Pengenalan
Biodiesel merupakan bahan api alternatif yang dihasilkan melalui proses transesterifikasi minyak sayuran, lemak haiwan, atau minyak masak terpakai dengan alkohol, biasanya metanol atau etanol, dengan kehadiran pemangkin. Ciri-ciri fizikal dan kimia biodiesel yang serupa dengan diesel petroleum konvensional membolehkannya digunakan secara langsung atau sebagai campuran dalam enjin diesel sedia ada tanpa pengubahsuaian besar. Keupayaan biodegradasi, ketoksikan rendah, dan pelepasan karbon dioksida yang lebih rendah menjadikannya pilihan mampan untuk pelbagai aplikasi industri.
Sektor pengangkutan
Sektor pengangkutan merupakan salah satu pengguna biodiesel terbesar, di mana ia digunakan sebagai pengganti langsung atau dicampurkan dengan bahan api diesel konvensional. Keserasian biodiesel dengan enjin diesel sedia ada menjadikannya pilihan menarik untuk mengurangkan pelepasan gas rumah hijau dan kebergantungan kepada bahan api fosil (Jani et al., 2022; Advanced Fuel Formulations Containing Biodiesel: Real-World Applications, 2024).
Industri automotif
Biodiesel digunakan secara meluas dalam kereta, bas, dan trak. Penggunaannya mengurangkan pelepasan zarah, karbon monoksida, dan hidrokarbon, menjadikannya alternatif yang lebih bersih untuk pengangkutan bandar (Jani et al., 2022; Das & Chowdhury, 2023). Campuran biodiesel, seperti B20 (20% biodiesel, 80% diesel petroleum) telah menjadi biasa dalam banyak negara, mengurangkan jejak karbon kenderaan secara signifikan.
Aplikasi marin dan tentera laut
Biodiesel berasaskan alga sangat menjanjikan untuk kapal tentera laut kerana potensinya untuk pengeluaran tempatan berhampiran pelabuhan, meningkatkan keselamatan tenaga dan mengurangkan cabaran logistik (Mittal & Lim, 2024). Penggunaan biodiesel dalam perkapalan juga menyumbang kepada pengurangan pelepasan sulfur, membantu industri marin mematuhi peraturan pelepasan yang lebih ketat.
Sektor penerbangan
Penyelidikan sedang dijalankan untuk meneroka penggunaan biodiesel dalam penerbangan, dengan kajian memberi tumpuan kepada kelikatan, takat tuang, dan takat kilat untuk memastikan keserasian dengan enjin pesawat (Das & Chowdhury, 2023; Hansson et al., 2023). Walaupun terdapat cabaran teknikal, biodiesel boleh menyumbang kepada matlamat penerbangan mampan dan mengurangkan kesan alam sekitar industri penerbangan.
Aplikasi industri
Biodiesel semakin diintegrasikan ke dalam proses industri sebagai sumber tenaga mampan, mengurangkan kebergantungan kepada bahan api fosil dan mengurangkan jejak karbon.
Penjanaan tenaga
Biodiesel digunakan dalam loji kuasa untuk menjana elektrik, menawarkan alternatif boleh diperbaharui kepada bahan api fosil tradisional. Penggunaannya dalam penjana berkuasa diesel sangat biasa di kawasan terpencil atau luar grid (Jani et al., 2022; Lopresto, 2024). Biodiesel juga boleh digunakan dalam sistem koogenerasi untuk menghasilkan haba dan elektrik secara serentak.
Industri kimia dan farmaseutikal
Hasil sampingan pengeluaran biodiesel, seperti gliserol, digunakan sebagai pelopor untuk mensintesis pelbagai bahan kimia, bahan letupan, dan farmaseutikal. Ini mewujudkan ekonomi kitaran, di mana bahan buangan diubah menjadi sumber berharga (Utilization of Biodiesel By-Products in Various Industrial Applications, 2022; Krishnan et al., 2024). Gliserol, terutamanya, telah menjadi bahan mentah yang penting dalam industri farmaseutikal untuk penghasilan pelbagai ubat-ubatan.
