Tekoča goriva so gorljive ali energijsko generirane molekule, ki jih lahko izkoristimo za ustvarjanje mehanske energije, ki posledično ustvari kinetično energijo. Večina tekočih goriv v razširjeni uporabi je pridobljena iz fosilnih goriv; kljub temu pa je večina tipov goriva, kot vodikovo gorivo (za uporabo v avtomobilski industriji), definiranih kot tekoča goriva. V tekočih gorivih so vnetljivi hlapi, ne tekočina.

Ta članek obravnava predvsem koncept tekočih goriv v povezavi s kopenskim transportom.

Nafta

Večina tekočih goriv, ki so danes v uporabi, je proizvedenih iz nafte. Najbolj pogost od teh je bencin. Nafta je oblikovana iz fosiliziranih ostankov mrtvih rastlin in živali, ki so izpostavljeni vročini in pritisku v zemeljski skorji.

Bencin

Bencin je narejen iz ogljikovodikovih molekul, ki tvorijo alifatsko spojino ti. verigo ogljikov s pritrjenimi vodikovimi atomi. Kljub temu, da bencin vsebuje veliko aromatičnih sestavin npr. (ogljikove verige, ki tvorijo prstane), ki povzročajo tveganja za zdravje po daljši izpostavljenosti gorivu, je še vedno najpogosteje uporabljeno.

Bencin pridobivamo z destilacijo surove nafte in sicer z ločevanjem v rafinerijah. Surova nafta je pridobljena iz zemlje v več procesih, najbolj pogost je proces črpanja s črpalko. Da pridobimo bencin, moramo najprej nafto izločiti iz surove nafte.

Bencin sam po sebi ni gorljiv, gorljivi so hlapi, ki jih ustvari. Ti hlapi začnejo goreti in povzročijo izhlapevanje preostale tekočine. Bencin je zelo vnetljiv in zelo lahko zagori, zaradi česar je vsako uhajanje bencina izjemno nevarno. Bencin, ki je naprodaj v večini držav ima neko oktansko vrednost. To je mera odpornosti bencina. Višja kot je oktanska vrednost, težje gorivo gori, kar omogoča višjo kompresijsko vrednost. Motorji, ki imajo višjo kompresijsko vrednost, pa proizvedejo več moči (npr. motorji dirkalnih vozil).

Dizel

Dizel je podoben bencinu v tem, da je kot bencin, mešanica alifatskih ogljikovodikov pridobljenih iz nafte. Cena dizla močno variira v primerjavi z bencinom, vendar v glavnem stane manj, saj je ekstrakcijski proces s katerim pridobimo dizel iz nafte enostavnejši, kot proces pridobivanja bencina. Veliko držav (še posebno evropske države in Kanada) ima tudi manjši davek na dizelska goriva. Po destilaciji je dizelska frakcija normalno procesirana; namen tega je zmanjšanje vrednosti žvepla v gorivu. Žveplo povzroča korozijo v in na vozilih, prav tako pa žveplo povzroča tudi kisli dež in višje emisije, saj ga najdemo predvsem v izpušnih plinih. V Evropi so po zakonu zahtevane nižje ravni žvepla kot npr. v ZDA. Kljub temu pa bo nedavna zakonodaja ZDA zmanjšala maksimalno vsebnost žvepla v dizlu s 3,000 ppm na 500 ppm do leta 2007 in kasneje na 15 ppm do leta 2010. Podobne spremembe so v teku tudi v Kanadi, Avstraliji, Novi Zelandiji in številnih Azijskih državah.

Dizelski motor je tip motorja z notranjim zgorevanjem. Do gorenja goriva pride tako, da motor stisne zrak, pri čemer pride do dviga temperature, kar povzroči brizganje goriva in vžiga.

Kerozin

Kerozin, poznan tudi pod imenom parafin, so včasih uporabljali v petrolejkah kot alternativo kitovemu olju. Danes se kerozin najpogosteje uporablja kot gorivo za reaktivne motorje (npr. Avtur, Jet A...). Ena od oblik kerozinskega goriva, imenovana RP-1, je gorljiva s tekočim kisikom. To vrsto goriva se uporablja za raketno gorivo. Kerozina pa niso uporabljali samo v petrolejkah. V sredini 20. stoletja se je kerozin večinoma uporabljal kot poceni gorivo za traktorje. Motor je pričel delovati s pomočjo bencina, potem ko se je motor ogrel, pa je preklopil na kerozin (kot vir goriva). To se je zgodilo s pomočjo "toplotnega ventila" na kolektorju, ki je preusmeril izpušne pline okoli sesalne cevi, pri čemer se je kerozin segrel do te točke, da se je lahko vžgal s pomočjo električne iskre.

Nenaftna fosilna goriva

V primeru, da nafta ni lahko dobavljiva, lahko uporabimo kemijski proces kot je proces Fischer-Tropsch, pri katerem proizvedemo tekoča goriva iz premoga in/ali zemeljskega plina.

