name | autoweek.cz
Biopaliva od A do Z - Proč žijeme s biopalivy?
24.04.2015 | | Trendy
Zpracováno stranou Svobodní ve spolupráci s odborníkem Ústavu technologie ropy a alternativních paliv VŠCHT Praha, Ing. Jaroslavem Černým, CSc.
Biopaliva
Proč žijeme s biopalivy?
Důvodů pro zavádění biopaliv do praxe je několik. Především je to obava ze zmenšujících se známých zásob ropy. Jsou sice objevovány další zdroje ropy, avšak tyto zásoby jsou již méně přístupné a její těžba je proto dražší.
Dalším důvodem je zemědělská politika. S prvními myšlenkami o využívání biopaliv v automobilismu se často objevoval argument využití přebytečné zemědělské půdy a zkulturnění krajiny. Dnes je na tento argument již trochu jiný pohled. Pěstování plodin jako suroviny pro výrobu bionafty a biolihu začalo konkurovat výrobě potravin a vedlo již na počátku používání biopaliv ke zdražení potravin, které bylo citelné zejména v rozvojových zemích.
Třetím důvodem je ekologické hledisko a emise oxidu uhličitého, který je jedním ze skleníkových plynů, o nichž se tvrdí, že ovlivňují globální klimatické podmínky. I na tento bod je již trochu opravený pohled. Běžně se používá názor, že oxid uhličitý, který rostlina při svém růstu odebere z ovzduší, se po spálení biopaliva do ovzduší zase vrátí. To je velmi zjednodušené. Záleží vše na tom, co se do cyklu výroby biopaliv zahrne. Pokud se do bilance zahrne nejen spotřeba energie na zemědělské obhospodařování půdy, spotřeba energie při výrobě bionafty nebo biolihu, ale i zábor zemědělské půdy, vznik nové zemědělské půdy zoráním luk a vykácením pralesů v jihoamerických a východoasijských oblastech, pak bilance oxidu uhličitého může vycházet pro biopaliva velmi nevýhodně.
Je prokázané, že metan je skleníkový plyn, s 23x větším účinkem než oxid uhličitý. Největší množství emisí metanu vzniká při pěstování rýže nebo při chování hovězího dobytka. Přesto nikdo vážně neuvažuje o omezení produkce rýže či snížení stavu dobytka.
Biopaliva 1. a 2. generace
Vztah biopaliv k zemědělské půdě a konflikt s produkcí potravin vedl k definování biopaliv první a druhé generace:
První generace biopaliv je ta, se kterou se dnes běžně setkáváme. Biopaliva jsou vyráběna z potravinářských plodin (olejnaté a cukernaté plodiny) a pěstují se na zemědělské půdě. Konflikt s produkcí potravin je zde zřejmý.
Druhá generace paliv je zatím vize budoucnosti. Tato biopaliva by se měla vyrábět pouze z nepotravinářských surovin a neměla by využívat zemědělskou půdu. Vše je zatím ve stádiu vývoje. Surovinou pro biopaliva 2. generace by měla být lignocelulóza, tj. dřevitý odpad, sláma, rychle rostoucí trávy apod. Nejpopulárnější je dnes trend, který počítá s výrobou biopaliv z mořských řas.
Technické aspekty používání biopaliv v dopravě
Distribuce a skladování bionafty
Bionafta má jednu velmi špatnou vlastnost. Je oxidačně velmi málo stabilní a při delším skladování se v ní tvoří nerozpustné látky, kaly a úsady. Oxidační stabilitu ještě snižují případné nečistoty z výroby. Proto je nutné bionaftu důkladně čistit a nakonec ještě aditivovat přísadou působící proti oxidaci. Taková bionafta je potom dodávána velkodistributorům motorové nafty, u nás např. rafinerie nebo podnik Čepro.