Makanan dan pertanian
Hasil sampingan biodiesel, seperti kek minyak, digunakan sebagai makanan haiwan, manakala gliserol digunakan dalam penghasilan sabun, detergen, dan baja (Utilization of Biodiesel By-Products in Various Industrial Applications, 2022; Musharavati et al., 2023). Pendekatan bersepadu ini meningkatkan kemampanan keseluruhan industri biodiesel.
Penyimpanan tenaga dan grid pintar
Biodiesel sedang diterokai sebagai penyelesaian penyimpanan tenaga mampan, terutamanya dalam sistem tenaga terdesentralisasi.
Grid pintar dan nanogrid
Dalam grid pintar, biodiesel boleh digunakan untuk menyimpan tenaga dan membekalkan kuasa semasa kekurangan. Pendekatan ini sangat bermanfaat untuk komuniti kecil, di mana minyak masak terpakai boleh ditukar kepada biodiesel untuk keperluan tenaga tempatan (Lopresto, 2024; Sreelekha et al., 2024). Biodiesel boleh memberi kestabilan kepada sistem tenaga boleh diperbaharui dengan menyediakan alternatif semasa permintaan tinggi.
Sistem hibrid
Biodiesel boleh diintegrasikan ke dalam sistem tenaga hibrid yang menggabungkan sumber boleh diperbaharui seperti tenaga solar dan angin, memastikan bekalan tenaga yang stabil dan boleh dipercayai (Lopresto, 2024; Krishnan et al., 2024). Pendekatan ini mengurangkan kebergantungan kepada bahan api fosil, terutamanya di kawasan terpencil.
Penerbangan dan aeroangkasa
Sektor penerbangan sedang meneroka biodiesel sebagai penyelesaian yang berpotensi untuk mengurangkan pelepasan gas rumah hijau dan kebergantungan kepada bahan api fosil.
Campuran biodiesel
Penyelidik sedang menyiasat penggunaan campuran biodiesel dalam enjin pesawat, memberi tumpuan kepada ciri-ciri pembakaran, kecekapan, dan pengurangan pelepasan (Das & Chowdhury, 2023; Hansson et al., 2023). Campuran biodiesel boleh menawarkan alternatif yang lebih bersih untuk penerbangan, tetapi cabaran teknikal seperti takat beku rendah perlu diatasi.
Bahan api penerbangan mampan (SAF)
Biodiesel sedang dipertimbangkan sebagai komponen SAF, yang bertujuan untuk mengurangkan jejak karbon perjalanan udara. Walau bagaimanapun, cabaran seperti kos pengeluaran yang tinggi dan ketersediaan bahan mentah yang terhad masih wujud (Das & Chowdhury, 2023; Mittal & Lim, 2024). Biodiesel perlu memenuhi spesifikasi ketat bahan api jet untuk dipertimbangkan sebagai alternatif yang berdaya maju.
Aplikasi alam sekitar dan pertanian
Pengeluaran dan penggunaan biodiesel mempunyai faedah alam sekitar dan pertanian yang signifikan, menjadikannya pemain utama dalam pembangunan mampan.
Pengurusan sisa
Penggunaan minyak masak terpakai dan sisa organik lain untuk pengeluaran biodiesel menangani isu pelupusan sisa dan mengurangkan pencemaran alam sekitar (Utilization of Biodiesel By-Products in Various Industrial Applications, 2022; Sreelekha et al., 2024). Penukaran sisa kepada sumber memacu ekonomi kitaran, mengurangkan kesan alam sekitar.
Pengurangan karbon
Pengeluaran biodiesel daripada biojisim, seperti alga dan tanaman yang tidak boleh dimakan, menyumbang kepada pengurangan karbon, mengurangkan perubahan iklim (Biomass Utilization for Biodiesel Production: A Sustainable Technique to Meet Global Fuel Demands and Future Scope, 2022; Sujin et al., 2024). Penggunaan biodiesel mengurangkan pelepasan gas rumah hijau berbanding bahan api fosil konvensional.