Biodizel

Biodizel je zelo podoben dizlu. Kljub temu pa obstaja nekaj razlik med dizlom in biodizlom, kot so: biodizel ima višjo cetansko število kot navaden dizel (45 - 60 v primerjavi z dizlom iz surove nafte 45 - 50), prav tako biodizel deluje kot čistilno sredstvo, ki pomaga odstraniti umazanijo in usedline. Pojavile so se trditve, da biodizel postane ekonomsko ugoden ko se cene sodčka surove nafte dvignejo nad ceno $80 (oz. 60€) na sodček surove nafte. Ta cena je seveda odvisna od kraja, gospodarskih razmer, vladne naravnanosti o biodizlu in mnogo drugih dejavnikov. Bilo je že dokazano, da je biodizel v določenih državah na voljo po precej nižjih cenah. Prav tako pa biodizel proizvede približno 10 % manj energije kot običajen dizel.

Zgodovinski razvoj Idejo o uporabi rastlinskega olja kot gorivo za dizelske agregate, je prvič poskušal realizirati nemški inženir Rudolf Dizel, daljnega leta 1895. Pet let kasneje je na svetovni razstavi v Parizu predstavil dizelski agregat, ki je za pogon uporabljal kikirikijevo olje, a je njegova zamisel propadla zaradi prodora dizelskega olja.

Do naftne krize l. 1973 je bilo ekonomsko sprejemljivo uporabljati le motor na fosilna goriva. Tistega leta se je cena surove nafte povečala, kar je bila spodbuda za raziskave na področju alternativnih goriv. Po času prve velike naftne krize so znanstveniki odkrili, da lahko s preprosto kemijsko reakcijo rastlinskemu olju spremenijo viskoznost, kar je bil en izmed ključnih faktorjev. Dobljeni produkt so, na osnovi podobnih lastnosti z dizelskim gorivom iz nafte, poimenovali “biodizel”.

Nato je leta 1983 v Avstriji Dr. Mittelbach razvil proces nastanka biodizla iz starega jedilnega olja. Leta 2000, ko je cena surove nafte znova narasla, so bio goriva spet postala aktualna. K razvoju bio goriv so veliko pripomogle tudi subvencije, ki so poskrbele, da danes proizvodnja in uporaba biodizla močno narašča.

Proizvodnja Biodizel je mogoče pridobivati iz odpadnih rastlinskih (4000 vrst), živalskih maščob ali industrijske masti. V Evropi so te rastline predvsem sončnice, konoplja, buče in oljna ogrščica. Za Slovenijo je najobetavnejša rastlina za pridobivanje surovega olja oljna ogrščica. Rabljeno rastlinsko olje oz. živalske maščobe je treba najprej ločiti od vode in nato prefiltrirati, da se odstranijo trdni delci, kot so drobtine, razni ostanki ipd. Nato se lahko prične proces z alkalijo, ki odstranjuje proste maščobne kisline. K temu nato primešajo alkohol (večinoma metanol) in katalizator (največkrat natrijev hidroksid). Trigliceridi iz olj reagirajo z alkoholom, kar povzroči nastanek estera oz. biodizla in glicerina, ki se ločita drug od drugega. Glicerin je stranski produkt, ki se uporablja v farmaciji ter v kozmetični industriji. Biodizel je torej proizvod kemijske reakcije, imenovane transestrifikacija, ki pomeni pretvorbo enega tipa estra v drugega.

Dobre lastnosti Biodizla velika vsebnost kisika → v primerjavi z mineralnim dizelskim gorivom povzroča manj sajavosti izpušnih plinov, manjše emisije CO2 in CO, ni emisij SO2, ki so glavni razlog za kisli dež, biološko razgradljiv (okoli 90% v prvih treh tednih), relativno visoko vrelišče (150 °C) → manj hlapljiv in varnejši za manipulacijo, boljše mazalne sposobnosti, kar podaljšuje življenjsko dobo motorja, višjo cetansko število daje gorivu dobre zgorevalne sposobnosti, zanimivo je razmerje med energijo, ki je prisotna v gorivu in energijo, ki jo porabimo za pridobivanje goriva v višini 2,5 ali celo 3 → najvišje razmerje med alternativnimi ter tudi fosilnimi gorivi.

