ജൈവ ഇന്ധനങ്ങളുടെ ഉപയോഗം സംബന്ധിച്ച ചർച്ചകൾ ധാരാളം നടന്നുവരുന്നുണ്ടെങ്കിലും അതുസംബന്ധിച്ച സാങ്കേതിക വിശദാംശങ്ങൾ പലപ്പോഴും പൊതുസമൂഹത്തിന്റെ മുന്നിൽ എത്തുന്നില്ല. ആനുകാലിക ജൈവ വസ്തുക്കളിൽനിന്നു ലഭ്യമാകുന്നതാണ് ജൈവ ഇന്ധനങ്ങൾ. ഇത് ഖരം, ദ്രവം, വാതകം എന്നീ മൂന്ന് അവസ്ഥകളിലും ലഭ്യമാണ്. വിറകും മരക്കരിയും ഖരരൂപത്തിലുള്ള ജൈവ ഇന്ധനങ്ങളാണ്. ജൈവ ഡീസലും വിവിധ ആൽക്കഹോളുകളും ദ്രവ ഇന്ധനങ്ങളാണെങ്കിൽ ബയോഗ്യാസും പ്രൊഡ്യൂസർ ഗ്യാസും (കാർബൺ മോണോക്സൈഡ്, ഹൈഡ്രജൻ, മീതെയ്ൻ, കാർബൺ ഡയോക്സൈഡ്, നൈട്രജൻ ഇവയുടെ മിശ്രിതം) വാതക രൂപത്തിലുള്ള ജൈവ ഇന്ധനങ്ങളാണ്.
"കാർബൺ ന്യൂട്രൽ' ആയ ജൈവ ഇന്ധനങ്ങൾ
"കാർബൺ ന്യൂട്രൽ' എന്ന നിലയ്ക്കാണ് അടുത്തകാലത്ത് ജൈവ ഇന്ധനങ്ങൾ വാർത്താപ്രാധാന്യം നേടിവരുന്നത്. ആനുകാലിക ജൈവസ്രോതസുകൾ എല്ലാംതന്നെ അടിസ്ഥാനപരമായി സസ്യങ്ങളിൽനിന്ന് ഉടലെടുക്കുന്നവയാണ് എന്നതാണ് ഇതിനു കാരണം. ഒരു മരം വളരുമ്പോൾ പ്രകാശ സംശ്ലേഷണത്തിലൂടെയാണ് അതിലുള്ള ജൈവ പദാർഥം നിർമിക്കപ്പെടുന്നത്. ഈ പ്രക്രിയയിൽ അന്തരീക്ഷത്തിലെ കാർബൺ ഡയോക്സൈഡിനെ ആഗിരണം ചെയ്തുകൊണ്ട് ജലവുമായി ചേർത്ത് കാർബോ ഹൈഡ്രേറ്റിന്റെ വിവിധ രൂപങ്ങൾ സസ്യങ്ങൾ നിർമിക്കുന്നു.
കരിമ്പിലെ പഞ്ചസാരയും നെൽമണിയിലെ അന്നജവും എന്നുവേണ്ട പുല്ലും വൈക്കോലും വരെ എല്ലാ സസ്യഭാഗങ്ങളും ഈ പ്രതിഭാസത്തിലൂടെയാണ് ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നത്. ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും ബൃഹത്തായ ഊർജ പരിണാമപ്രക്രിയയാണിത്.