Faedah pertanian
Pengeluaran biodiesel daripada tanaman seperti rapeseed dan kacang soya menyokong ekonomi pertanian, menyediakan aliran pendapatan baharu untuk petani (Ming-kuan, 2009; Musharavati et al., 2023). Tanaman yang ditanam untuk biodiesel juga boleh menjadi bahagian daripada sistem perladangan regeneratif yang meningkatkan kesihatan tanah.
Hasil sampingan dan aplikasi industri
Pengeluaran biodiesel menghasilkan beberapa hasil sampingan yang mempunyai pelbagai aplikasi industri, meningkatkan kemampanan keseluruhan proses.
Penggunaan gliserol
Gliserol mentah, hasil sampingan utama, digunakan dalam penghasilan bahan letupan, plastik, dan farmaseutikal. Ia juga berfungsi sebagai bahan mentah untuk menghasilkan biogas dan bahan kimia bio-berasaskan lain (Utilization of Biodiesel By-Products in Various Industrial Applications, 2022; Krishnan et al., 2024). Nilai tambah daripada gliserol boleh meningkatkan kebolehupayaan ekonomi keseluruhan pengeluaran biodiesel.
Makanan haiwan
Kek minyak, hasil sampingan pengeluaran biodiesel, digunakan sebagai makanan berkhasiat untuk ternakan, terutamanya dalam industri ayam itik dan babi (Utilization of Biodiesel By-Products in Various Industrial Applications, 2022; Musharavati et al., 2023). Kek minyak biasanya kaya dengan protein dan boleh menggantikan makanan ternakan konvensional yang lebih mahal.
Teknologi baharu dan inovasi
Kemajuan dalam teknologi pengeluaran biodiesel mendorong penggunaannya dalam industri, menangani cabaran seperti kos pengeluaran tinggi dan keterbatasan bahan mentah.
Sistem katalisis
Pemangkin novel, termasuk nano-pemangkin dan bio-pemangkin, meningkatkan kecekapan dan kemampanan proses transesterifikasi (Babadi et al., 2022; Chandrasekaran & Aalam, 2024). Pemangkin heterogen membolehkan pengeluaran biodiesel yang lebih cekap dan mesra alam sekitar.
Pengeluaran berbantukan gelombang mikro dan ultrabunyi
Teknologi ini mengurangkan masa tindak balas dan penggunaan tenaga, menjadikan pengeluaran biodiesel lebih kos efektif dan mesra alam sekitar (Chandrasekaran & Aalam, 2024; Sreelekha et al., 2024). Proses intensifikasi yang menggunakan teknologi ini boleh mengurangkan kos modal dan operasi.
Kejuruteraan genetik
Penyelidikan memberi tumpuan kepada pembangunan bahan mentah berkadar lipid tinggi, seperti alga, untuk meningkatkan hasil biodiesel dan mengurangkan kos pengeluaran (Mittal & Lim, 2024; Krishnan et al., 2024). Strain alga yang diubahsuai secara genetik boleh mencapai kandungan minyak sehingga 60%, menjadikannya sumber bahan mentah yang berpotensi untuk biodiesel.
Cabaran dan prospek masa depan
Walaupun mempunyai banyak kelebihan, biodiesel menghadapi cabaran yang perlu ditangani untuk merealisasikan potensinya sepenuhnya.
Ketersediaan bahan mentah
Ketersediaan dan kos bahan mentah, terutamanya minyak yang tidak boleh dimakan, kekal sebagai cabaran utama. Walau bagaimanapun, inovasi dalam kepelbagaian bahan mentah dan kejuruteraan genetik dijangka akan mengurangkan isu ini (Sujin et al., 2024; Mittal & Lim, 2024). Penggunaan sumber alternatif seperti alga, minyak masak terpakai, dan lemak sisa juga boleh menangani cabaran ini.
