage du filtre à carburant avec les dépôts nouvellement libérés. Les fabricants de biodiesel suggèrent de changer la pompe à carburant peu de temps après le passage à des mélanges de biodiesel à haute concentration. Les composants de ces anciens systèmes d'alimentation en carburant peuvent également se dégrader. En plus des dépôts dans le système d'alimentation en carburant, le biodiesel décompose également les composants en caoutchouc. Certaines pièces des systèmes plus anciens, comme les conduites de carburant et les joints de pompe à carburant, peuvent se détériorer en raison de leur composition en caoutchouc ou en caoutchouc. Ceci est généralement résolu en remplaçant ces composants. Bien que de nombreux fabricants aient inclus le biodiesel dans leurs garanties, des problèmes potentiels pourraient encore exister. Pour plus d'informations sur le biodiesel et les garanties des véhicules, consultez la norme sur le biodiesel.

De plus, dans certains moteurs, il peut y avoir de légères diminution de la consommation de carburant et de la puissance. En moyenne, il y a une réduction de puissance d'environ 10%. En d'autres termes, il faut environ 1,1 gallon de biodiesel pour égaler 1 gallon de diesel standard.

Les principaux inconvénients du biodiesel sont liés à la situation dans son ensemble, à savoir le marché et la logistique associée. Parmi ceux-ci, le plus important est Coût. Selon l'EPA, le biodiesel pur (B100) peut coûter entre 1,95 $ et 3,00 $ le gallon, tandis que les mélanges B20 en moyenne environ 30 à 40 cents de plus par gallon que le diesel standard. Tout dépend de variables telles que la matière première utilisée et les conditions du marché.

L'autre question, peut-être plus importante, est celle de quantité et disponibilité. Bien que le biodiesel ne soit pas nécessairement produit dans les 50 États, il peut être mis à disposition dans chacun d'entre eux. Il existe trois façons principales d'obtenir du biodiesel, chaque méthode étant mieux adaptée à certains types de clients. Le biodiesel peut être acheté directement auprès du fournisseur, d'un distributeur de pétrole ou de pompes publiques. Il y a actuellement 19 membres du NBB qui produisent et commercialisent du biodiesel aux États-Unis. Pour savoir comment obtenir du biodiesel, contactez le National Biodiesel Board. En outre, le centre de données sur les carburants alternatifs dispose d'une fonction de recherche qui vous permet de localiser les stations de ravitaillement par ville ou état.

Pour plus d'informations sur la localisation des stations de biodiesel en dehors des États-Unis, contactez votre agence locale des biocarburants..

Alors, combien gagnons-nous? Étant donné le nombre de producteurs (c.-à-d. Fédéraux, privés, industriels) et de sources de cultures différents, il est difficile de joindre un chiffre net. À l'heure actuelle, les États-Unis produisent environ 75 millions de gallons de biodiesel par an (National Biodiesel Board). Cette production est flexible et peut être augmentée ou diminuée selon les besoins.

Qu'il retienne ou non la vedette occupée par des technologies plus flashy, le biodiesel sera certainement un travail en constante évolution.

Actuellement, le plus grand marché du biodiesel est celui des véhicules de flotte. Selon le National Biodiesel Board, plus de 100 flottes de ce type utilisent du biodiesel aux États-Unis. Il s'agit notamment d'organisations fédérales et publiques telles que le service postal américain, l'US Air Force, l'armée américaine, la NASA, le département américain de l'énergie, Duke Energy et Florida Power & Light. De nombreux services de transport en commun se tournent également vers le biodiesel pour compléter l'utilisation du pétrole. Les bus urbains tels que le métro de Cincinnati utilisent également du biodiesel. Les futurs objectifs potentiels comprennent des domaines tels que les applications marines et agricoles et le chauffage domestique.

À mesure que la sensibilisation du public grandit, le biodiesel et les biocarburants en général pourraient facilement trouver leur place dans les conversations du dîner. Le soutien politique est également en augmentation et, à la suite d'une législation telle que l'amendement EPACT de 1998, les sources de carburant alternatives seront une nécessité dans un avenir pas si lointain..

Pour plus d'informations sur le biodiesel, les biocarburants et des sujets connexes, consultez les liens sur la page suivante.

Articles Liés

  • Quiz Corner: Quiz sur le biodiesel
  • Comment fonctionnent les moteurs de voiture
  • Comment fonctionnent les moteurs diesel
  • Comment fonctionnent les convertisseurs catalytiques
  • Comment fonctionnent les moteurs diesel à deux temps
  • Comment fonctionne le raffinage du pétrole
  • Comment fonctionnent les voitures électriques
  • Comment fonctionne l'économie de l'hydrogène
  • Comment fonctionne l'essence
  • Comment fonctionnent les voitures hybrides
  • Comment fonctionne le biodiesel d'algues

Plus de liens intéressants

  • Le National Biodiesel Board
  • Département américain de l'énergie (DOE)
  • Efficacité énergétique et énergie renouvelable du DOE
  • Centre de données DOE sur les carburants alternatifs
  • Administration des informations énergétiques du DOE
  • Planète verte
  • TreeHugger.com



drugstore online ([email protected])
28.03.24 11:29
Nice post. I learn something totally new and challenging on sites I stumbleupon everyday. It's always interesting to read through articles from other authors and use something from other web sites.
24 hour pharmacy ([email protected])
27.03.24 22:26
If you want to increase your experience simply keep visiting this web page and be updated with the most recent news posted here.
buy stromectol ([email protected])
27.03.24 20:12
I wanted to thank you for this wonderful read!! I absolutely loved every bit of it. I've got you book marked to check out new things you post…
stromectol pills ([email protected])
27.03.24 13:43
When I initially commented I clicked the "Notify me when new comments are added" checkbox and now each time a comment is added I get several emails with the same comment. Is there any way you can remove people from that service? Thanks a lot!
pharmacy discount ([email protected])
27.03.24 10:47
certainly like your web-site however you need to test the spelling on several of your posts. Several of them are rife with spelling problems and I find it very troublesome to tell the truth then again I will definitely come again again.
Les articles les plus intéressants sur les secrets et les découvertes. Beaucoup utiles sur tout
Articles sur la science, la technologie, la santé, la culture. Expliquer des milliers de sujets pour savoir comment tout fonctionne