ഓരോ 44 ഗ്രാം കാർബൺ ഡയോക്സൈഡും പ്രകാശ സംശ്ലേഷണം വഴി സസ്യങ്ങളിൽ സംഭരിക്കപ്പെടുമ്പോൾ 114 കലോറി ഊർജവും അതിൽ ഉൾച്ചേർന്നിരിക്കും. ഈ ഊർജം സൂര്യപ്രകാശത്തിൽനിന്നാണ് സസ്യങ്ങൾ സംഭരിക്കുന്നത്. അതിനാൽതന്നെ അത് അക്ഷയോർജമാണ്. ഈ സസ്യഭാഗങ്ങൾ ഊർജത്തിനായി വായുവിൽ കത്തിക്കുമ്പോൾ പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തിൽ നടന്നതിന്റെ നേർവിപരീതമായ രാസപ്രവർത്തനം നടക്കുകയും സൂര്യനിൽനിന്നു സംഭരിച്ച ഊർജവും അന്തരീക്ഷത്തിൽനിന്നു സംഭരിച്ച കാർബൺ ഡയോക്സൈഡും പുറത്തേക്കു വരികയും ചെയ്യുന്നു.
ആ ജൈവപദാർഥം രൂപപ്പെടാൻ അന്തരീക്ഷത്തിൽനിന്ന് ആഗിരണം ചെയ്ത അത്രയും കാർബൺ ഡയോക്സൈഡ് മാത്രമേ ഇങ്ങനെ നിർഗമനം ചെയ്യപ്പെടുന്നുള്ളൂ എന്നതിനാൽ ജൈവ ഇന്ധനങ്ങൾ എല്ലാം കാർബൺ ന്യൂട്രൽ ആയി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.
സമീപകാലത്തുതന്നെ സ്വാഭാവികമായി പുനഃസൃഷ്ടിക്കാൻ (റിന്യൂവബിൾ) കഴിയുന്ന ഊർജസ്രോതസുകളെയാണ് അക്ഷയോർജ സ്രോതസുകൾ എന്നു വിളിക്കുന്നത്. കൽക്കരിയും പെട്രോളിയവും, ദശലക്ഷക്കണക്കിനു വർഷങ്ങൾക്കു മുമ്പു ജീവിച്ചിരുന്ന സസ്യങ്ങളിൽനിന്നും മറ്റു ജീവജാലങ്ങളിൽനിന്നും ഭൗമാന്തർ ഭാഗത്തെ സങ്കീർണ സാഹചര്യംകൊണ്ട് ഇന്ധനമായി പരിണമിച്ചതാണ്.
എന്നാൽ, അവയൊന്നും സമീപഭാവിയിൽ പുനർനിർമിക്കപ്പെടാൻ ഒരു സാധ്യതയുമില്ല. ഇന്നുപയോഗിക്കുന്ന നിരക്കിൽ ഉപയോഗിച്ചാൽ അവയൊക്കെ അനതിവിദൂര ഭാവിയിൽ തീർന്നുപോകുകയും ചെയ്യും. അതിനാൽ ഇത്തരം ഖനിജ ഇന്ധനങ്ങളെ (ഫോസിൽ ഫ്യൂവൽ) അക്ഷയോർജം എന്ന ഗണത്തിൽപ്പെടുത്താനാവില്ല. ഇവയിൽനിന്ന് ഊർജം ഉത്പാദിപ്പിക്കുമ്പോൾ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്കു നിർഗമിക്കുന്ന വൻതോതിലുള്ള കാർബൺ ഡയോക്സൈഡിനെ തിരികെ പിടിക്കാൻ തത്കാലം കാര്യക്ഷമമായ മാർഗങ്ങൾ ഒന്നുംതന്നെ ഇല്ല.
വ്യവസായവിപ്ലവ കാലഘട്ടത്തിനു മുമ്പ് അന്തരീക്ഷത്തിലെ കാർബൺ ഡയോക്സൈഡിന്റെ അളവ് ഏകദേശം 270 പിപിഎം നിരക്കിലായിരുന്നു എങ്കിൽ ഇപ്പോൾ അത് 430 പിപിഎം-ന് അടുത്തെത്തിയിരിക്കുന്നു. പുറമെ മറ്റു ഹരിതഗൃഹ വാതകങ്ങളായ മീതെയ്നും നൈട്രജൻ ഓക്സൈഡുകളും ഫ്ളൂറിൻ അടങ്ങുന്ന മറ്റു സംയുക്തങ്ങളുംകൂടി ചേരുമ്പോൾ ആഗോളതാപനം വിനാശകരമായ നിലയിലേക്ക് എത്തിച്ചേരുമെന്നതാണ് യാഥാർഥ്യം. അതിനാലാണ് ജൈവോർജം ഉൾപ്പെടെയുള്ള അക്ഷയോർജ സ്രോതസുകളിലേക്ക് ലോകശ്രദ്ധ തിരിഞ്ഞത്.
