ฝึกงานภาคฤดูฝน ๒๕๖๔ (๑) กรีนดีเซล (Green Diesel) MO Memoir : Friday 4 June 2564

"HVO - Hydrogenated Vegetable Oil" เริ่มด้วยหัวข้องานก็มีปัญหาแล้วว่าจะให้ทำอะไรกันแน่ เพราะดูรายละเอียดเนื้อหาของงานกับความหมายของหัวข้องานที่คนอื่นเขาใช้กัน (ค้นจากอินเทอร์เน็ต) มันไม่ตรงกัน ก็เลยต้องมีการตกลงกันเรื่องนิยามคำศัพท์ก่อนเพื่อให้เข้าใจตรงกัน

Hydrogenate : คำที่เราพบบ่อยในวิชาเคมีอินทรีย์ หมายถึงปฏิกิริยาเติมไฮโดรเจนเพื่อลดความไม่อิ่มตัว เช่นเปลี่ยน triple bond เป็น double bond, เปลี่ยน double bond เป็น single bond เช่นจาก NN -> N=N -> N-N จาก CC -> C=C -> C-C, จาก C=O เป็น C-OH โดยไม่มีการดึงอะตอมอื่นออกจากโมเลกุล

Hydrotreat : ใช้ไฮโดรเจนเพื่อเข้าไปดึงเอาอะตอมอื่นออกมา เช่น S ออกมาในรูป H₂S, N ออกมาในรูป NH₃ และ O ออกมาในรูป H₂O

Bio-Hydrogenated Diesel (BHD) และ Hydrotreated Vegetable Oil (HVO) : การเปลี่ยนน้ำมันพืช (หรือสัตว์) ให้กลายเป็นไฮโดรคาร์บอน ด้วยการใช้แก๊สไฮโดรเจนไปดึงเอาอะตอม O ออก

Hydrogenated Vegetable Oil : การลดความไม่อิ่มตัวของน้ำมันพืช (เติมไฮโดรเจนเข้าไปที่พันธะคู่) เพื่อให้น้ำมันพืชมีเสถียรภาพต่อความร้อนมากขึ้น หรือมีจุดหลอมเหลวสูงขึ้น (เพื่อทำเนยเทียม - margarine)

"Straight run" หมายถึงน้ำมันที่ออกมาจากหอกลั่นโดยตรง (ยังไม่ผ่านกระบวนการปรับสภาพใด ๆ) เช่น

Straight run gasoline (SRG) คือไฮโดรคาร์บอนในช่วง C₄-C₁₂ มักมีเลขออกเทน (Octane number) ต่ำ ต้องผ่านการเพิ่มเลขออกเทนก่อนนำไปใช้งานได้ (ในประเทศที่อุณหภูมิติดลบในฤดูหนาว จะมีน้ำมันเบนซินเกรดฤดูหนาวที่จะมีการเติม C₄ เข้าไปในน้ำมันเบนซิน เพื่อให้ติดเครื่องยนต์ได้)

Straight run diesel คือไฮโดรคาร์บอนในช่วง C₉-C₂₅ เลขซีเทน (Cetane number) ขึ้นอยู่กับน้ำมันดิบที่นำมากลั่น ส่วนใหญ่จะสูงกว่าขั้นต่ำที่ต้องการ นำไปใช้งานกับเครื่องยนต์ดีเซลได้ทันที

Kerosene หรือน้ำมันก๊าด คือไฮโดรคาร์บอนในช่วง C₁₀-C₁₆ ใช้เป็นเชื้อเพลิงเครื่องยนต์เจ็ต

