Semakin banyak orang bertanya “apa itu biodiesel”. Anda mendengarnya saat makan malam. Anda melihatnya dalam politik. Itu ada dimana-mana. Minyak mengendalikan terlalu banyak kehidupan kita. Ketika harga melonjak, minat terhadap alternatif meledak. Semua orang ingin berhenti menggunakan bahan bakar fosil. Mobil listrik mendapatkan kejayaan. Sel bahan bakar hidrogen mendapatkan sensasinya. Namun biofuel masih digunakan.
Bahan bakar ini tidak berasal dari dalam tanah. Mereka berasal dari biologi. Limbah minyak sayur. Kedelai. Lemak hewani. Bahan-bahannya bervariasi. Prosesnya bersifat kimia. Hasilnya adalah luka bakar yang lebih bersih.
Kita perlu menghilangkan pemasarannya. Mari kita lihat sainsnya. Bagaimana cara kerja benda ini di dalam tangki?
Biodiesel adalah bahan bakar alternatif yang terbarukan dan tidak beracun dibandingkan bahan bakar diesel, yang dihasilkan melalui reaksi kimia dengan minyak nabati atau lemak hewani.
Biodiesel bukanlah keajaiban. Itu kimia. Diesel standar berasal dari minyak mentah. Biodiesel berasal dari sumber daya terbarukan. Tumbuhan dan hewan mengisi kembali sumber-sumber ini. Siklus pertanian. Daur ulang aliran sungai. Itu melingkar.
Bahan bakarnya sendiri aman. Itu tidak beracun. Itu tidak meracuni tanah seperti tumpahan minyak bumi. Namun keselamatan bukanlah satu-satunya manfaat. Kinerja itu penting.
Mesin diesel modern menangani biodiesel dengan baik. Anda tidak perlu merobohkan motor Anda untuk menggunakannya. Modifikasi minimal. Seringkali, tidak diperlukan sama sekali.
Campuran adalah hal yang biasa. Biodiesel murni ada. Namanya B100. Tapi kebanyakan orang menggunakan campuran. Sistem menggunakan “B” diikuti dengan angka. Angka tersebut merupakan persentase biofuel.
B20 adalah standarnya. Itu berarti 20% biodiesel dan 80% solar. Ini tersedia secara luas. Ini berfungsi di sebagian besar truk. Itu tidak memerlukan nozel baru.
B100 adalah barang murni. Itu ampuh. Itu bersih. Tapi ini kurang umum. Penyimpanan menjadi rumit. Masalah cuaca dingin pun muncul. Namun, bagi para peminatnya, ini adalah sumber utama biofuel.
Mengapa berhenti di 20%? Mengapa tidak melakukan semuanya?
Jawabannya terletak pada infrastruktur. Campuran menjembatani kesenjangan tersebut. Mereka membiarkan kita menggunakan bahan bakar yang lebih ramah lingkungan tanpa merombak rantai pasokan. Mereka membiarkan mesin bekerja dengan lancar sementara kami memikirkan sisanya.
Biodiesel bukan hanya sekedar minat khusus. Ini adalah langkah praktis. Sebuah cara untuk mengurangi ketergantungan pada pasar minyak yang bergejolak. Sebuah cara untuk membakar sesuatu yang benar-benar tumbuh.
Tapi apakah itu lebih baik? Atau hanya berbeda?
Kami akan menggali spesifikasinya selanjutnya. Angka-angka tersebut tidak berbohong.
Biodiesel bukan sekedar istilah umum. Ada definisi keras dan teknis yang diakui oleh ASTM International. Ini adalah organisasi yang sama yang sebelumnya dikenal sebagai American Society for Testing and Materials. Mereka menetapkan standar industri. Dewan Biodiesel Nasional (NBB) mengutip definisi ini dengan jelas.
Biodiesel adalah bahan bakar yang terdiri dari mono-alkil ester asam lemak rantai panjang. Ini berasal dari minyak nabati atau lemak hewani. Ini ditunjuk B100. Itu harus memenuhi persyaratan ASTM D 6751.
