Krajowa Izba Biopaliw » Biopaliwa
Biopaliwa to ekologiczne paliwa produkowane z surowców odnawialnych, które stanowią alternatywę dla tradycyjnych paliw kopalnych.
Biopaliwa stałe to słoma, specjalne gatunki drzew, takie jak wierzba krzewiasta, ślazowiec pensylwański lub inne gatunki roślin. W wyniku spalania lub gazyfikacji w/w biomasy uzyskujemy energię cieplną lub elektryczną. Nas jednak bardziej będą interesować biopaliwa płynne.
Spośród biopaliw płynnych najbardziej praktyczne znaczenie ma produkcja » biodiesla z olejów roślinnych oraz stosowanie dodatku » alkoholu etylowego (bioetanolu) do benzyny.
Paliw alternatywnych poszukiwano od zarania dziejów. Zapewne węgiel był kiedyś paliwem alternatywnym w stosunku do drewna, podobnie jak ropa naftowa była paliwem alternatywnym w stosunku do bardziej rozpowszechnionego węgla. Zamiana paliw silnikowych produkowanych na bazie ropy naftowej na inne następuje zawsze w okresie niedoboru surowca wyjściowego. Na przykład, kryzys energetyczny lat 70-tych zwrócił uwagę na paliwa alternatywne wszędzie tam, gdzie wykorzystywano głównie produkty ropy naftowej. Wprowadzono wówczas do paliw dodatki etanolu, nastąpił rozwój układów o zasilaniu gazowym czy wreszcie zainteresowano się paliwami roślinnymi. Proces ten nie został zakończony. Rozwój napędów mieszanych, prace nad zasilaniem wodorem czy intensywne prowadzone badania nad ogniwami paliwowymi świadczą, że zagadnienie to jest doceniane w centrach technologicznych świata.
Należy podkreślić, że stosowanie biopaliw płynnych ma długą historię, gdyż ponad wiek temu Rudolf Diesel do napędu prototypów swoich silników wykorzystywał olej z orzeszków ziemnych, a alkohol etylowy jako paliwo do silników samochodowych już w 1920 r. zastosował H. Ford. W Polsce produkcję mieszanki (30 % alkoholu i 70 % benzyny) rozpoczęto w 1929 r. W następnym okresie jednak produkty te zostały wyparte z rynku przez tańsze paliwa otrzymywane z ropy naftowej.
Ogólnie można stwierdzić, że biopaliwa (biodiesel lub bioetanol) są ewidentnie droższe od paliwa otrzymywanego z ropy naftowej przy aktualnych jej cenach. Analizy wykonane w UE wskazują, że przy cenie ropy naftowej 30 USD za baryłkę, dodatkowe koszty produkcji biopaliw wynoszą około 250 - 300 euro/1000 litrów. Z szacunków wykonanych dla naszych warunków wynika, że koszt wytworzenia biopaliwa rzepakowego wynosi około 2,0 zł/litr, przy pominięciu wszystkich obciążeń fiskalnych, natomiast po zastosowaniu takiej samej akcyzy i podatku jak na olej napędowy z ropy naftowej, cena biodiesla wynosiłaby około 3,5 zł/litr. Podobnie przedstawia się rachunek ekonomiczny dla produkcji bioetanolu. W związku z tym we wszystkich krajach wprowadzeniu biopaliw płynnych towarzyszy pakiet rozwiązań prawno-finansowych umożliwiający zwolnienie ich produkcji z podatku akcyzowego lub obniżenie tego podatku na paliwa ropopochodne zawierające dodatek biopaliw. Rozwiązania takie zawiera także projekt "Ustawy o regulacji rynku eko-paliw płynnych i ich składników", złożony do Sejmu przez Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi w czerwcu br. Trzeba także podkreślić, że pełną ekonomiczną ocenę wprowadzenia biopaliw można opracować jedynie metodą ciągnioną, a rachunek taki powinien uwzględniać:
Dodatkowe miejsca pracy w rolnictwie i jego otoczeniu. Szacunki przeprowadzone w różnych krajach UE wskazują, że wyprodukowanie 1000 ton biopaliw płynnych wymaga zatrudnienia około 12-14 osób. W naszych warunkach, z uwagi na mniejsze plony i niższy stopień zmechanizowania prac, ilość ta będzie znacznie większa. W uzasadnieniu do ustawy oszacowano, że wyprodukowanie estru rzepakowego w ilości 10%, w stosunku do krajowego zużycia oleju napędowego i opałowego, stworzyłoby około 70 tys. nowych miejsc pracy.
Wpływy z podatku od środków produkcji zużytych w rolnictwie i przetwórstwie ziemiopłodów na paliwa.
Dopłaty do eksportu niektórych ziemiopłodów. W ostatnich latach eksport rzepaku lub cukru (kwoty B i C) jest dotowany z budżetu państwa.