വാഹനങ്ങൾക്കും മറ്റും യാന്ത്രികശക്തി ലഭ്യമാക്കുന്ന ആന്തരജ്വലന (ഇന്റേണൽ കംബസ്റ്റ്യൻ) എൻജിനുകളിൽ ദ്രവ, വാതക ഇന്ധനങ്ങളേ ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയൂ. അതിനാൽ സസ്യജന്യമായ പഞ്ചസാരയിൽനിന്നു വളരെ ലളിതമായ രീതിയിൽ തയാറാക്കാവുന്ന ജൈവ ഈതൈൽ ആൽക്കഹോളും (ബയോ എഥനോൾ) സസ്യ എണ്ണകളിൽനിന്നു രാസപ്രക്രിയ വഴി പരിവർത്തനം ചെയ്തുണ്ടാക്കുന്ന ജൈവ ഡീസലും പ്രചുരപ്രചാരത്തിലെത്തി. പെട്രോൾ എൻജിനിലേക്ക് ആൽക്കഹോളും ഡീസൽ എൻജിനിലേക്ക് ജൈവ ഡീസലും പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദമായ ജൈവ ഇന്ധനങ്ങൾ എന്ന നിലയ്ക്ക് കഴിഞ്ഞ ഏതാനും ദശകങ്ങളായി പരക്കെ അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടു.
ആൽക്കഹോൾ ഇന്ധനം: അല്പം ചരിത്രം
വാഹനങ്ങളുടെ അന്തരികജ്വലന എൻജിനുകളിൽ ഇന്ധനമായി എഥനോൾ ഉപയോഗിച്ചുതുടങ്ങിയിട്ട് അര നൂറ്റാണ്ടോളമായി എന്നതാണ് യാഥാർഥ്യം. അതിന് ഇപ്പോഴത്തെ യുഎസ്-ഇറാൻ യുദ്ധകാലത്തോട് സദൃശ്യമായ മറ്റൊരു പ്രതിസന്ധി ഘട്ടത്തിലെ ചരിത്രംകൂടി പറയേണ്ടതുണ്ട്. 1973ലെ കടുത്ത ഊർജ പ്രതിസന്ധിക്കു കാരണം ഇസ്രയേലിനെതിരേ ഈജിപ്ത്, സിറിയ എന്നീ രാജ്യങ്ങളുടെ നേതൃത്വത്തിൽ തുടങ്ങിയ "യോം കിപ്പൂർ' യുദ്ധമാണ്. സ്വാഭാവികമായും അമേരിക്കയും മറ്റു പശ്ചാത്യ രാജ്യങ്ങളും ഇസ്രയേലിനെ പിന്തുണച്ചു.
സൗദി അറേബ്യയുടെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള പെട്രോളിയം ഉത്പാദക രാജ്യങ്ങൾ എണ്ണ ഉത്പാദനം പെട്ടെന്നു വെട്ടിക്കുറയ്ക്കുകയും അമേരിക്കക്കെതിരേ എണ്ണ ഉപരോധം പ്രഖ്യാപിക്കുകയും ചെയ്തു. അതേത്തുടർന്ന് വെറും മൂന്നു ഡോളർ വിലയുണ്ടായിരുന്ന ക്രൂഡോയിലിന്റെ വില 12 ഡോളറായി വർധിക്കുകയും മിക്ക രാജ്യങ്ങളും കടുത്ത ഊർജ പ്രതിസന്ധിയിലാകുകയും ചെയ്തു. ഇതിനെ നേരിടാൻ പല രാജ്യങ്ങളും പരമ്പരാഗതമല്ലാത്ത ഊർജസ്രോതസുകൾ കണ്ടെത്താൻ ശ്രമമാരംഭിച്ചു. എഥനോൾ ഉൾപ്പെടെയുള്ള ജൈവ ഇന്ധനങ്ങൾ ശ്രദ്ധിക്കപ്പെട്ടുതുടങ്ങിയത് അങ്ങനെയാണ്.