K přídavkům bionafty do ropné nafty dochází většinou těsně před plněním nebo dokonce až při plnění distribučních cisteren, kterou dopravce ihned odváží k zákazníkovi. Ve velkoskladech se nafta s obsahem bionafty neskladuje. U menších distributorů a na čerpacích stanicích je v nádržích povoleno skladování motorové nafty s přídavkem bionafty maximálně 3 měsíce. Při delším skladování již motorová nafta nemusí mít požadovanou čistotu a může tak způsobovat v motoru potíže, především se zanášením filtrů nebo vstřikovačů.
Podobné je to i s benzinem, ve kterém je obsažen biolíh. Ten velmi ochotně přijímá ze vzduchu vlhkost, mění se rozpustnost lihu v benzinu a mohou vznikat nevzhledné šlemy, které v motoru způsobují podobné technické problémy.
Sezónní odstávka automobilů a motorové techniky
Běžný automobil je dnes v provozu celý rok, palivo se v nádrži stále obměňuje. Nicméně existují případy, kdy takový provoz není možný. Jen namátkou lze vyjmenovat – vojenská technika, zemědělská technika, menší farmářské stroje, sezónní zařízení např. v horských střediscích, malá zahradní technika. Zvláštním případem je potom palivo pro záložní zdroje elektrické energie, které musí být neustále.
Postupem času se ale většinu závažných případů podařilo odstranit či nějakým způsobem obejít. Třeba agropodniky nebo jiné distribuční firmy, které dodávají zemědělským družstvům či farmářům, prodávají kromě běžné nafty i čistou bionaftu (označovaná jako B100) nebo směsnou motorovou naftu SMN 30. Tím splní legislativní připravené k provozu v případě výpadku dodávky elektrické energie, např. bezpečnostní systémy v elektrárnách, v nepřetržitých provozech, nemocnicích apod.
Ve všech vyjmenovaných případech hrozí, že při delším skladování paliva s obsahem biosložky se v něm vytvoří nerozpustné zplodiny stárnutí a pravděpodobnost vzniku závady na motorech potom roste. To může potvrdit mnoho zahrádkářů, kteří mají s jarním uvedením zahradní techniky, např. travních sekaček, různých motorových čerpadel apod., do provozu každoročně problémy.
Zemědělci využívají na podzim před nadcházejícím zimním uložení zemědělské techniky možnost natankování čisté ropné nafty. Ne vždy jsou však takové dodávky možné. Spotřebitelé, kteří jsou odkázáni na síť čerpacích stanic, možnost volby nemají, i když i tam je někdy možné nakoupit určitá paliva bez obsahu biosložky.
Záložní zdroje energie jsou dnes zásobované téměř výhradně arktickou naftou, která biosložku neobsahuje i z důvodu splnění požadovaných nízkoteplotních vlastností.
Aspekty připravovaného zákona o podpoře biopaliv
V tisku jsou přístupné informace, že v připravovaném zákoně o podpoře biopaliv na další období bude přímo plošná povinnost přimíchávat biosložku. Na rozdíl od současné doby, kdy stačilo splnit procentuální kvótu biopaliv z celkového množství paliv. Přijetím takové povinnosti by zřejmě nebylo možné řešit některé případy způsobem zmíněným v předcházející kapitole a je otázkou, jak by se řešily sporné případy nutného uložení sezónních strojů a dopravní techniky. Z technického hlediska by tak mohlo docházet k častějším závadám a haváriím na motorech a zařízeních. Také předsezónní uvedení techniky do provozu bude vyžadovat větší úsilí, více oprav a více problémů.
Kontaminace paliv
Vynětím rostlinných olejů z výlučně potravinářské distribuce a jejich výskytem v běžné přepravě technických produktů dochází k reálné možnosti kontaminace automobilových paliv. První případy byly zaznamenané již krátce po zahájení přídavků biosložek do běžných automobilových paliv v roce 2008. Díky znečištěným přepravním cisternám došlo ke kontaminaci automobilového benzinu rostlinným olejem. I malá koncentrace oleje v benzinu tehdy stačila k náhlým haváriím motorů. Podobný účinek jako rostlinný olej může mít v benzinu i bionafta, která má chemicky podobné vlastnosti. Stačí i kontaminace benzinu běžnou motorovou naftou s běžným obsahem biosložky. Namátkovou analýzou benzinů z běžné distribuční sítě byla kontaminace benzinů bionaftou skutečně nalezena, a to v poměrně významném počtu případů.