เครื่องยนต์เบนซินผสมน้ำมันกับอากาศเป็นเนื้อเดียวกันก่อน (คือเป็นไอของน้ำมันในอากาศ) จากนั้นจึงป้อนเข้าสู่กระบอกสูบและทำการจุดระเบิดไอผสมนั้นด้วยประกายไฟจากหัวเทียน (spark plug) การเผาไหม้จะเป็นรูปแบบเปลวไฟแผ่ขยายออกจากเขี้ยวหัวเทียนออกไปในขณะที่ความดันและอุณหภูมิในห้องเผาไหม้เพิ่มสูงขึ้น ไอผสมที่เปลวไฟยังวิ่งไปไม่ถึงต้องไม่ชิงจุดระเบิดเอง (ผลจาก autoignition temperature) เพราะถ้าเกิดเมื่อใดจะทำให้เกิดคลื่นเผาไหม้วิ่งปะทะกัน เรียกว่าเกิดการ knock ตัวเลขที่ใช้บอกคุณสมบัติต้านทานการ knock คือเลขออกเทน (Octane number) ไฮโดรคาร์บอนที่ป้องกันการเกิดการ knock ได้ดี (คือจุดระเบิดเองได้ยาก) คือพวกที่มีโครงสร้างเป็นโซ่กิ่งและอะโรมาติก

เครื่องยนต์ดีเซลใช้การอัดอากาศให้ร้อน จากนั้นจึงฉีดน้ำมันในรูปของหยดของเหลวเล็ก ๆ เข้าไปในห้องเผาไหม้ หยดน้ำมันเล็ก ๆ เมื่อสัมผัสกับอากาศร้อนจะต้องลุกไหม้ทันที (ต้องเป็นพวกที่มี autoignition temperature ต่ำ) ถ้าหากมันไม่เผาไหม้ มันจะสะสมอยู่ในห้องเผาไหม้ และอาจจุดระเบิดขึ้นในจังหวะที่ไม่เหมาะสมได้ ทำให้เครื่องยนต์เกิดการ knock ตัวเลขที่ใช้บอกคุณสมบัติต้านทานการ knock ของน้ำมันดีเซลคือเลขซีเทน (Cetane number) ไฮโดรคาร์บอนที่ป้องกันปัญหาการ knock ได้ดี (คือลุกติดไฟได้ง่ายเมื่อสัมผัสกับอากาศร้อน) คือพวกที่มีโครงสร้างเป็นโซ่ตรง (straight chain)

ไฮโดรคาร์บอนในน้ำมันดิบจะขึ้นกับแหล่งที่มา ซึ่งน้ำมันดิบจากแหล่งธรรมชาติจะแบ่งออกเป็น ๓ กลุ่มด้วยกัน คือ paraffin base ที่ส่วนใหญ่จะเป็นไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวที่เป็น straight chain, naphthene base ที่มีสัดส่วนไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวที่มีโครงสร้างเป็นวง (cycloaliphatic), และ aromatic base ที่มีปริมาณอะโรมาติกสูง ด้วยการที่น้ำมันดิบในธรรมชาติส่วนใหญ่จะเป็น paraffin base ด้วยเหตุนี้ straight run diesel จึงมักมีเลขซีเทนที่สูงพอที่จะนำไปใช้งานได้ทันที แต่ straight run gasoline จะมีเลขออกเทนต่ำกว่าที่จะนำไปใช้งานได้ทันทีอยู่มาก

นี่คือเหตุผลที่ถามคำถามไปเมื่อวานว่าน้ำมันดีเซลที่ได้จากหอกลั่นโดยตรงนั้นมีปัญหาเรื่องเลขซีเทนไหม ถ้าในเมื่อไม่ได้มีปัญหาเรื่องเลขซีเทนของน้ำมันที่ได้ (เพราะมันสูงกว่ามาตรฐานอยู่แล้ว) แล้วจะผลิตน้ำมันที่มีเลขซีเทน 100 ไปทำไม

น้ำมันพืชและไขมันจากสัตว์เป็นสารประกอบกอบเอสเทอร์ (ester) ระหว่างกลีเซอรีนกับกรดไขมัน ๓ ตัว โดยที่กรดไขมันทั้ง ๓ ตัวนั้นไม่จำเป็นต้องเป็นชนิดเดียวกัน และอาจเป็นกรดไขมันอิ่มตัว (คือไม่มีพันธะ C=C) หรือมีความไม่อิ่มตัวก็ได้ แต่จำนวนอะตอม C ของกรดไขมันจะเป็นเลขคู่เสมอ และถ้ามีความไม่อิ่มตัวจะมีโครงสร้างแบบ cis เสมอ

