Technika: étolajból biodízelt

Nehéz olyan időszakot felidézni, amikor mindenki azon ujjongott volna, milyen olcsó az üzemanyag. Visszatekintve lehet sóhajtozni, hogy régen olcsóbb volt, de akkor éppen az volt a drága. Emiatt az idők folyamán számtalan ötlet merült fel a spórolásra. A benzineseknél ilyen volt egy időben a mosóbenzin, a dízeleknél pedig a fűtőolaj, majd a használt étolaj tankba töltése. Valószínűleg sokan emlékeznek még a maguk után lángos-, vagy rántott hús illatfelhőt húzó dízelekre.

A használt étolaj újrahasznosítása alapvetően értelmes és előremutató gondolat. Természetesen nem közvetlenül és egy az egyben az üzemanyagtartályba öntve, ami úgy mellékesen még jövedéki adócsalásnak is számít. A természetbe jutva rendkívül környezetszennyező, többnyire csak jelentős káros-anyag kibocsátás árán megsemmisíthető hulladékot használható üzemanyaggá alakítani ellenben olyan lépés, amivel mindenki csak nyerhet. A folyamat során nyert biodízel üzemanyag a számítások szerint 80-90 százalékos szén-dioxid-kibocsátás csökkentéssel egyenértékű ahhoz képest, ha ugyanannyi dízel üzemanyagot kőolajból állítanak elő.

Elméleti szinten a művelet ráadásul nem is olyan bonyolult. Gyakorlatilag persze már nem annyira egyszerű, kezdve ott, hogy a használt étolajat be kell gyűjteni. Ezt nagyobb tételben éttermektől, sütödéktől Magyarországon is vállalkozások végzik különböző méretű teherautókkal, míg az otthoni sütögetésből visszamaradt, palackokba visszatöltött használt étolajat különböző gyűjtőpontokon (példáulitt, vagy itt), gyűjtőkonténerekbe lehet leadni, ahonnan később szintén elszállítják.

Első probléma a használt étolajjal, hogy a legritkább esetben tiszta. Elméletileg jó lenne, ha a eleve legalább a nagyobb szennyeződésektől megszabadított, átszűrt étolajat gyűjtenének be, erre azonban egyrészt nincs garancia, másrészt mindenképp szükség van egy alapos tisztításra. Ennek során nemcsak a koromszemcséket, a prézlimaradványokat és egyéb szennyeződéseket kell kiszűrni, de a vizet és az úgynevezett szabad zsírsavakat is kivonják belőle, amelyek akadályozzák a megfelelő átalakulásokat. (A szabad zsírsavak csak további kezelést követően alakíthatóak át.)

A következő nagy lépés a kémiai reakció, aminek következtében a használt sütőolaj teljesen átalakul. Az étolaj kémiai szinten alapvetően úgynevezett trigliceridekből áll, ami egy olyan vegyület, amelynél egy glicerin molekulához három zsírsav molekula kapcsolódik. Bár ezt egyes egészen régi, soros adagolós dízelek változatlan formában is képesek voltak megemészteni, ahhoz, hogy a kőolajból nyert gázolajhoz hozzákeverve a modern dízelek is elmenjenek vele, alapvetően módosítani kell.

Az ehhez szükséges folyamatot átészterezésnek nevezik, amelynek során a trigliceridek a gázolaj összetevőihez hasonló tulajdonságú észterekké alakulnak át. Ahhoz, hogy ez megtörténjen, két további anyagra van szükség. Valamilyen alkoholra, és egy a folyamatot gyorsító (katalizátor) anyagra. Ezek egyike sem túl elvarázsolt összetevő. Alkoholként általában metil-alkoholt, más nevein metanolt, vagy faszeszt vetnek be. A korábban fa lepárlásával, manapság inkább földgázból előállított metil-alkohol önmagában is alkalmas egyébként jármű hajtására, ezzel mennek például a salakmotorok és az izzítógyertyás modellmotorok.

Katalizátorként valamilyen lúgot használnak leginkább, a leggyakrabban alkalmazott vegyület a nátrium-hidroxid. Ez, illetve vizes oldata nem ismeretlen sem az autó javítóiparban, de még a háztartásokban sem. Utóbbiaknál főként tisztításra vetik be, különösen alkalmas például koromszennyeződések eltávolítására. (Csak gumikesztyűben, mert erősen maró hatású!) Kétes hírnevet szerzett még a második világháború előtti időben, amikor a megejtett cselédlányok a nátrium-hidroxid vizes oldata, azaz nátronlúg, vagy marólúg fogyasztásával vetettek véget (szörnyű kínok között) az életüknek. Autós viszonylatban többek között a dízel részecskeszűrők átmosásához használnak nátrium-hidroxid oldatot.