Analýzami normovaných vlastností, které provádí ČOI, se často prokáže kontaminace nafty benzinem a distributor je za to pokutován. Kontaminace benzinu naftou však sledovaná není. Je možné ale odhadnout, a bylo to i prokázané, že k takové kontaminaci také dochází, což přispívá ke zkracování životnosti benzinových motorů.
Malý a záměrný přídavek rostlinného oleje do motorové nafty bývá také používán k vytvoření fiktivních produktů, z nichž se neplatí spotřební daň. Tyto produkty jsou poté pravděpodobně prodávány jako běžná motorová nafta. Technické problémy s takovou naftou mohou mít především motory vybavené částicovými filtry, což jsou v podstatě všechny moderní automobily s naftovými motory.
Motorové oleje
Motorové oleje jsou zdánlivě jinou kapitolou, kterou biopaliva nemohou ovlivnit. Jenže to není pravda. V každém motoru dochází k pronikání paliva do klikové skříně a motorového oleje. Běžný obsah paliva v oleji je do 5 %. U naftových motorů, k nimž v posledních letech neodmyslitelně patří také částicové filtry, se toto množství může zvyšovat až na více než 10 %. Takové množství paliva a biopaliva již významně ovlivňuje jak viskozitu a mazací schopnosti, tak i vlastnosti motorového oleje. To se projeví mnohem rychlejším procesem stárnutí a degradace motorového oleje.
Biopalivům se přizpůsobuje i vývoj nových motorových olejů, který je v posledních 10 letech zaměřen téměř výhradně na zvýšení odolnosti proti účinkům biopaliv. Zvýšené nároky na motorový olej jsou také doprovázené velkým tlakem automobilek na prodloužené intervaly výměny motorových olejů. Nejnovější motorové zkoušky pro testování vlivu bionafty na motorové oleje jsou založené na přimíchání 7 % bionafty přímo do motorového oleje a pohon motoru potom zabezpečuje nafta s 15 % bionafty.
Proč žijeme s biopalivy?
Důvodů pro zavádění biopaliv do praxe je několik. Především je to obava ze zmenšujících se známých zásob ropy. Jsou sice objevovány další zdroje ropy, avšak tyto zásoby jsou již méně přístupné a její těžba je proto dražší.
Dalším důvodem je zemědělská politika. S prvními myšlenkami o využívání biopaliv v automobilismu se často objevoval argument využití přebytečné zemědělské půdy a zkulturnění krajiny. Dnes je na tento argument již trochu jiný pohled. Pěstování plodin jako suroviny pro výrobu bionafty a biolihu začalo konkurovat výrobě potravin a vedlo již na počátku používání biopaliv ke zdražení potravin, které bylo citelné zejména v rozvojových zemích.
Třetím důvodem je ekologické hledisko a emise oxidu uhličitého, který je jedním ze skleníkových plynů, o nichž se tvrdí, že ovlivňují globální klimatické podmínky. I na tento bod je již trochu opravený pohled. Běžně se používá názor, že oxid uhličitý, který rostlina při svém růstu odebere z ovzduší, se po spálení biopaliva do ovzduší zase vrátí. To je velmi zjednodušené. Záleží vše na tom, co se do cyklu výroby biopaliv zahrne. Pokud se do bilance zahrne nejen spotřeba energie na zemědělské obhospodařování půdy, spotřeba energie při výrobě bionafty nebo biolihu, ale i zábor zemědělské půdy, vznik nové zemědělské půdy zoráním luk a vykácením pralesů v jihoamerických a východoasijských oblastech, pak bilance oxidu uhličitého může vycházet pro biopaliva velmi nevýhodně.
Je prokázané, že metan je skleníkový plyn, s 23x větším účinkem než oxid uhličitý. Největší množství emisí metanu vzniká při pěstování rýže nebo při chování hovězího dobytka. Přesto nikdo vážně neuvažuje o omezení produkce rýže či snížení stavu dobytka.