ความยาวสายโซ่กรดไขมันขึ้นอยู่กับแหล่งที่มา พืชต่างชนิดกันก็ผลิตกรดไขมันที่มีความยาวสายโซ่ต่างกัน เช่นน้ำมันมะพร้าวและ palm kernel oil จะมีความยาวสายโซ่อยู่ที่ C₁₀-C₁₂ (เหมาะแก่การทำสบู่) น้ำมันปาล์ม (palm oil) จะมีความยาวสายโซ่อยู่ที่ประมาณ C₁₆ เป็นหลัก น้ำมันเมล็ดทานตะวันและน้ำมันถั่วลิสงจะอยู่ที่ประมาณ C₁₈ เป็นหลัก ในขณะที่น้ำมันถั่วเหลืองและ rape seed จะมีความยาวสายโซ่ได้ถึง C₂₂-C₂₄

พืชอื่นที่นำมาผลิตเป็นน้ำมันพืชเพื่อบริโภคในบ้านเราก็ยังมีน้ำมันจากเมล็ดนุ่นและจากเมล็ดฝ้าย

นอกจากนี้ท้องถิ่นที่มีสภาพอากาศต่างกันก็ปลูกพืชได้ต่างชนิดกัน เช่นยุโรปจะปลูก rape seed อเมริกาจะปลูกถั่วเหลือง (และทานตะวัน) ประเทศเขตร้อนจะปลูกปาล์มน้ำมันและทานตะวัน ดังนั้นการอ่านงานวิจัยด้านนี้จึงต้องคำนึงถึงเรื่องนี้ด้วยก่อนที่จะนำเอาวิธีการหรือผลการทดลองมาเปรียบเทียบกัน

เครื่องยนต์ดีเซลเมื่อแรกเริ่มออกแบบ ใช้น้ำมันจากถั่วลิสงเป็นเชื้อเพลิงด้วยซ้ำ

ไฮโดรคาร์บอนโซ่ตรงจะมีจุดหลอมเหลวสูงกว่าพวกโซ่กิ่งหรือพวกที่มีพันธะคู่แบบ cis ตัวอย่างเช่น Cetane (หรือ Hexadecane C₁₆-H₃₄) ที่ใช้เป็นตัวมาตรฐานอ้างอิงเลขซีเทน 100 มีจุดหลอมเหลวอยู่ที่ 18ºC ยิ่งโมเลกุลขนาดใหญ่ขึ้นก็จะมีจุดหลอมเหลวสูงขึ้น ด้วยเหตุนี้ในการประชุมเมื่อวันพุธที่มีการเอ่ยว่าเมทิลเอสเทอร์มีปัญหาเรื่อง cloud point สูง นั่นก็เป็นเพราะส่วนที่เป็นสายโซ่ไฮโดรคาร์บอนของเมทิลเอสเทอร์ที่เราใช้กันนั้นมีความยาวค่อนข้างมาก (ตั้งแต่ C₁₆ ขึ้นไป)

cloud point คืออุณหภูมิที่เห็นน้ำมันเริ่มขุ่นเมื่อเราลดอุณหภูมิน้ำมันลงเรื่อย ๆ เกิดจากการที่โมเลกุลขนาดใหญ่นั้นเริ่มแข็งตัวกลายเป็นของแข็งในน้ำมัน แต่ข้อกำหนดคุณลักษณะน้ำมันบ้านเราไม่ได้ควบคุมอุณหภูมิ cloud point แต่ไปควบคุมอุณหภูมิจุดไหลเทหรือ pour point ไว้ไม่สูงเกินกว่า 10ºC (pour point คืออุณหภูมิที่น้ำมันสูญเสียคุณสมบัติเป็นของเหลว คือถ้าอุณหภูมิต่ำกว่านี้จะไม่สามารถเทน้ำมันออกจากภาชนะได้)

การจำแนกด้วยการใช้ความเร็วรอบการหมุนในระหว่างการใช้งานจะแบ่งเครื่องยนต์ดีเซลออกเป็น ๒ ประเภท คือ