Efekty środowiskowe, których dokładna wycena jest bardzo trudna, gdyż powinna uwzględniać emisję z produkcji nawozów mineralnych, chemicznych środków ochrony roślin itp. Generalnie można jednak stwierdzić, że stosowanie biopaliw ograniczona emisję dwutlenku węgla.
Wielofunkcyjny rozwój obszarów wiejskich, dzięki nowym miejscom pracy w rolnictwie i jego otoczeniu.
Wzrost krajowych zasobów pasz białkowych i poprawa gospodarki płodozmianowej.
Tak przeprowadzony rachunek na ogół potwierdza zasadność wprowadzenia biopaliw i wskazuje, że rozwiązana te w sumie nie muszą być kosztowne dla budżetu państwa, co wykazano w uzasadnieniu do projektu ustawy.
W przypadku produkcji biodiesla z rzepaku ważne jest zagospodarowanie makuchu lub śruty poekstrakcyjnej oraz gliceryny. Z 1 tony przerabianych nasion rzepaku uzyskuje się 650 kg makuchu (przy tłoczeniu oleju) lub 600 kg śruty (przy tłoczeniu i ekstrakcji oleju). Po wprowadzeniu do uprawy podwójnie ulepszonych odmian rzepaku (zawierających śladowe ilości kwasu erukowego i glukozylanów), śruta stała się w pełni wartościową paszą białkową. Wydaje się, że śrutą rzepakową można zastąpić przynajmniej część importowanej śruty sojowej, natomiast po zwiększeniu produkcji biodiesla jej nadwyżki musiałyby być eksportowane. Opracowano odpowiednie receptury paszowe, w których określono optymalny udział śruty rzepakowej w zależności od wieku i kierunku chowu podstawowych gatunków zwierząt. Przerób fazy glicerynowej powstającej w procesie estryfikacji oleju, pozwala uzyskać z l tony rzepaku 30-40 kg gliceryny (kosmetyczna lub techniczna), której zbyt będzie miał również wpływ na cenę biopaliwa.
Można szacować, że sprzedaż produktów ubocznych (śruta poekstrakcyjna oraz gliceryna) może pokrywać w 30-40% koszty zakupu surowca (nasion rzepaku) zużywanego do produkcji biodiesla, co ma znaczący wpływ na cenę biodiesla.
W niektórych analizach uwzględnia się także wartość słomy rzepaku. Plon słomy przy kombajnowym zbiorze rzepaku jest przynajmniej równy lub nieco większy niż plon nasion. Rzepaczanka, podobnie jak słoma zbóż, może być wykorzystywana na cele energetyczne, jednak w naszych warunkach powinna być głównie przyorywana. W Polsce obsada zwierząt jest mała (średnio poniżej 0,5 sztuki dużej/ha), a jeszcze mniejsza w większych gospodarstwach, w których uprawia się głównie zboża i rzepak. W tej sytuacji nawożenie obornikiem nie rekompensuje ubytków próchnicy występujących w następstwie rolniczego użytkowania gleb. W takich gospodarstwach konieczne jest przyorywanie na wybranych polach słomy. Słoma rzepaku powinna być w pierwszej kolejności przeznaczana na ten cel, gdyż:
Biodiesel charakteryzuje się znacznie lepszymi, z punktu widzenia zastosowania jako paliwo do silników o ZS, parametrami niż oleje roślinne. Jego właściwości zbliżone są do właściwości oleju napędowego. W poniższej tabeli przedstawiono podstawowe parametry charakteryzujące: olej rzepakowy, biodiesel i olej napędowy z ropy naftowej.
Liczba cetanowa.
Biodiesel charakteryzuje się bardzo wysoką, w porównaniu do bazowych olejów napędowych, liczbą cetanową (rzędu 55 jednostek).
Lepkość.
Biodiesel charakteryzuje znacznie wyższa lepkość niż oleje napędowe. Wielkość ta oscyluje w granicach górnej wartości dla oleju napędowego letniego. W warunkach zimowych, z powodu bardzo dużego wzrostu lepkości, stosowanie estrów oleju rzepakowego jest możliwe dopiero po wprowadzeniu substancji obniżających lepkość.
Poziom właściwości niskotemperaturowych, temperatura krzepnięcia i temperatura zablokowania zimnego filtru paliwa, jest dość niski jak dla frakcji o danym zakresie temperatur wrzenia. Niemniej jednak wielkości te nie są odpowiednie przy eksploatacji w typowych warunkach zimowych. Temperatura blokady zimnego filtru dla biodiesla waha się w granicach 10oC, co odpowiada wartości określonej w normie PN-EN 590 dla oleju napędowego przejściowego gatunek D. Właściwości niskotemperaturowe biodiesla są podstawowym kryterium oceny możliwości jego stosowania w warunkach zimowych. Modyfikowanie właściwości niskotemperaturowych prowadzi się przez: wprowadzenie modyfikatorów procesów krystalizacji węglowodorów (depresatorów) stosowanych do modyfikowania właściwości olejów napędowych,dodanie olejów napędowych o bardzo dobrych właściwościach niskotemperaturowych, dodanie nafty lub paliw do silników odrzutowych.