80 ശതമാനം പെട്രോളിയം ഇന്ധനവും ഇറക്കുമതി ചെയ്യുകയായിരുന്ന ബ്രസീൽ 1975ൽ കരിമ്പിൽനിന്ന് ഇന്ധന എഥനോൾ ഉണ്ടാക്കുന്ന ദേശീയ പദ്ധതി ആരംഭിച്ചു. എഴുപതുകളുടെ ആരംഭത്തിൽതന്നെ അമേരിക്കയും വാഹന ഇന്ധനമായി എഥനോൾ ഉപയോഗിക്കാനുള്ള നടപടികൾ ആരംഭിച്ചിരുന്നു. "ഗ്യാസോ ഹോൾ' എന്ന പേരിൽ എഥനോൾ കലർത്തിയ പെട്രോളിന് (അമേരിക്കയിൽ പൊതുവെ പെട്രോളിനെ ഗ്യാസ് എന്നു വിളിക്കുന്നു) 1978 മുതലേ നികുതി ഇളവു നൽകി പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കാൻ ആരംഭിച്ചു. ഇപ്പോൾ പത്തുശതമാനം എഥനോൾ കലർത്തിയ E10 ആണ് അമേരിക്കയിൽ കൂടുതൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്. എന്നാൽ 2003 മുതൽ ബ്രസീലിൽ E20 മുതൽ E100 വരെയുള്ള ഏത് അനുപാതത്തിലുമുള്ള ഇന്ധനം ഉപയോഗിക്കാവുന്ന ഫ്ലക്സ് ഫ്യൂവൽ എൻജിനുള്ള വാഹനങ്ങൾ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ഇന്ധനങ്ങളുടെ ഒക്ടേൻ റേറ്റിംഗ്
പെട്രോൾ ഇന്ധനമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന എൻജിനുകളുടെ സുഗമമായപ്രവർത്തനത്തിന് ഉയർന്ന "ആന്റി നോക്ക്' ഗുണമുള്ള ഇന്ധനങ്ങൾ വേണം. എൻജിനുള്ളിലെ ഇന്ധന ജ്വലനപ്രക്രിയ ക്രമരഹിതമാകുമ്പോഴാണ് "നോക്കിംഗ്' (knocking) എന്നറിയപ്പെടുന്ന പ്രശ്നം ഉണ്ടാകുന്നത്. "ഒക്ടേൻ നമ്പർ' എന്ന സൂചകമാണ് ഈ ഇന്ധനങ്ങളുടെ ഗുണനിലവാരം വിലയിരുത്താൻ ഉപയോഗിക്കുന്നത്.
ഏറ്റവും നല്ല ഇന്ധനമായി കണക്കാക്കുന്ന ഐസോ ഒക്ടേന് 100 എന്ന നമ്പറും വളരെ മോശമായി കണക്കാക്കുന്ന നോർമൽ ഹെപ്റ്റേൻ എന്ന സംയുക്തത്തിന് പൂജ്യം നമ്പറും രേഖപ്പെടുത്തപ്പെട്ട ഒരു സ്കെയിലാണ് ഇത്. ഒരു ഇന്ധനത്തിന്റെ ഒക്ടേൻ നമ്പർ 70 ആണെന്നു പറഞ്ഞാൽ അതിന്റെ അർഥം 70:30 അനുപാദത്തിൽ ഐസോ ഒക്ടേനും നോർമൽ ഹെപ്റ്റേനും കലർത്തിയ ഒരു മിശ്രിതത്തിനു തത്തുല്യമായ നോക്കിംഗ് സ്വഭാവമാണ് ആ ഇന്ധനത്തിനുള്ളത് എന്നാണ്.
