Vaihtoehtoiset dieselpolttoaineet

Tämä insinöörityö tehtiin Metropolia Ammattikorkeakoululle. Työssä selvitettiin, mitä vaihtoehtoisia dieselpolttoaineita on olemassa ja mitä on tulossa, sekä vertailtiin niiden ympäristövaikutuksia ja sopivuutta dieselmoottoreihin. Työ toteutettiin kirjallisuus- ja internetlähteisiin perustuvana tutkielmana. Tutkielma keskittyi pääasiassa tieliikenteen vaihtoehtoisiin dieselpolttoaineisiin, mutta vertailukohteena joissakin kohdissa käytettiin ottomoottoria ja siihen soveltuvia polttoaineita. Dieselmoottorin erittäin laajan käyttökohteiden kirjon vuoksi tutkielman esiin tuomat tiedot ja päätelmät liittyvät vahvasti ajoneuvojen lisäksi mm. työkoneisiin, laivoihin ja energiantuotantoon. Lainsäätäjät, ajoneuvovalmistajat ja öljy-yhtiöt ovat ottaneet kasvihuonekaasupäästöjen vähentämisen yhdeksi tärkeimmistä kehittämiskohteistaan. EU on asettanut tiukkoja päästövähennystavoitteita mm. tieliikenteelle. Tavoitteiden saavuttamiseksi fossiiliseen dieseliin sekoitetaan erilaisia biokomponentteja kuten ensimmäisen sukupolven biodieseliä, FAMEa. Toisen sukupolven uusiutuvien dieselpolttoaineiden tuotanto EU:ssa tulee todennäköisesti yli kymmenkertaistumaan 2010-luvulla ja siten HVO:n osuus EU:n biodieseltuotannosta tulee olemaan yli 20 %. Biopolttoaineiden myrkylliset ja haitalliset päästöt ovat monilta osin fossiilisia verrokkejaan pienemmät. Esimerkiksi hiukkaspäästöt ovat massaltaan hyvin pienet, mutta hiukkasten lukumäärälliset päästöt saattavat olla verrattain suuret. Moottorin kuormitusasteen ja olosuhteiden vaikutus hiukkaspäästöihin on suuri. Oman vaikutuksensa hiukkasten kokoon ja lukumäärään tuo nykyaikaisten dieselmoottorien hyvin korkeat ruiskutuspaineet. Hiukkassuodattimet poistavat suuren osan partikkeleista, mutta lisää tutkimuksia pitäisi tehdä pienimpien nanohiukkasten määrästä ja terveysvaikutuksista. Insinöörityön tuloksena syntyi selvitys nykyisistä ja lähitulevaisuuden vaihtoehtoisista dieselpolttoaineista, niiden valmistuksen ja käytön ympäristövaikutuksista sekä toimivuudesta dieselmoottoreissa.This Bachelor´s thesis was carried out for Metropolia University of Applied Sciences. The aim of this thesis was to examine different alternative diesel fuels available today and in the future. Their environmental effects and suitability for diesel engines were also examined. This Bachelor´s thesis was carried out as a study based on literature and internet sources. The study focused mainly on alternative diesel fuels used in road vehicles, but Otto-cycle engine and suitable fuels for it were used sometimes for comparison. Due to diesel engines´ very wide range of applications, the facts and conclusions in this thesis are strongly connected to machines, vessels and energy production as well as road transportation. Reducing greenhouse gas emissions has become one of the most important development areas for legislators, vehicle manufacturers and oil companies. EU has set strict targets for road transportation to reduce greenhouse gas emissions. To achieve the goals, first generation FAME-biodiesel has been mixed into fossil diesel fuel. The production of next generation renewable diesel fuel in the EU will most probably multiply by ten in 2010s, in other words, HVO will have a 20 % share of all biodiesel production in EU. Toxic and harmful emissions of biofuels are mostly smaller than their fossil counterparts. For example particle mass emissions are clearly smaller, but particle number may be relatively high. Conditions and engine load have great effect on particle emissions. Very high injection pressures of modern diesel engines, also affects particle size and number. Particulate filters remove major part of particles, but more studies of amount and health effects of nano particles should be carried out. As a result of this thesis a survey of alternative diesel fuels of present-day and near future was carried out. This survey also covers environmental effects of production and use of alternative diesel fuels