Kesesuaian ekonomi
Kos pengeluaran yang tinggi dan harga minyak yang tidak menentu mempengaruhi kesesuaian ekonomi biodiesel. Kemajuan teknologi dan skala ekonomi adalah penting untuk mengatasi cabaran ini (Babadi et al., 2022; Krishnan et al., 2024). Nilai tambah daripada hasil sampingan juga boleh meningkatkan kelayakan ekonomi keseluruhan.
Dasar dan peraturan
Dasar sokongan dan insentif adalah penting untuk meningkatkan pengeluaran biodiesel dan memastikan penggunaannya secara meluas (Advanced Fuel Formulations Containing Biodiesel: Real-World Applications, 2024; Sreelekha et al., 2024). Mandat biobahan api, insentif cukai, dan subsidi penyelidikan diperlukan untuk menyokong industri biodiesel.
Impak tekno-ekonomi dan sosial
Pengeluaran dan penggunaan biodiesel mempunyai implikasi tekno-ekonomi dan sosial yang luas, menyumbang kepada pembangunan mampan dan kebebasan tenaga.
Penciptaan pekerjaan
Pengeluaran biodiesel mewujudkan peluang pekerjaan dalam pertanian, pembuatan, dan pengedaran, menyokong ekonomi tempatan (Hansson et al., 2023; Musharavati et al., 2023). Industri biodiesel menjana pekerjaan di seluruh rantaian nilai, daripada pengumpulan bahan mentah hingga pengeluaran dan pengedaran.
Keselamatan tenaga
Dengan mengurangkan kebergantungan kepada bahan api fosil, biodiesel meningkatkan keselamatan tenaga dan menyokong matlamat kemampanan nasional (Mittal & Lim, 2024; Krishnan et al., 2024). Biodiesel domestik boleh mengurangkan kebergantungan kepada import minyak, terutamanya untuk negara yang kekurangan sumber minyak sendiri.
Faedah sosial
Pengeluaran biodiesel daripada bahan buangan menggalakkan ekonomi kitaran, mengurangkan sisa dan pencemaran sambil menjana sumber berharga (Utilization of Biodiesel By-Products in Various Industrial Applications, 2022; Sreelekha et al., 2024). Komuniti tempatan boleh menukar sisa minyak masak mereka kepada sumber tenaga, mengurangkan kos dan meningkatkan kebebasan tenaga.
Jadual: Aplikasi utama, bahan mentah, dan faedah biodiesel
| Industri/Aplikasi | Bahan Mentah Utama | Faedah Alam Sekitar dan Ekonomi | Rujukan |
|---|---|---|---|
| Pengangkutan | Minyak sayuran, minyak masak terpakai | Mengurangkan pelepasan gas rumah hijau, mengurangkan kebergantungan kepada bahan api fosil, dan meningkatkan kualiti udara | (Jani et al., 2022; Advanced Fuel Formulations Containing Biodiesel: Real-World Applications, 2024) |
| Penjanaan Tenaga | Lemak haiwan, alga | Menyediakan sumber tenaga boleh diperbaharui untuk penjanaan elektrik, mengurangkan pelepasan karbon | (Jani et al., 2022; Lopresto, 2024) |
| Penerbangan | Alga, minyak tidak boleh dimakan | Menawarkan alternatif mampan untuk bahan api penerbangan, menyumbang kepada matlamat kenetralan karbon | (Das & Chowdhury, 2023; Mittal & Lim, 2024) |
| Kimia dan Farmaseutikal | Gliserol, kek minyak | Hasil sampingan digunakan dalam sintesis kimia dan makanan haiwan, menggalakkan ekonomi kitaran | (Utilization of Biodiesel By-Products in Various Industrial Applications, 2022; Musharavati et al., 2023) |
| Pertanian | Rapeseed, kacang soya | Menyokong ekonomi pertanian dan mengurangkan sisa dengan menggunakan sisa tanaman | (Ming-kuan, 2009; Biomass Utilization for Biodiesel Production: A Sustainable Technique to Meet Global Fuel Demands and Future Scope, 2022) |
Kesimpulan
Biodiesel merupakan sumber tenaga serbaguna dan mampan dengan aplikasi merangkumi pengangkutan, industri, penyimpanan tenaga, dan pertanian. Faedah alam sekitarnya, ditambah dengan kemajuan dalam teknologi pengeluaran, menjadikannya komponen penting dalam peralihan global kepada tenaga boleh diperbaharui. Walau bagaimanapun, menangani cabaran seperti ketersediaan bahan mentah, kos pengeluaran, dan sokongan dasar akan menjadi penting untuk merealisasikan sepenuhnya potensinya. Dengan inovasi yang berterusan dan kerjasama antara sektor, biodiesel mempunyai masa depan yang cerah sebagai bahan api alternatif, menyumbang kepada dunia yang lebih bersih dan lebih mampan.