Kedengarannya kasar. Itu adalah jargon teknis. Tapi ini lebih familiar dari yang Anda kira. Anda menemukan asam lemak ini setiap hari. Kami melihatnya di bagian selanjutnya.
Lemak dan Biodiesel
Daya tarik biodiesel terletak pada fleksibilitas sumbernya. Meskipun lemak hewani bermanfaat, minyak nabati mendominasi bahan baku. Anda mungkin memiliki beberapa di antaranya di dapur Anda saat ini. Minyak kedelai, lobak, kanola, kelapa sawit, biji kapas, bunga matahari, dan kacang tanah merupakan kandidat yang layak untuk dikonversi. Bahkan minyak goreng daur ulang dari pengunjung lokal dapat digunakan kembali.
Faktor pemersatu dari semua sumber ini adalah lemak. Secara khusus, produk ini mengandung triasilgliserol (juga dikenal sebagai trigliserida). Molekul-molekul ini terdiri dari atom karbon, hidrogen, dan oksigen yang tersusun dalam pola struktur tertentu. Mereka tidak terbatas pada minyak goreng. Mentega dan lemak babi juga mengandungnya. Jika Anda pernah memeriksa panel lipid di ruang praktik dokter, Anda pasti pernah melihat kadar trigliserida pada laporan laboratorium.
Untuk memvisualisasikan struktur molekul, bayangkan huruf kapital “E.” Tulang belakang vertikal E adalah molekul gliserol. Gliserol adalah bahan standar dalam sabun, kosmetik, dan obat-obatan. Pada tulang punggung ini terpasang tiga batang horizontal. Ini adalah asam lemak, rantai panjang atom karbon dan hidrogen.
Namun minyak sayur mentah tidak langsung dimasukkan ke dalam tangki. Meskipun mesin diesel awal secara teknis dapat dijalankan dengan bahan bakar minyak mentah, namun hasilnya berantakan. Lemak yang tidak dimurnikan menyebabkan sakit kepala operasional. Minyak harus mengalami modifikasi kimia sebelum menjadi bahan bakar yang layak. Sebagian besar fasilitas industri menggunakan proses yang disebut transesterifikasi.
Inilah cara kerja produksi biodiesel. Minyak dimurnikan terlebih dahulu. Kemudian direaksikan dengan alkohol, biasanya metanol atau etanol. Katalis, seperti kalium hidroksida atau natrium hidroksida, mempercepat reaksi. Pertukaran kimia ini memecah triasilgliserol. Ini terpisah menjadi ester dan gliserol. Ester itulah yang kita sebut biodiesel. Gliserol adalah produk sampingan.
Asal Usul Penggunaan Biofuel
Idenya bukanlah hal baru. Rudolf Diesel, nama mesinnya, awalnya membayangkan minyak nabati sebagai sumber bahan bakar utama. Sebagian besar pekerjaan pengembangan awalnya berfokus pada biofuel. Pada Pameran Dunia 1900 di Paris, Diesel mendemonstrasikan mesinnya yang menggunakan minyak kacang. Henry Ford juga mengantisipasi bahwa Model T-nya akan menggunakan etanol yang berasal dari jagung.
Minyak akhirnya menang. Hal ini menawarkan rantai pasokan yang lebih baik, harga yang lebih rendah, dan efisiensi yang lebih tinggi. Namun demikian, penggunaan minyak nabati masih terbatas pada tahun 1930an dan 1940an.
Tahun 1970-an dan 1980-an membawa konsep ini kembali ke permukaan di Amerika Serikat. Undang-Undang Udara Bersih tahun 1970 memberi wewenang kepada EPA untuk memperketat standar emisi. Regulator menargetkan sulfur dioksida, karbon monoksida, ozon, dan nitrogen oksida. Lingkungan peraturan ini menuntut bahan bakar yang pembakarannya lebih bersih dan bahan tambahan bahan bakar baru.