പഴയകാല റിഫൈനറികളിൽനിന്നു ലഭ്യമായിരുന്ന സാധാരണ പെട്രോളിന്റെ ഒക്ടേൻ നമ്പർ മിക്കവാറും 80നു താഴെയായിരുന്നു. അപ്പോൾ അതു മെച്ചപ്പെടുത്താൻ ചില ചേരുവകൾ ഉപയേഗിച്ചിരുന്നു. "ടെട്രാ ഈതൈൽ ലെഡ്' ആണ് അക്കാലത്തു പരക്കെ ഉപയോഗിച്ചു വന്നത്. ജ്വലന ശേഷം എൻജിനിൽനിന്നു പുറന്തള്ളുന്ന ഉച്ഛിഷ്ട വാതകങ്ങളിൽ കൂടി ലെഡ് വായുവിലും ജലത്തിലും മണ്ണിലും കലർന്ന് വലിയതോതിൽ പരിസ്ഥിതി പ്രശ്നങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കിയിരുന്നു. കൊച്ചു കുട്ടികളെയാണ് ഈ വിഷം കൂടുതൽ ഗുരുതരമായി ബാധിക്കുന്നത്.
എഥനോളിന്റെ ഒക്ടേൻ നമ്പർ 108 മുതൽ 109 വരെ ആണ്. അതിനാൽ മുമ്പ് പെട്രോളിന്റെ ചേരുവയായി ഉപയോഗിച്ചിരുന്ന ലെഡ് സംയുക്തത്തിനു പകരം എഥനോൾ ഉപയോഗിച്ചാൽ വളരെ എളുപ്പത്തിൽ ഇന്ധനത്തിന്റെ ഒക്ടേൻ റേറ്റിംഗ് വർധിപ്പിക്കാൻ കഴിയുമെന്നു മനസിലായി. പത്തുശതമാനം എഥനോൾ കലർന്ന E10 പെട്രോളിനു വരവേൽപു കിട്ടാൻ ഇതും ഒരു പ്രധാന കാരണമാണ്. അതോടൊപ്പംതന്നെ ഇന്നത്തെ ആധുനിക റിഫൈനറികളിൽ ഒക്ടേൻ നമ്പർ കൂട്ടുന്നതിനുള്ള പ്രത്യേക സാങ്കേതിക വിദ്യകളും ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ഇന്ന് ഇന്ത്യയിൽ ലഭ്യമാകുന്ന സാധാരണ പെട്രോളിന്റെ ഒക്ടേൻ നമ്പർ 91 ആയിരിക്കുമെങ്കിൽ പ്രീമിയം പെട്രോൾ എന്ന ലേബലിൽ വിൽക്കപ്പെടുന്നതിന്റേത് 95-97 എന്ന നിരക്കിൽ ആയിരിക്കും. ഇന്ധനത്തിന്റെ ഒക്ടേൻ റേറ്റിംഗ് ഏറെ കുറയുന്നത് എൻജിൻ തകരാറുകൾ കൂടുതൽ വേഗത്തിൽ സംഭവിക്കാൻ ഇടയാക്കുമെന്നത് യാഥാർഥ്യമാണ്. ഇന്ത്യയിൽ നിർമിക്കപ്പെടുന്ന സാധാരണ വാഹനങ്ങൾക്കെല്ലാം തന്നെ 91 എന്ന ഒക്ടേൻ നമ്പറുള്ള ഇന്ധനം മതിയാകുന്നതാണ്.
(തുടരും)
(ലേഖകൻ കേരള കാർഷിക സർവകലാശാലാ റിട്ട. പ്രഫസറും
ജൈവോർജ മേഖലയിലെഗവേഷകനുമാണ്.)