BIODIESEL B15 KE B50. BOM JANGKA PANJANG

Malaysia kini bergerak lebih agresif ke arah penggunaan biodiesel sebagai sebahagian daripada strategi mapan tenaga negara. Pelaksanaan campuran biodiesel dijangka meningkat secara berperingkat daripada B15 sehingga berpotensi mencapai B50 dalam tempoh beberapa tahun akan datang menurut laporan berita 2 hari lepas.

Dari sudut dasar kerajaan, langkah ini dilihat mampu mengurangkan kebergantungan terhadap import diesel petroleum, menstabilkan bekalan tenaga domestik dan pada masa sama menyokong industri sawit tempatan yang menjadi antara tulang belakang ekonomi negara.

Namun di sebalik naratif tenaga hijau dan pengurangan penggunaan bahan api fosil, muncul persoalan besar dalam kalangan peminat automotif serta jurutera enjin diesel. Adakah enjin diesel moden hari ini benar-benar sesuai untuk menggunakan campuran biodiesel setinggi B50 dalam jangka masa panjang?

Biodiesel sebenarnya dihasilkan daripada minyak tumbuhan seperti kacang soya, bunga matahari dan minyak sawit. Di Malaysia, sumber utama biodiesel ialah minyak sawit atau boleh juga dikenali sebagai Palmatic Oil

Minyak sawit semulajadi juga turut dikenali sebagai Fatty Acid Methyl Ester (FAME), yang secara semulajadi mengandungi 16 atom karbon di dalam rantaian sama seperti molekul diesel yang diproses dari minyak mentah.

Minyak sawit pula mengandungi beberapa jenis fatty acid seperti palmitic acid, stearic acid, oleic acid dan linoleic acid. Palm oil sebenarnya dianggap antara sumber biodiesel paling baik kerana kestabilannya lebih tinggi berbanding beberapa minyak tumbuhan lain.

Secara semulajadi, minyak sawit mengandungi 40% palmatic dan 5% stearic asid yang stabil manakala 55% lagi kandungan asid oleic dan asid linoleic yang tidak stabil. Namun sebahagian kandungannya masih bersifat tidak stabil dan mudah mengalami oxidation apabila terdedah kepada haba dan udara dalam tempoh lama.

Bagi menghasilkan biodiesel, minyak sawit tadi akan melalui proses esterification yang melibatkan tindak balas antara fatty acid dan methanol. Hasil akhirnya ialah bahan api yang mempunyai sekitar 18 hingga 20 atom karbon bersama kandungan oksigen tambahan dalam struktur molekulnya.

Berbeza dengan diesel petroleum biasa yang terdiri daripada molekul hidrokarbon tanpa oksigen, biodiesel mempunyai sifat kimia yang lebih kompleks. Minyak biodiesel ini kemudian akan dicampur dengan minyak diesel biasa sebelum dijual di pam dengan pelbagai kod.

Kod seperti B5, B10, B15 atau B50 pula merujuk kepada jumlah kandungan biodiesel dalam campuran diesel petroleum. Sebagai contoh, B15 bermaksud 15 peratus biodiesel dicampurkan dengan 85 peratus diesel petroleum biasa.

Pada hari ini, kebanyakan pengeluar kenderaan global hanya mereka enjin diesel moden untuk menerima campuran sekitar B10 hingga B20 sahaja. Ini termasuk majoriti pickup dan SUV diesel popular di Malaysia seperti Toyota Hilux, Ford Ranger, Mitsubishi Triton, Toyota Fortuner dan Ford Everest yang menggunakan enjin common-rail Euro 5 dengan tekanan bahan api sangat tinggi.

Secara umum, pengguna di masih boleh menggunakan diesel B10-B15 tanpa sevarang masalah. Namun jika peratusan minyak biodiesel ditambah sehingga 50% bagi menjadikan B50 maka banyak isu yang akan timbul nanti.

Isu Yang Mungkin Akan Timbul

1. Enjin diesel moden hari ini jauh lebih sensitif berbanding enjin diesel lama. Sistem common-rail moden menggunakan injector bertekanan melebihi 2,000 bar dengan toleransi dalaman yang sangat halus. Tidak dinafikan yang biodiesel memang mempunyai sifat pelinciran yang baik, tetapi ia juga lebih likat berbanding diesel petroleum biasa.

Pada campuran rendah seperti B10 atau B15, perbezaan ini masih boleh dikawal. Namun apabila kandungan biodiesel meningkat terlalu tinggi seperti B50, sifat kelikatan tersebut boleh mengganggu corak semburan injector dan menyebabkan proses atomization bahan api menjadi kurang sempurna.

2. Diesel petroleum biasa mempunyai molekul yang lebih mudah diatomkan dan bercampur dengan oksigen ketika pembakaran berlaku. Biodiesel pula mempunyai molekul yang lebih kompleks dan cenderung “bergumpal”, menyebabkan campuran udara-bahan api menjadi lebih rich mixture.

Keadaan ini boleh menghasilkan soot dan asap lebih tinggi, selain mempercepatkan pembentukan carbon deposit di dalam ruang pembakaran, filter DPF (sekiranya dipasang) dan sistem Exhaust Gas Residual. Deposit karbon ata jelaga ini akhirnya boleh memasuki minyak pelincir melalui proses blow-by dari combustion chamber ke bahagian bawah piston.