Geopolitik memainkan peran yang sangat besar. Embargo minyak Arab pada tahun 1973-1974 dan Revolusi Iran pada tahun 1978-1979 mengganggu pasokan. Produksi dalam negeri tidak dapat mengimbanginya. Impor minyak mentah AS turun 30% selama embargo. Harga melonjak. Harga minyak mentah dunia melonjak dari sekitar $14 per barel pada awal tahun 1979 menjadi lebih dari $35 pada bulan Januari 1981. Harga tidak stabil sampai tahun 1983, berkisar antara $28 dan $29 per barel.
Para peneliti mulai mencari alternatif. Pada bulan Agustus 1982, Konferensi Internasional pertama tentang Minyak Tumbuhan dan Nabati diadakan di Fargo, Dakota Utara. Topiknya berkisar dari biaya bahan bakar hingga metode ekstraksi.
Perundang-undangan terus mengalami pergeseran. Amandemen Undang-Undang Udara Bersih tahun 1990 memperkenalkan aturan emisi kendaraan yang lebih ketat. Bensin membutuhkan kandungan oksigen yang lebih tinggi untuk mengurangi karbon monoksida. Bahan bakar diesel membutuhkan kadar sulfur yang lebih rendah.
Undang-Undang Kebijakan Energi (EPACT) tahun 1992 bertujuan untuk meningkatkan penggunaan bahan bakar alternatif di armada pemerintah. Hal ini bertujuan untuk mengurangi ketergantungan pada minyak asing. Amandemen EPACT tahun 1998 mengklarifikasi bahwa kendaraan diesel pemerintah yang ada saat ini dapat menggunakan biodiesel. Ini dianggap sebagai alternatif yang dapat diterima dibandingkan membeli kendaraan berbahan bakar alternatif khusus.
Dengan pengetatan peraturan dan harga minyak yang berfluktuasi, alternatif minyak bumi mendapatkan daya tarik. Namun biodiesel bukanlah pengganti yang sempurna untuk bensin atau solar standar. Kami akan memeriksa pro dan kontra selanjutnya.
Mengapa Biodiesel Menjernihkan Udara
Permasalahan lingkungan hidup dalam biodiesel bukan sekedar kata kunci. Itu bisa diukur. Biodiesel membakar lebih bersih dibandingkan petrodiesel standar. Ini rusak lebih cepat. Ini terbarukan. Ini bukanlah perubahan kecil. Itu adalah keunggulan struktural yang penting ketika Anda melihat sifat kimia knalpot.
Undang-undang emisi mendorong minat ini. Anggota parlemen peduli dengan senyawa belerang. Mereka menyebabkan hujan asam. Karbon monoksida membunuh. Karbon dioksida memerangkap panas. Ada juga bahaya yang kurang terlihat: hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH). Senyawa berbentuk cincin ini berhubungan dengan kanker. Materi partikulat melukai paru-paru. Hidrokarbon yang tidak terbakar menimbulkan kabut asap.
Biodiesel dapat mengatasi permasalahan ini.
Ini adalah satu-satunya biofuel yang lulus uji emisi Clean Air Act. B100 murni mengurangi emisi karbon dioksida sebesar 78 persen. Ini menurunkan sifat karsinogenik bahan bakar diesel sebesar 94 persen. Data tersebut berasal dari Dewan Biodiesel Nasional dan Kantor Teknologi Transportasi DOE AS. Angka seperti itu tidak muncul secara kebetulan. Mereka adalah hasil dari struktur kimia tertentu dalam metil ester asam lemak.
Pembersihan Lebih Mudah (Dan Lebih Aman)
Tumpahan terjadi.
Ketika solar tumpah, ia tetap tinggal. Itu bertahan di tanah dan air. Biodiesel terdegradasi empat kali lebih cepat dibandingkan solar konvensional. EPA menegaskan hal ini. Agen alami seperti bakteri memakannya dengan cepat. Jika Anda menjatuhkan tangki biodiesel, pembersihan dapat dilakukan. Kerusakan ekologis dapat diatasi. Hal ini juga berlaku untuk campuran.