Biopaliva 1. a 2. generace
Vztah biopaliv k zemědělské půdě a konflikt s produkcí potravin vedl k definování biopaliv první a druhé generace:
První generace biopaliv je ta, se kterou se dnes běžně setkáváme. Biopaliva jsou vyráběna z potravinářských plodin (olejnaté a cukernaté plodiny) a pěstují se na zemědělské půdě. Konflikt s produkcí potravin je zde zřejmý.
Druhá generace paliv je zatím vize budoucnosti. Tato biopaliva by se měla vyrábět pouze z nepotravinářských surovin a neměla by využívat zemědělskou půdu. Vše je zatím ve stádiu vývoje. Surovinou pro biopaliva 2. generace by měla být lignocelulóza, tj. dřevitý odpad, sláma, rychle rostoucí trávy apod. Nejpopulárnější je dnes trend, který počítá s výrobou biopaliv z mořských řas.
Technické aspekty používání biopaliv v dopravě
Distribuce a skladování bionafty
Bionafta má jednu velmi špatnou vlastnost. Je oxidačně velmi málo stabilní a při delším skladování se v ní tvoří nerozpustné látky, kaly a úsady. Oxidační stabilitu ještě snižují případné nečistoty z výroby. Proto je nutné bionaftu důkladně čistit a nakonec ještě aditivovat přísadou působící proti oxidaci. Taková bionafta je potom dodávána velkodistributorům motorové nafty, u nás např. rafinerie nebo podnik Čepro.
K přídavkům bionafty do ropné nafty dochází většinou těsně před plněním nebo dokonce až při plnění distribučních cisteren, kterou dopravce ihned odváží k zákazníkovi. Ve velkoskladech se nafta s obsahem bionafty neskladuje. U menších distributorů a na čerpacích stanicích je v nádržích povoleno skladování motorové nafty s přídavkem bionafty maximálně 3 měsíce. Při delším skladování již motorová nafta nemusí mít požadovanou čistotu a může tak způsobovat v motoru potíže, především se zanášením filtrů nebo vstřikovačů.
Podobné je to i s benzinem, ve kterém je obsažen biolíh. Ten velmi ochotně přijímá ze vzduchu vlhkost, mění se rozpustnost lihu v benzinu a mohou vznikat nevzhledné šlemy, které v motoru způsobují podobné technické problémy.
Sezónní odstávka automobilů a motorové techniky
Běžný automobil je dnes v provozu celý rok, palivo se v nádrži stále obměňuje. Nicméně existují případy, kdy takový provoz není možný. Jen namátkou lze vyjmenovat – vojenská technika, zemědělská technika, menší farmářské stroje, sezónní zařízení např. v horských střediscích, malá zahradní technika. Zvláštním případem je potom palivo pro záložní zdroje elektrické energie, které musí být neustále.
Postupem času se ale většinu závažných případů podařilo odstranit či nějakým způsobem obejít. Třeba agropodniky nebo jiné distribuční firmy, které dodávají zemědělským družstvům či farmářům, prodávají kromě běžné nafty i čistou bionaftu (označovaná jako B100) nebo směsnou motorovou naftu SMN 30. Tím splní legislativní připravené k provozu v případě výpadku dodávky elektrické energie, např. bezpečnostní systémy v elektrárnách, v nepřetržitých provozech, nemocnicích apod.
Ve všech vyjmenovaných případech hrozí, že při delším skladování paliva s obsahem biosložky se v něm vytvoří nerozpustné zplodiny stárnutí a pravděpodobnost vzniku závady na motorech potom roste. To může potvrdit mnoho zahrádkářů, kteří mají s jarním uvedením zahradní techniky, např. travních sekaček, různých motorových čerpadel apod., do provozu každoročně problémy.
Zemědělci využívají na podzim před nadcházejícím zimním uložení zemědělské techniky možnost natankování čisté ropné nafty. Ne vždy jsou však takové dodávky možné. Spotřebitelé, kteří jsou odkázáni na síť čerpacích stanic, možnost volby nemají, i když i tam je někdy možné nakoupit určitá paliva bez obsahu biosložky.