Megint csak kicsit leegyszerűsítve az eljárást, a metil-alkoholt simára keverik a nátrium-hidroxiddal, majd az elegyet hozzáöntik a tisztított, víztelenített használt étolajhoz. Az alapos keverés ezúttal sem maradhat el, aminek következtében egy zavaros folyadék áll elő. A kémiai reakció során a trigliceridekből és a metil-alkoholból a dízelmotorokban bevethető metil-észterek és mellékanyagként az illatszer, illetve a vegyi iparban felhasználható glicerin keletkezik. A folyamat akár szobahőmérsékleten is végbemegy, csak nagyon sokáig tart, ezért melegítéssel szokták gyorsítani. Ennek hőmérséklete azonban csak akkor mehet 65 fok fölé, ha nyomás alá helyezik az edényt, ugyanis a metil-alkohol ezen a hőmérsékleten már felforr.

Ezután a keletkezett metil észtereket és a glicerint szét kell választani, ami – mivel a glicerin nehezebb a metil észtereknél – akár ülepítéssel is történhet. Ez azonban szintén időt igénylő folyamat, amit például centrifugálással lehet felgyorsítani. Az ezután nyert biodízel már majdnem közvetlenül alkalmas arra, hogy hagyományos gázolajhoz keverjék, csupán ismét tisztítani és vízteleníteni szükséges. Utóbbi azért nagyon fontos, mert a biodízel üzemanyagban könnyebben telepednek meg baktériumok és gombák, ami sokkal gyorsabban és könnyebben megtörténik víz jelenlétében. Az így előállított biodízel teljesen elveszti étolaj jellegét, ezzel együtt jellegzetes szagát is. Ugyanezzel az eljárással készíthető egyébként repülőgépek hajtására alkalmas környezetbarát üzemanyag (Sustainable Aircraft Fuel). Kísérleti jelleggel épp nemrég repült egy Airbus A380-as színtiszta bioüzemanyaggal.

Az eljárás nemcsak viszonylag egyszerű, de az alapanyagok szintjén olcsó is. A metil-alkohol kiskereskedelmi ára 400-500 forint literenként, a nátrium-hidroxid kilója 1500-2000 forintba kerül. No, persze nem mindegy, mennyi kell belőle! A közelítő képlet úgy szól, hogy 100 súlyegység (mondjuk kiló) használt étolajhoz (ami körülbelül 110 liter) 16-20 súlyegység (kiló) metil-alkoholra (ami körülbelül 20-25 liter) és 1 súlyegység (kiló) nátrium-hidroxidra van szükség, amiből körülbelül 100 súlyegység biodízel üzemanyag keletkezik. A nátrium-hidroxid veszélyességéről már esett szó, de a metil-alkohol sem különb. Már a gőze is mérgező, a fogyasztása pedig egyenesen halálos. Különösen veszélyessé az teszi, hogy illata és íze is kellemes, így ebben hasonló a rokonához, az etanol néven is futó etil-alkoholhoz. Az etil-alkohol azonban hígítva fogyasztható, hiszen különböző arányban ez minden szeszes ital összetevője. Kivéve, ha fogyasztásra alkalmatlanná teszik, amit denaturált szesz néven ismerünk, és például üvegtisztító folyadék készül belőle. Mérgező hatása miatt metil-alkohol csak méregengedéllyel vásárolható, a nátrium-hidroxid ellenben bárki számára korlátlanul hozzáférhető.

Modern dízelmotorokba nem tölthető tisztán biodízel üzemanyag, mert megtámadhatja a tömítéseket. Ezért kizárólag hagyományos gázolajjal keverve használják fel. (Itt egy táblázat a ritka kivételekről. A Keine Freigabe felirat azt jelenti, nem engedélyezett.) Az uniós szabvány 7 térfogatszázalék biodízel hozzákeverését írja elő, az így előállított üzemanyagot árulják B7 jelzéssel. A biodízel összetevő természetesen származhat az ugyanilyen eljárással előállított friss növényi olajból is, például repceolajból (RME, azaz repce-metil-észter néven), de könnyű belátni, hogy sokkal környezetbarátabb, ha használt étolajat használnak fel a biodízel üzemanyag gyártásához.

Biodízel pedig már Magyarországon is készül. A MOL és a Rossi Biofuel cégek által Komáromban felépített, évente 50 000 tonna biodízel előállítására képes üzem különlegessége, hogy egy továbbfejlesztett, a katalizátort is visszanyerni képes eljárással működik, amelynek nemcsak használt étolaj, de bármilyen használt zsiradékféle, akár állati eredetű is lehet az alapanyaga. Ennek is tulajdoníthatóan 85 százalékkal csökkenthető a szén-dioxid kibocsátás a hagyományos kőolaj alapú gázolajhoz képest.