Ada juga faktor keamanan. Biodiesel tidak beracun. Ini kira-kira 10 kali lebih sedikit racun dibandingkan garam meja. Titik nyalanya lebih tinggi. Dibutuhkan lebih banyak panas untuk menyala. Hal ini membuat penyimpanan lebih aman. Peraturan transportasi tidak terlalu membatasi. Anda tidak memerlukan protokol bahan berbahaya yang sama untuk truk yang mengangkut B20 seperti yang Anda lakukan pada bahan bakar diesel murni.
Mesin Anda Akan Terima Kasih
Mekanik tahu bahwa bahan bakar bertindak sebagai pelumas. Strip diesel minyak bumi rendah sulfur yang melumasi sistem. Hal ini membuat kontak logam-ke-logam rentan. Biodiesel memperbaikinya.
Ini bertindak sebagai pelarut. Ini menghilangkan endapan karbon dan kotoran dari bagian dalam mesin. Deposit tersebut dapat menyebabkan penyumbatan. Biodiesel menghilangkannya. Karena tidak meninggalkan residu, mesin menjadi lebih bersih seiring berjalannya waktu. Keausan jangka panjang berkurang.
Anda tidak memerlukan 100% biodiesel untuk merasakan hal ini. Campuran hanya 1% meningkatkan pelumasan bahan bakar hingga 65%. Kantor Teknologi Transportasi DOE AS mendukung angka ini. Lebih sedikit gesekan berarti lebih sedikit panas. Lebih sedikit panas berarti umur komponen lebih lama. Pompa injektor bertahan lebih lama. Segelnya tetap lentur.
Mengurangi Ketergantungan Impor
Ketahanan energi merupakan prioritas nasional. AS mengimpor minyak bumi dalam jumlah besar. Pasokan global semakin ketat. Harga berfluktuasi karena ketidakstabilan geopolitik. Biodiesel menawarkan alternatif.
Kebanyakan biodiesel AS berasal dari minyak kedelai. Kedelai adalah tanaman domestik utama. Itu ditanam di Midwest, di negara bagian seperti Illinois, Iowa, dan Ohio. Jika Anda memproduksi bahan bakar secara lokal, Anda mengurangi ketergantungan pada minyak asing. Anda menyimpan modal dalam perekonomian domestik. Hal ini tidak menyelesaikan semua masalah energi. Tapi itu mengurangi permintaan. Hal ini memberikan penyangga terhadap guncangan pasokan.
Ini bukan tentang mengganti seluruh solar besok. Ini tentang menambahkan lapisan ketahanan pada infrastruktur yang ada. Anda dapat menggunakannya di hampir semua mesin diesel dengan sedikit atau tanpa modifikasi. Perangkat keras tidak perlu diubah. Bahan bakarnya berubah.
Manfaatnya jelas. Udara lebih bersih. Penanganan yang lebih aman. Pelumasan mesin yang lebih baik. Produksi dalam negeri. Namun, ada kendala. Performa cuaca dingin. Kompatibilitas material dengan segel lama. Logistik rantai pasokan.
Kontra dan Masa Depan
Biodiesel bukanlah obat ajaib. Ia memiliki gigi.
Anda pasti mendapatkan partikel yang lebih bersih. Namun trade-off ini terjadi dengan cara yang tidak terduga. Beberapa masalah ada di dalam bahan kimia bahan bakar. Yang lainnya berasal dari realitas rantai pasokan yang berantakan.
Masalah NOx
Inilah sakit kepala pertama: nitrogen oksida.
Ketika produsen diesel membersihkan partikel-partikelnya, kadar NOx sering kali meningkat. Emisi ini memicu kabut asap. Biodiesel tidak terkecuali.
Beberapa di antaranya dapat dikelola melalui penyetelan mesin. Namun penyetelan tidak selalu dapat dilakukan oleh setiap pengemudi. Para peneliti sedang mencari teknologi untuk membatasi lonjakan NOx ini. Ini adalah pertempuran yang sedang berlangsung.
Perangkap Pelarut
Biodiesel bertindak sebagai pelarut. Ini bagus untuk membersihkan tangki. Ini buruk untuk filter lama.