- Low speed diesel หรือเครื่องยนต์ดีเซลหมุนช้า คือพวกที่มีรอบการทำงานในช่วง 300-1000 rpm มักพบกับเครื่องยนต์บางประเภท เช่น รถไฟ เรือยนต์ เครื่องปั่นไฟขนาดใหญ่ เครื่องยนต์แบบนี้จะใช้น้ำมันดีเซลหมุนช้าหรือน้ำมันขี้โล้ กรมธุรกิจพลังงานกำหนดค่าซีเทนอย่างต่ำของน้ำมันดีเซลหมุนช้านี้ไว้ที่ ๔๕ (ประกาศปี ๒๕๖๓)

- High speed diesel หรือเครื่องยนต์ดีเซลหมุนเร็ว พวกนี้จะมีรอบการทำงานที่สูงกว่า เป็นพวกที่เราพบเห็นกันทั่วไปในรถบรรทุกรถโดยสารขนาดใหญ่ เครื่องยนต์แบบนี้จะใช้น้ำมันดีเซลหมุนเร็ว ซึ่งก็คือน้ำมันที่ขายกันตามปั๊มน้ำมันทั่วไปกรมธุรกิจพลังงานกำหนดค่าซีเทนอย่างต่ำของน้ำมันดีเซลหมุนเร็วนี้ไว้ที่ ๕๐ (ประกาศปี ๒๕๖๓)

อีกเกณฑ์ที่ใช้แบ่งประเภทคือแบ่งออกเป็นเครื่องดีเซล 4 จังหวะและ 2 จังหวะ เครื่องยนต์ดีเซลที่เราเห็นกันทั่วไปส่วนใหญ่จะเป็นเครื่องยนต์ดีเซล 4 จังหวะ

ในปัจจุบันมีการนำเอาน้ำมันพืชมาใช้กับเครื่องยนต์ดีเซลด้วยกัน ๓ รูปแบบคือ ผสมโดยตรง, เปลี่ยนเป็นเมทิลเอสเทอร์ และเปลี่ยนเป็นไฮโดรคาร์บอนโซ่ตรง (ไขมันจากสัตว์ขอข้ามไปเลย เพราะมันมีน้อย)

การผสมเข้าโดยตรงเป็นวิธีการที่ทำได้ง่ายที่สุด เป็นการลดการใช้น้ำมันดีเซลลงบางส่วน (ไม่ใช่การแทนที่ทั้งหมด) วิธีการนี้พวกผู้ผลิตรถยนต์ (ที่เป็นเครื่องดีเซลรอบสูง) ไม่แนะนำให้ใช้ แต่สำหรับพวกที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซลรอบสูงแต่ไม่ได้ใช้งานที่รอบสูงหรือใช้งานโดยทำงานที่รอบเครื่องคงที่ (เช่นเครื่องยนต์ดีเซลขนาดเล็กสารพัดประโยชน์ที่ใช้ในการเกษตร หรือเรือขนาดเล็ก หรือเครื่องสูบน้ำ) ก็มีชาวบ้านเขาผสมใช้กันเอง บางคนก็นำมาใช้กับรถปิคอัพ (ช่วงที่น้ำมันปาล์มราคาต่อลิตรถูกกว่าน้ำมันดีเซล คือเทเข้าไปในถังน้ำมันก่อนเติมน้ำมันดีเซล) และยังมีโรงงานที่ใช้น้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไอน้ำ ก็มีการนำเอาน้ำมันพืชใช้แล้วมาผสมเข้ากับน้ำมันดีเซลที่ใช้เผาเป็นเชื้อเพลิงเพื่อผลิตไอน้ำ