Záložní zdroje energie jsou dnes zásobované téměř výhradně arktickou naftou, která biosložku neobsahuje i z důvodu splnění požadovaných nízkoteplotních vlastností.
Aspekty připravovaného zákona o podpoře biopaliv
V tisku jsou přístupné informace, že v připravovaném zákoně o podpoře biopaliv na další období bude přímo plošná povinnost přimíchávat biosložku. Na rozdíl od současné doby, kdy stačilo splnit procentuální kvótu biopaliv z celkového množství paliv. Přijetím takové povinnosti by zřejmě nebylo možné řešit některé případy způsobem zmíněným v předcházející kapitole a je otázkou, jak by se řešily sporné případy nutného uložení sezónních strojů a dopravní techniky. Z technického hlediska by tak mohlo docházet k častějším závadám a haváriím na motorech a zařízeních. Také předsezónní uvedení techniky do provozu bude vyžadovat větší úsilí, více oprav a více problémů.
Kontaminace paliv
Vynětím rostlinných olejů z výlučně potravinářské distribuce a jejich výskytem v běžné přepravě technických produktů dochází k reálné možnosti kontaminace automobilových paliv. První případy byly zaznamenané již krátce po zahájení přídavků biosložek do běžných automobilových paliv v roce 2008. Díky znečištěným přepravním cisternám došlo ke kontaminaci automobilového benzinu rostlinným olejem. I malá koncentrace oleje v benzinu tehdy stačila k náhlým haváriím motorů. Podobný účinek jako rostlinný olej může mít v benzinu i bionafta, která má chemicky podobné vlastnosti. Stačí i kontaminace benzinu běžnou motorovou naftou s běžným obsahem biosložky. Namátkovou analýzou benzinů z běžné distribuční sítě byla kontaminace benzinů bionaftou skutečně nalezena, a to v poměrně významném počtu případů.
Analýzami normovaných vlastností, které provádí ČOI, se často prokáže kontaminace nafty benzinem a distributor je za to pokutován. Kontaminace benzinu naftou však sledovaná není. Je možné ale odhadnout, a bylo to i prokázané, že k takové kontaminaci také dochází, což přispívá ke zkracování životnosti benzinových motorů.
Malý a záměrný přídavek rostlinného oleje do motorové nafty bývá také používán k vytvoření fiktivních produktů, z nichž se neplatí spotřební daň. Tyto produkty jsou poté pravděpodobně prodávány jako běžná motorová nafta. Technické problémy s takovou naftou mohou mít především motory vybavené částicovými filtry, což jsou v podstatě všechny moderní automobily s naftovými motory.
Motorové oleje
Motorové oleje jsou zdánlivě jinou kapitolou, kterou biopaliva nemohou ovlivnit. Jenže to není pravda. V každém motoru dochází k pronikání paliva do klikové skříně a motorového oleje. Běžný obsah paliva v oleji je do 5 %. U naftových motorů, k nimž v posledních letech neodmyslitelně patří také částicové filtry, se toto množství může zvyšovat až na více než 10 %. Takové množství paliva a biopaliva již významně ovlivňuje jak viskozitu a mazací schopnosti, tak i vlastnosti motorového oleje. To se projeví mnohem rychlejším procesem stárnutí a degradace motorového oleje.
Biopalivům se přizpůsobuje i vývoj nových motorových olejů, který je v posledních 10 letech zaměřen téměř výhradně na zvýšení odolnosti proti účinkům biopaliv. Zvýšené nároky na motorový olej jsou také doprovázené velkým tlakem automobilek na prodloužené intervaly výměny motorových olejů. Nejnovější motorové zkoušky pro testování vlivu bionafty na motorové oleje jsou založené na přimíchání 7 % bionafty přímo do motorového oleje a pohon motoru potom zabezpečuje nafta s 15 % bionafty.
Další články
© 2024 autoweek.cz. Veškerá práva vyhrazena | O autoweek.cz