Según investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), se han identificado las barreras que actualmente impiden el uso de mayores porcentajes de combustible diésel a base de biomasa mezclado con diésel de petróleo, junto con estrategias para superarlas.

Los bioderivadosdieselEl combustible que se utiliza hoy en día se mezcla con diésel de petróleo en un porcentaje relativamente bajo, normalmente del 5% al ​​20%.Un equipo del NREL investigó el rendimiento de mezclas mucho más altas de biodiésel tanto en diésel renovable como en diésel de petróleo.Examinaron específicamente mezclas de 20%, 40%, 60% y 80%.

Un cambio hacia el uso de porcentajes más altos de combustibles diésel basados ​​en biomasa reduciría la cantidad de gases de efecto invernadero emitidos por el sector del transporte.El biodiesel es un oxigenado elaborado a partir de grasas, aceites y grasas.El diésel renovable se fabrica a partir de las mismas materias primas, pero se procesa para convertirlo en un hidrocarburo químicamente similar al diésel de petróleo.

"Es sorprendente para mí, pero hay miles de artículos publicados cada año sobre el biodiesel, y casi nadie analiza mezclas superiores al 20%", dijo el investigador principal del NREL, Robert McCormick, autor correspondiente de la investigación recientemente publicada.papeltitulado "Propiedades que potencialmente limitan las mezclas de alto nivel de combustible diésel a base de biomasa", que se publica en la revistaEnergía y combustibles."Esta investigación aborda una importante laguna de datos con respecto a las mezclas de biodiésel, tanto porque analiza mezclas de alto nivel como porque analiza mezclas con diésel renovable y diésel de petróleo. Las mezclas de biodiésel con diésel renovable son 100% renovables".

El artículo fue coautor de los investigadores Gina Fioroni, Nimal Naser y Jon Luecke, todos también del NREL.

Los investigadores examinaron el biodiesel producido a partir de aceite de soja, que es la materia prima más común utilizada en los Estados Unidos para producir combustible.

Señalaron que falta una comprensión detallada de las propiedades del biodiesel mezclado en niveles superiores al 20%.

Camiones pesados ​​de larga distancia y equipos todoterreno, transporte marítimo yaviones comercialesSe espera que sigan requiriendo combustibles líquidos incluso a medida que aumenta la electrificación de vehículos más pequeños.Estos combustibles deberán producir bajas emisiones netas de gases de efecto invernadero, como el biodiésel y el diésel renovable, y ser compatibles con los motores existentes.Se prevé que el uso de biodiésel y diésel renovable reduzca las emisiones de gases de efecto invernadero relacionadas con el transporte del 40% al 86% en comparación con el diésel de petróleo, dependiendo de la materia prima utilizada.

McCormick dijo con un biodieselmezclaSi supera aproximadamente el 50%, "se empiezan a tener diferencias de propiedades con el petróleo que podrían ser problemáticas".Las diferencias, inferiores al 50%, no suponen un gran desafío.

Sin embargo, los desafíos que plantean las mezclas de biodiésel superiores al 50 % pueden mitigarse.Por ejemplo, los combustibles diésel deben reformularse en los meses de invierno para garantizar que el punto de turbidez (la temperatura donde comienza a formarse la cera) esté por debajo de la temperatura ambiente esperada.

La cera puede obstruir el filtro de combustible de tal manera que el motor no pueda funcionar.El punto de enturbiamiento del biodiesel puede ser tan bajo como 20°F, pero para la soja, el punto de enturbiamiento del biodiesel es de alrededor de 32°F, lo que hace que el uso de biodiesel 100% sea problemático en áreas con inviernos más fríos.

"Este problema se puede solucionar reduciendo el nivel de mezcla o mezclando el biodiesel en diferentes mezclas de hidrocarburos con un punto de enturbiamiento más bajo durante los meses de invierno, como se hace comúnmente hoy en día con el B20 [una mezcla de 20% de biodiesel y 80%petróleodiesel]", dijo McCormick. "Se podría utilizar una estrategia similar para mitigar el alto punto de ebullición del biodiesel, que está cerca del tope del rango de ebullición del diesel".

Se podría utilizar una mezcla de hidrocarburos con un punto de ebullición más bajo, como el queroseno, para mezclas de biodiesel superiores al 50%, aliviando los desafíos en el arranque en frío del motor, la acumulación de combustible en el lubricante del motor y la posible falla de los catalizadores de control de emisiones para "encender la luz".apagado" o alcanzar una temperatura lo suficientemente alta.

La investigación también examinó otras propiedades del combustible como la densidad, la estabilidad a la oxidación ycontenido de aguapara determinar si estos podrían limitar la mezcla de biodiesel.La estabilidad a la oxidación, por ejemplo, puede reducirse a medida que se mezcla más biodiesel, pero el problema puede superarse utilizando niveles más altos de aditivos antioxidantes.

Se necesita una investigación futura significativa para abordar los desafíos del alto nivel.biodiéselmezclas, particularmente sobre cómo impactan los sistemas de control de emisiones de los motores diesel.El artículo del NREL sirve como hoja de ruta de investigación para abordar estos desafíos.