การเปลี่ยนเป็นเมทิลเอสเทอร์เป็นวิธีการหลักที่บ้านเราทำกันอยู่ ในวิธีการนี้เรายังต้องพึ่งพาการนำเข้าเมทานอลจากต่างประเทศ (ซึ่งเมทานอลก็มาจากปิโตรเลียมอยู่ดี) ข้อดีของเมทิลเอสเทอร์ก็คือผสมเข้ากับน้ำมันดีเซลได้ทุกสัดส่วน หรือจะใช้แทนน้ำมันดีเซลเลยก็ได้ (B100) แต่ผู้ผลิตรถหลายรายไม่แนะนำให้ใฃ้น้ำมันที่มีสัดส่วนเมทิลเอสเทอร์สูงกับเครื่องยนต์ เพราะระบบจ่ายเฃื้อเพลิงของรถยนต์นั้นมันมีบางตัวที่ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงทำหน้าที่เป็นน้ำมันหล่อลื่นด้วย (เช่นปั๊มหัวฉีดน้ำมัน) ดังนั้นแม้ว่าเมทิลเอสเทอร์จะมีเลขซีเทนระดับเดียวกับหรือสูงกว่าน้ำมันดีเซลที่เป็นไฮโดรคาร์บอน แต่ความสามารถในการหล่อลื่นชิ้นส่วนมันแตกต่างกันอยู่

การเปลี่ยนน้ำมันพืชเป็นไฮโดรคาร์บอนโซ่ตรงทำได้ ๓ วิธี วิธีการแรกคือ thermal cracking โดยตรง วิธีการนี้จะได้ความยาวสายโซ่ที่กระจัดกระจาย แต่ถ้าน้ำมันพืชนั้นมีความยาวสายโซ่สั้นอยู่แล้ว ก็อาจได้น้ำมันเบนซินหรือน้ำมันก๊าดแทนน้ำมันดีเซล ข้อของวิธีการนี้ก็คือไม่ต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา ไม่ต้องใช้ความดันสูง แต่ผลิตภัณฑ์คงจะผสมกันมั่วไปหมด

วิธีการที่สองคือ แยกน้ำมันพืชออกมาเป็นกรดไขมันและกลีเซอรีนก่อน (ได้กลีเซอรีนที่ต้องหาทางนำไปใช้) จากนั้นจึงค่อยทำการรีดิวซ์กรดไขมันให้กลายเป็นไฮโดรคาร์บอนโซ่ตรง (คือเปลี่ยนหมู่ -COOH เป็น CH₃) หรือไม่ก็ทำการตัดหมู่ -COOH ทิ้ง (decarboxylation) วิธีการนี้เป็นกระบวนการสองขั้นตอน

วิธีการที่สามคือ hydrotreating ซึ่งใช้ไฮโดรเจนไปดึงเอาอะตอมออกซิเจนออกในรูปของ H₂O ซึ่งคงต้องมีการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาช่วย และคงต้องใช้ความดันช่วยเพื่อทำให้ไฮโดรเจนละลายเข้าไปในน้ำมัน ความยาวสายโซ่ที่ได้ก็จะอยู่ที่ระดับประมาณกรดไขมันของน้ำมันพืชที่ใช้ แต่ประเด็นคำถามก็คือจะเอาไฮโดรเจนมาจากไหน (จากปิโตรเลียมอีกหรือเปล่า)

ขอยกตัวอย่างในกรณีของรถยนต์ (เพราะเห็นภาพง่ายดี) ปริมาณเชื้อเพลิงที่ต้องใช้ต่อระยะทางที่เดินทางได้ (l/km) หรือระยะทางที่เดินทางได้ต่อปริมาณเชื้อเพลิงที่ใช้ไป (km/l) จะขึ้นอยู่กับ พลังงานต่อหน่วยปริมาตร (kJ/l) ของเชื้อเพลิง และการเผาไหม้เชื้อเพลิงนั้นว่าทำได้สมบูรณ์แค่ไหน (คือความสามารถในการดึงเอาพลังงานของเชื้อเพลิงมาใช้)