+Primerjava karakteristik Kategorije Dizel Biodizel Viskoznost (ºC) 2,98 5,65 Gostota (g/cm²) 0,849 0,88 Temperatura tališča (ºC) -16 -8 Temperatura bistrosti (ºC) -12 0 Temperatura vžiga (ºC) 74 179 Energetska vrednost (MJ/kg) 42,9 37,77 Vsebnost dušika (ppm) 0 6 Vsebnost žvepla (%) 0,36 0,012 Vsebnost kisika (%) 0,33 9,22 Temperatura vrelišča (ºC) 191 347

Slabe lastnosti Biodizla višja vsebnost dušika → vodi do emisij NOx, višja temperatura tališča, ki ni idealna za mrzle temperature; najnižja temperatura, pri kateri je gorivo še uporabno, je -150 °C pri dizlu in -80 °C pri biodizlu, agresivno delovanje estrov na posamezne dele motorja (tesnila,cevi, zamašitev filtra za gorivo) biodizel ne sme biti izpostavljen visokim temperaturam, najdaljši priporočeni rok shranjevanja biodizla je šest mesecev, po tem roku je potrebna ponovna kontrola, negativne posledice v zemlji in njeni okolici (podtalnici).

Biodizel v Sloveniji Slovenija je biodizel začela proizvajati leta 2005. Proizvodnja je znašala okrog 8000–9000 ton, ki pa se skoraj v celoti izvaža. Takrat sta biodizel proizvajala dva večja proizvajalca: Pinus in Intercorn, ter nekaj majhnih proizvajalcev. Glavni problemi pri proizvodnji biodizla v Sloveniji so: predpisana letna kavcija pridelovalcev oljne ogrščice je 250 EUR/ha nestimulativna trošarinska politika omejene produkcijske površine za pridelavo oljne ogrščice

Zanimiv izračun:

Leta 2010 je bilo v Sloveniji registriranih 1,061.646 osebnih avtomobilov. Če vemo, da en osebni avtomobil prevozi povprečno 15.000 km/leto, njegova poraba pa je v povprečju 8 litrov/100 km, potem lahko izračunamo, da ta avto porabi 1200 litrov oz. 1 dobro tono goriva na leto. Predpostavimo, da želimo osebne avtomobile oskrbovati z biodizlom, pridelanim na slovenskem trgu iz oljne ogrščice, pridobljene ne slovenskih njivskih površinah. Na enem hektarju lahko pridelamo eno tono biodizla. Slovenija pa ima na razpolago 174.709 ha njivskih površin, kar predstavlja 174.709 ton biodizla, s katerim bi lahko oskrbeli tudi toliko osebnih avtomobilov. V tem primeru bi to pomenilo, da bi v Sloveniji brez goriva ostalo 886.937 avtomobilov. Slovenija torej ne more preskrbeti vseh osebnih vozil z biodizlom, ki bi ga pridelali na domačih tleh.

Poraba biodizla, ki se v Sloveniji iz leta v leto povečuje, napoveduje prihodnost v smeri alternativnih goriv. Tako je leta 2006 količina biodizla v dizelskih gorivih 18.340 ton, v letu 2010 pa že 36.200 ton, kar je vseeno zelo malo glede na letno porabo dizelskih goriv, ki je okrog 630.000 ton. Biodizel kot pogonsko gorivo uporabljamo kot čisti (100 %) biodizel ali v mešanici z običajnim dizlom. Ločimo 2 tipa:

B5 → do 5% biodizla v dizlu B30 → 20% do 30% biodizla v dizlu ( potrebna je odobritev proizvajalca motorja )

Viri Anja, A. (2001). Ozimna oljna ogrščica in uporaba olja za biodizel Cardy, M. (6. 5 2008). http://www.zimbio.com Gasperič M, B. A. (2006). Operativni program zmanjševanja emisij toplogrednih plinov do leta 2012. Ljubljana: Ministrstvo za okolje in prostor Gerhard Knothe, J. H. (2005). The biodiesel handbook http://www.pinus-tki.si/sl/Proizvodnja_1/ Robert Robek, N. K. (januar 2007). www.gozdis.si RS, S. u. (2011). Registrirana cestna motorna vozila in prikolice, Slovenija, 2010 Timothy T. Maxwell, J. C. (1993). Alternative fuels. Texas Tech University: Society of Automotive Engineers

Alkohol

V glavnem se izraz alkohol nanaša na etanol, prvo organsko spojino ki jo je odkril človek, vendar pa je vsak alkohol lahko uporabljen kot gorivo. Etanol in metanol sta najpogosteje uporabljena alkohola, saj sta dovolj poceni in zato toliko bolj koristna.

Metanol

Metanol je najlažji in najenostavnejši alkohol, proizvajamo ga iz zemeljskega plina oz. natančneje iz sestavine zemeljskega plina - metana. Njegova uporaba je omejena zaradi njegove toksičnosti (podobno kot bencin). Goriva na osnovi metanola se najpogosteje uporabljajo v dirkalnih avtomobilih in v modelarstvu, prav tako pa se majhne količine metanola uporablja tudi zato da se dvigne/izboljša oktansko vrednost bencina. Metanol je poznan tudi pod drugimi imeni: metilni alkohol, metil-hidrat in lesni alkohol. Ime lesni alkohol je dobil zato, ker so ga včasih pridelovali z destilacijo lesa.

Etanol