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生質柴油是一種色澤呈現琥珀色(Amber-yellow)之液體,其特性與石化柴油相近(表2-1),是一種潔淨之替代燃料,亦可作為添加劑,以提高超低硫石化柴油(Ultra-low sulfur petrodiesel)之潤滑性。
生質柴油不含石化成分,除了可以單獨使用外,也可以一定比例混入石化柴油使用於既有或少許修改之柴油引擎。混合後之柴油係以BXX表示,其中之XX代表混合柴油中生質柴油之體積比率(volume percentage),例如B100表示純生質柴油,B20則表示混合柴油中有20%之生質柴油、80% 之石化柴油。
相對於石化燃料,生質柴油是一種使用方便、無毒、生物可分解性之燃料,具有下列優缺點:
- 燃燒後所產生氣體污染物除了氮氧化物(NOx,Nitrogen oxides)稍微增加外,其他如微粒子(Particulates)、一氧化碳(Carbon monoxide)、碳氫化合物(Hydrocarbons)及有毒氣體都減少許多。(表2-2)
- 芳香族烴碳氫化合物(Aromatic hydrocarbons)含量低,相對於石化燃料Benzofluoranthene減少56% ,Benzopyrenes減少71%。
- 生質柴油所含16烷數(Cetane Number)較高,可達50以上(#2石化柴油為42),含有氧量11%,可促進燃燒點火效果。
- 閃火點(Flash point)較高,為118℃(石化柴油52℃),以致著火安全性佳。
- 生質柴油之熱量為128,000BTU/gal,較石化柴油之130,500 BTU/gal低,但其燃料消耗量與石化柴油略同。其運轉效率亦與石化柴油類同而無不及。
- 在一個淨生命週期下(Net lifecycle)生質柴油的一氧化碳(CO)與二氧化碳(CO2)排放量分別比石油燃料少50%與78%。(Sheehan et al., 1998)
- 生質柴油是唯一成功完成美國環境保護署(U.S. Enviromental Protection Agency)Clean Air Act(EPA ,1990)健康效應測試要求(Tier I and Tier II)之替代燃料或燃料添加劑。
表2-1 生質柴油與石化柴油標準之比較(Lotero et al.,2005)
比較項目 |
石化柴油 |
生質柴油 |
Standard |
ASTM F975 |
ASTM D6751 |
Composition |
HC(C10~C21) |
FAME(C12~C22) |
Kinematic viscosity(mm2/s), 40°C |
1.9~4.1 |
1.9~6.0 |
Specific gravity (g/mL) |
0.85 |
0.88 |
Flash point (°C) |
60-80 |
100-170 |
Cloud point (°C) |
-15 to 5 |
-3 to 12 |
Pour point (°C) |
-35 to -15 |
-15 to 16 |
Water (vol %) |
0.05 |
0.05 |
Carbon (wt %) |
87 |
77 |
Hydrogen (wt %) |
13 |
12 |
Oxygen (wt %) |
0 |
11 |
Sulfur (wt %) |
0.05 |
0.05 |
Cetane number |
40-55 |
48-60 |
High Frequency Reciprocating Rig(μm) |
685 |
314 |
Ball-on-cylinder lubricity evaluatorscuff(g) |
3600 |
>7000 |
表2-2 生質柴油(B100、B20)排放量與石化柴油之比較(Lotero et al.,2005)
Emission |
B100 |
B20 |
Carbon monoxide |
-48 |
-12 |
Total unburned hydrocarbons |
-67 |
-20 |
Particulate matter |
-47 |
-12 |
Nitrogen oxides |
+10 |
+2 |
Sulfates |
-100 |
-20 |
Air toxics |
-60 to -90 |
-12 to -20 |
Mutagenicity |
-80 to -90 |
-20.0 |
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