ที่จำนวนอะตอม C เท่ากัน คิดจากการเปลี่ยนรูปเป็น CO₂ และ H₂O ไฮโดรคาร์บอนจะมีพลังงานในตัวสูงสุด (ไม่ขึ้นกับว่าไฮโดรคาร์บอนนั้นจะมาจากปิโตรเลียมหรือการเปลี่ยนโครงสร้างน้ำมันพืช) ถ้ามีอะตอม O อยู่ร่วมในโมเลกุล พลังงานในตัวจะลดลง (ยิ่งมี O มากก็ยิ่งลดลงมาก) ดังนั้นน้ำมันเชื้อเพลิงที่เป็นไฮโดรคาร์บอนล้วน ๆ (เช่นน้ำมันเบนซินที่ไม่ได้ใช้สาร oxygenate เพิ่มเลขออกเทน และน้ำมันดีเซลที่เป็นไฮโดรคาร์บอนล้วน) จะมีพลังงานต่อลิตรสูงกว่าน้ำมันเชื้อเพลิงที่มีสารประกอบ oxygenate ผสม

สาร oxygenate คือสารอินทรีย์ที่มีอะตอม O ในโครงสร้างโมเลกุล สาร oxygenate หลักที่ใช้เพิ่มเลขออกเทนของน้ำมันเบนซินคือ methyl tertiary butyl ether (MTBE) และเอทานอล ในกรณีของน้ำมันดีเซลคือเมทิลเอสเทอร์

 

รูปที่ ๑ ไอเสียจากเครื่องยนต์ดีเซลที่ใช้น้ำมันดีเซลล้วน ๆ และที่มีการผสมเมทิลเอสเทอร์ จะเห็นว่าแม้ว่าน้ำมันที่มีการผสมเมทิลเอสเทอร์จะเกิด CO และ NOx ต่ำกว่า แต่มีไฮโดรคาร์บอน (HC) ในแก๊สไอเสียมากกว่า (จากบทความเรื่อง Performance of Disel Engine Fuelled by a Biodiesel Extracted From a Waste Cooking OIl โดย W.M. Adaileh และ K.S. Alqdah ในวารสาร Energy Procedia 18(2018) 1317-1334.

ดังนั้นถ้าเชื้อเพลิงนั้นเผาไหม้ได้สมบูรณ์ เมื่อคิดที่ระยะทางเท่ากัน จะพบว่าเชื้อเพลิงที่ไม่มีสาร oxygenate ผสมอยู่จะใช้ปริมาตรน้อยกว่าพวกที่มีสาร oxygenate ผสมอยู่ ผลนี้เห็นได้ชัดในกรณีของเครื่องยนต์เบนซิน ที่เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าน้ำมันเบนซินไม่มีสาร oxygenate ผสมอยู่จะวิ่งได้ระยะทางต่อลิตรมากกว่าน้ำมันที่ใช้อีเทอร์หรือแอลกอฮอล์เป็นสารเพิ่มเลขออกเทน หรือในปัจจุบันที่จะเห็นว่าแก๊สโซฮอล์ที่มีสัดส่วนเอทานอลสูงจะวิ่งได้ระยะทางต่อลิตรต่ำกว่าพวกที่มีสัดส่วนเอทานอลต่ำกว่า (ในเครื่องยนต์เบนซินนั้นจะผสมน้ำมันกับอากาศให้กลายเป็นเนื้อเดียวกันก่อนที่จะจุดระเบิด จึงเสมือนว่าโมเลกุลเชื้อเพลิงแต่ละโมเลกุลมีการสัมผัสกับออกซิเจนก่อนการเผาไหม้)