3. Apabila biodiesel meresap ke dalam minyak pelincir, ia boleh mengganggu formulation asal minyak enjin. Kelikatan minyak pelincir boleh berubah dan viscosity modifiers dalam minyak pelincir juga boleh terjejas, terutama ketika suhu rendah. Dalam jangka panjang, keadaan ini boleh mempercepatkan kehausan dalaman enjin dan memberi tekanan tambahan kepada bearing serta komponen bergerak lain.

4. Selain itu, biodiesel juga mempunyai masalah kestabilan yang lebih rendah berbanding diesel petroleum. Dari sudut oxidative stability, biodiesel lebih mudah bertindak balas dengan oksigen apabila terdedah kepada haba atau disimpan terlalu lama. Proses ini menghasilkan oxidation products seperti varnish, sludge dan gum deposit yang boleh menyumbat fuel filter, injector dan fuel line.

5. Dari sudut hydrolytic stability pula, pembakaran biodiesel menghasilkan molekul air yang boleh bercampur dengan biodiesel yang sudah meresap ke dalam minyak pelincir. Campuran ini boleh menghasilkan asid organik.

Apabila asid tersebut bertindak balas dengan komponen besi dalam enjin, proses kakisan mula berlaku dan dalam jangka panjang boleh menjejaskan bearing crankshaft serta komponen logam lain.

6. Satu lagi isu besar ialah sifat biodiesel yang hygroscopic, iaitu mudah menyerap air daripada udara. Kehadiran air dalam tangki bahan api membuka ruang kepada pertumbuhan bakteria dan fungus. Mikroorganisma ini akan menghasilkan lebih banyak asid dan menjadikan bahan api semakin bersifat corrosive.

7. Free Fatty Acid atau FFA dalam biodiesel juga boleh memberi kesan kepada komponen getah dalam sistem bahan api. Ramai menyangka biodiesel terus “makan getah”, tetapi proses sebenarnya berlaku secara perlahan.

Pada peringkat awal, biodiesel dan FFA meresap masuk ke dalam getah menyebabkan material tersebut menjadi lembut dan sedikit mengembang. Lama-kelamaan, haba enjin akan merosakkan struktur dalaman getah dan menyebabkan plasticizer keluar daripada material tersebut. Akhirnya getah menjadi keras, rapuh dan mula retak.

Material getah lama seperti nitrile rubber atau NBR sangat mudah terkesan dengan biodiesel. Sebab itu banyak enjin diesel lama mengalami masalah hose bocor apabila menggunakan biodiesel dengan campuran tinggi.

Enjin moden pula menggunakan material lebih tahan seperti Viton atau FKM, sebab itulah campuran seperti B10 hingga B20 masih dianggap selamat untuk kebanyakan kenderaan moden. Namun pada tahap B50, risiko jangka panjang tetap meningkat walaupun menggunakan material yang lebih baik.

8. Selain isu durability, biodiesel juga mempunyai energy density lebih rendah berbanding diesel petroleum biasa. Dalam bahasa mudah, biodiesel menghasilkan tenaga lebih rendah untuk setiap liter bahan api yang dibakar.

Ini bermaksud penggunaan bahan api boleh meningkat kerana enjin perlu membakar lebih banyak fuel untuk menghasilkan kuasa yang sama. Dalam sesetengah keadaan, kuasa enjin juga boleh terasa sedikit menurun.

9. Ramai pengguna juga menyangka bahawa jika biodiesel memenuhi standard ASTM D6751 di Amerika Syarikat atau EN14214 di Eropah, maka ia automatik sesuai digunakan dalam semua enjin diesel moden. Hakikatnya, standard tersebut hanyalah standard kualiti untuk biodiesel tulen atau B100 dari sudut viscosity, sulfur content, acid number dan oxidation stability.

Ia bukan jaminan bahawa semua enjin direka untuk menerima campuran setinggi B50.

Malah ASTM sendiri mempunyai standard berasingan iaitu ASTM D7467 yang khusus untuk campuran biodiesel antara B6 hingga B20 sahaja. Ini secara tidak langsung menunjukkan bahawa penggunaan campuran tinggi seperti B50 masih belum menjadi standard arus perdana bagi kebanyakan kenderaan diesel penumpang moden.

Secara keseluruhannya, penggunaan biodiesel memang mempunyai manfaat besar dari sudut ekonomi dan strategi tenaga negara. Ia membantu mengurangkan import diesel petroleum dan pada masa sama menyokong industri sawit tempatan.

Namun dari sudut kejuruteraan automotif, peningkatan campuran biodiesel sehingga B50 bukan lagi sekadar pertukaran bahan api biasa. Ia mengubah sifat pembakaran, kestabilan minyak pelincir, ketahanan komponen getah dan keseluruhan ekosistem dalam enjin diesel moden.

Atas sebab itu, ramai jurutera melihat B50 sebagai bom jangka yang akan merosakkan enjin dalam tempoh lama dan sebagai satu eksperimen jangka panjang terhadap ketahanan enjin diesel moden yang sememangnya semakin kompleks dan sensitif.