Rujukan
Advanced fuel formulations containing biodiesel: real-world applications. (2024). https://doi.org/10.1016/b978-0-12-820361-3.00013-9
Babadi, A. A., Rahmati, S., Fakhlaei, R., Barati, B., Wang, S., Doherty, W., & Ostrikov, K. (2022). Emerging technologies for biodiesel production: Processes, challenges, and opportunities. Biomass & Bioenergy. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2022.106521
Biomass utilization for biodiesel production: A sustainable technique to meet global fuel demands and future scope. (2022). https://doi.org/10.1007/978-981-19-2912-0_2
Chandrasekaran, M., & Aalam, C. S. (2024). Recent trends in biodiesel production techniques: A review. International Journal of Advanced Engineering Research and Science. https://doi.org/10.22161/ijaers.1112.9
Das, S., & Chowdhury, A. (2023). An exploration of biodiesel for application in aviation and automobile sector. Energy Nexus. https://doi.org/10.1016/j.nexus.2023.100204
Hansson, J., Klugman, S., Lönnqvist, T., Elginöz, N., Granacher, J., Hasselberg, P., Hedman, F., Efraimsson, N., Johnsson, S., Poulikidou, S., Safarian, S., & Tjus, K. (2023). Biodiesel from bark and black liquor—A techno-economic, social, and environmental assessment. Energies. https://doi.org/10.3390/en17010099
Jani, D. B., Modhiya, D. D., Machhi, M., & Shah, D. (2022). A review on recent advances in bio-fuel development. International Journal of Advanced Research in Science, Communication and Technology. https://doi.org/10.48175/ijarsct-7746
Krishnan, M. G., Rajkumar, S., & Devasagar, T. (2024). The sustainable prospect of biodiesel production: Transformative technologies, catalysts from bio-wastes, and techno-economic assessment. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2024.03.005
Lopresto, C. G. (2024). Sustainable biodiesel production from waste cooking oils for energetically independent small communities: an overview. International Journal of Environmental Science and Technology. https://doi.org/10.1007/s13762-024-05779-2
Ming-kuan, Q. (2009). Progress on biodiesel development and utilization. Chemical Research.
Mittal, V., & Lim, E. (2024). Aligning advances in biodiesel technology with the needs of the defense community. Eng. https://doi.org/10.3390/eng5040142
Musharavati, F., Sajid, K., Anwer, I., Nizami, A., Javed, M. H., Ahmad, A., & Naqvi, M. (2023). Advancing biodiesel production system from mixed vegetable oil waste: A life cycle assessment of environmental and economic outcomes. Sustainability. https://doi.org/10.3390/su152416550
Sreelekha, ., Dubey, N., & Avinashe, H. (2024). Utilizing waste cooking oil for sustainable biodiesel production: A comprehensive review. Journal of Scientific Research and Reports. https://doi.org/10.9734/jsrr/2024/v30i62036
Sujin, P., Kings, A. J., Miriam, L. R. M., & Saravanan, A. (2024). Comprehensive review of biodiesel production from nonedible feedstocks: Environmental impacts and sustainable solutions. Journal of Environmental Nanotechnology. https://doi.org/10.13074/jent.2024.12.243860
Utilization of biodiesel by-products in various industrial applications. (2022). https://doi.org/10.1201/9781003120858-10
Number of View :133