ในกรณีของเครื่องยนต์ดีเซลนั้นมีความแตกต่างกันอยู่ คือเป็นการเผาไหม้หยดของเหลวจากผิวนอกเข้าหาแกนกลาง ดังนั้นพื้นที่ผิวที่ออกซิเจนจะทำปฏิกิริยากับเชื้อเพลิงได้จึงมีจำกัด มีเฉพาะโมเลกุลเชื้อเพลิงที่อยู่ที่ผิวนอกเท่านั้นที่เกิดการลุกไหม้ได้ การออกแบบเครื่องยนต์จึงต้องพยายามฉีดน้ำมันให้เป็นละอองฝอยละเอียดเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวสัมผัส (ทรงกลมที่มีขนาดเล็กจะมีพื้นที่ผิวต่อหน่วยปริมาตรสูงกว่าทรงกลมที่มีขนาดใหญ่กว่า) ดังนั้นจึงมีปัจจัยเรื่องความง่ายในการเผาเชื้อเพลิงเข้ามาเกี่ยวข้องด้วย เชื้อเพลิงที่มีออกซิเจนในโมเลกุลจะเผาไหม้ได้สมบูรณ์กว่า (คือเกิด CO และเชื้อเพลิงที่ไม่เผาไหม้ต่ำกว่า) แต่ก็มีโอกาสเกิด NOx (สารประกอบไนโตรเจนออกไซด์) และมลพิษที่เป็นสารประกอบ oxygenate โมเลกุลเล็กมากกว่า แต่เชื้อเพลิงที่มีพลังงานในตัวสูงกว่า เมื่อเผาไหม้ก็จะเกิดความร้อนมากกว่า มีโอกาสทำให้ปฏิกิริยาการเผาไหม้ดำเนินไปข้างหน้าได้รวดเร็วและสมบูรณ์ได้มากกว่า แต่อุณหภูมิแก๊สที่ร้อนมากกว่าก็สามารถทำให้เกิด NOx ได้มากเช่นกัน

ผลการทดลองที่มีการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการหลายบทความ ที่เป็นการเปรียบเทียบกันระหว่างน้ำมันดีเซลและน้ำมันดีเซลที่มีการผสมไบโอดีเซล ก็ให้ผลที่แตกต่างกันอยู่ ขึ้นอยู่กับ "ไบโอดีเซล" ที่นำมาผสมนั้นได้มากจากวิธีการใด และปริมาณที่ผสมเข้าไป

รูปที่ ๒ ตัวอย่างองค์ประกอบในแก๊สไอเสียจากเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันดีเซลที่มีสัดส่วน biodiesel ที่แตกต่างกัน biodiesel ในงานนี้ไม่ใช่เมทิลเอสเทอร์ แต่เป็นไฮโดรคาร์บอนที่ได้จากการ pyrolysis น้ำมันพืชใช้แล้ว คือให้ความร้อนจนโมเลกุลน้ำมันพืชแตกออกเป็นโมเลกุลเล็ก ๆ B0 คือดีเซลจากปิโตรเลียมล้วน ๆ ส่วน B100 คือดีเซลที่ได้จากปฏิกิริยา pyrolysis ล้วน ๆ B100 เกิด NOx และ CO ต่ำกว่า BO แต่มีไฮโดรคาร์บอน (HC) ในแก๊สไอเสียมากกว่า B0 (จากบทความเรื่อง Diesel Engine Performance, Emission and Combustion Characteristics of Biodiesel and Its Blends Derived from Catalytic Pyrolysis of Waste Cooking Oil โดย M. Mohamed และคณะ วารสาร Energies, 2020, 13, 5708 (www.mdpi.com/journal/energies)

อย่างเช่นในรูปที่ ๑ เป็นการใช้ไบโอดีเซลที่เป็นเมทิลเอสเทอร์ ส่วนในรูปที่ ๒ เป็นไบโอดีเซลที่ได้จากการไพโรไรซิส จะเห็นว่าสำหรับมลพิษบางตัว (เช่น CO) น้ำมันดีเซลที่มีไบโอดีเซลผสมจะเกิดมลพิษตัวนั้นต่ำกว่าน้ำมันดีเซลที่ไม่มีไบโอดีเซลผสม แต่สำหรับมลพิษบางตัว (เช่นไฮโดรคาร์บอน HC) น้ำมันดีเซลที่ไม่มีไบโอดีเซลผสมจะเกิดมลพิษตัวนั้นต่ำกว่าน้ำมันดีเซลที่มีไบโอดีเซลผสม

ดังนั้นน้ำมันดีเซลที่อ้างว่ามีแหล่งที่มาแบบ "Green" ก็มีโอกาสที่จะไม่ Green จริงเสมอไปเมื่อนำพลังงานที่ต้องใช้ในการผลิตและมลพิษที่เกิดขึ้นจริงในการใช้งานมาพิจารณาร่วมด้วย