Jika Anda mengendarai diesel sebelum tahun 1992, berhati-hatilah.
Bahan bakarnya menghilangkan kotoran selama puluhan tahun di saluran Anda. Lumpur itu kemudian mengalir ke hilir. Ini menyumbat filter bahan bakar Anda.
Pabrikan memperingatkan Anda untuk segera mengganti pompa bahan bakar saat beralih ke campuran konsentrasi tinggi. Sistem lama tidak dibuat untuk tingkat kekuatan pembersihan seperti ini.
Yang lebih buruk lagi, biodiesel merusak karet.
Saluran bahan bakar lama? Mereka membusuk. Segel? Mereka larut. Anda harus mengganti komponen karet tersebut atau akan mengalami kebocoran. Saat ini banyak produsen yang menyertakan biodiesel dalam jaminannya. Itu tidak berarti bagian-bagiannya akan bertahan.
Kekuatan dan Efisiensi Tercapai
Jangan mengharapkan semangat yang sama dari pedal Anda.
Ada sedikit penurunan dalam penghematan bahan bakar. Kekuasaan juga terkena dampaknya. Rata-rata, Anda kehilangan sekitar 10 persen dari output Anda.
Perhitungannya sederhana. Dibutuhkan sekitar 1,1 galon biodiesel untuk menyamai energi satu galon solar standar. Anda membakar lebih banyak untuk menempuh jarak yang sama.
Hambatan Biaya
Gambaran yang lebih besar adalah biodiesel menghasilkan uang.
Biaya adalah hambatan utama. Menurut EPA, B100 murni berharga antara $1,95 dan $3,00 per galon. Campuran B20 harganya sekitar 30 hingga 40 sen di atas harga solar standar.
Volatilitas bahan baku dan pasar mendorong angka-angka ini. Satu minggu itu murah. Berikutnya adalah barang mewah.
Ketersediaan: Peta Tambal Sulam
Anda tidak akan menemukan biodiesel di setiap stasiun di 50 negara bagian. Tapi Anda bisa mendapatkannya di mana saja.
Ada tiga saluran utama:
– Langsung dari pemasok
– Melalui distributor minyak bumi
– Di pompa umum
Saat ini, 19 produsen anggota NBB memasarkan biodiesel di seluruh Amerika. Jika Anda berada di luar AS, periksa agen biofuel setempat untuk mengetahui peta stasiunnya.
Skala Produksi
Berapa banyak sebenarnya yang dihasilkan?
Dengan banyaknya produsen—baik pemerintah federal, swasta, industri—sulit untuk menentukan satu angka yang tepat. Saat ini, AS memproduksi sekitar 75 juta galon per tahun.
Produksinya fleksibel. Skalanya bisa naik atau turun berdasarkan permintaan.
Siapa Sebenarnya yang Menggunakannya?
Kendaraan armada mendominasi pasar. Aliansi Bahan Bakar Bersih melaporkan lebih dari 100 armada menggunakan biodiesel.
Lihatlah daftarnya:
– Layanan Pos AS
– Angkatan Udara AS
– Angkatan Darat AS
-NASA
– Departemen Energi AS
– Adipati Energi
– Kekuatan & Cahaya Florida
– Bus kota Metro Cincinnati
Angkutan umum juga mulai digunakan. Target masa depan mencakup mesin kelautan, peralatan pertanian, dan sistem pemanas rumah.
Tarikan Politik
Kesadaran semakin meningkat. Biofuel beralih dari teknologi khusus ke pembicaraan di meja makan.
Dukungan politik semakin ketat di sekitar mereka. Amandemen EPACT tahun 1998 menjadi preseden. Bahan bakar alternatif akan segera menjadi kebutuhan, bukan pilihan.
Ini adalah pekerjaan yang terus-menerus dilakukan. Baik yang mendapat perhatian dari kendaraan listrik atau tidak, infrastrukturnya perlahan-lahan semakin mengeras. Mesinnya menyala. Filternya tersumbat. Biayanya berfluktuasi. Namun momentumnya ada.