Skład frakcyjny.
Lepkość oraz właściwości niskotemperaturowe biodiesla związane są bezpośrednio z jego składem frakcyjnym. Temperatura początku destylacji jest znacznie wyższa niż dla oleju napędowego, natomiast zakres temperatur wrzenia, znacznie mniejszy. Ze względu na małą lotność biodiesla, wymagane jest bardzo dokładne rozpylenie paliwa przez wtryskiwacz w celu ułatwienia odparowania. Wysoka temperatura wrzenia powoduje, że biodiesel spala się najlepiej przy dużych obciążeniach silnika, gdy temperatura komory spalania jest wysoka.
Gęstość.
Paliwo estrowe charakteryzuje się wyższą gęstością niż oleje napędowe (rzędu 0,885 g/cm3), co koresponduje z zakresem ich temperatur wrzenia. Zwiększona gęstość wpływa na zachowanie się paliwa w przewodzie wtryskowym. Przebieg wtrysku biodiesla odbywa się nieco szybciej niż oleju napędowego, a pulsacje ciśnienia w przewodzie wtryskowy są mniejsze. Wcześniej zaczyna się też wtrysk paliwa do komory spalania i przebiega on nieco szybciej niż wtrysk oleju napędowego.
Temperatura zapłonu.
Ze względu na wysoką temperaturę zapłonu (rzędu 170oC) oraz niskie ciśnienie par (poniżej 1 mm Hg), biodiesel nie jest uważany za substancję wybuchową (klasyfikowany jest poza III klasą zagrożenia pożarowego).
Siarka.
Paliwo estrowe praktycznie nie zawiera związków siarki. Wielkość ta waha się w granicach 0,001% (norma PN-EN 590 dopuszcza zawartość siarki w oleju napędowym w ilości do 0,05%). Pod tym względem biodiesel uważany jest za paliwo przyjazne środowisku i może być stosowane w nowoczesnych silnikach wyposażonych w zaawansowane technologicznie układy do obróbki spalin.
Wartość opałowa paliwa rzepakowego jest niższa w porównaniu do oleju napędowego, co wpływa na zwiększenie jego zużycia o ok. 8..14%.
Zawartość wody.
Badania porównawcze zdolności pochłaniania wody przez biodiesel i ON wykazały, że te pierwsze mogą wchłonąć o ok. 40 razy więcej wody niż olej napędowy. Ze względu na tę cechę, produkcja, transport i dystrybucja biodiesla wymaga zachowania należytych parametrów w celu zabezpieczenia przed przedostawaniem się wody do paliwa.
Odporność na utlenianie.
Biodiesel charakteryzuje się zmniejszoną odpornością na utlenianie w porównaniu z olejem napędowym, co ma szczególne znaczenie przy dłuższym okresie przechowywania.
Mieszanie z olejem napędowym.
Biodiesel posiada możliwość mieszania się w dowolnych proporcjach z olejem napędowym. Jest to jedna z najistotniejszych właściwości, które zadecydowały o powszechnym stosowaniu estrów jako paliwo do zasilania silników o ZS, głównie jako dodatku kilkuprocentowego do oleju napędowego.
Głównym zapisem legislacyjnym warunkującym rozwój rynku biopaliw transportowych w Unii Europejskiej, jest Dyrektywa 2003/30/EC z dnia 8 maja 2003 roku, w sprawie promocji użycia biopaliw oraz odnawialnych źródeł energii dla celów transportowych i Dyrektywa 2003/96/WE Rady UE, z dnia 27 października 2003 roku, w sprawie restrukturyzacji wspólnotowych przepisów ramowych dotyczących opodatkowania produktów energetycznych i energii elektrycznej.
UE wspiera stosowanie biopaliw mając na uwadze zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych, dekarbonizację paliw używanych w transporcie, dywersyfikację źródeł zaopatrzenia w paliwa, tworzenie nowych źródeł dochodu na obszarach wiejskich i opracowywanie trwałych substytutów paliw kopalnych. Trend rozwojowy produkcji i wykorzystania biopaliw transportowych w UE jest rosnący co prezentuje rysunek poniżej.
Wzrastające ceny ropy naftowej, jak też polityka ograniczenia emisji gazów cieplarnianych i uzależnienie się od zewnętrznych dostaw paliw, wpłynęły na bardzo szybki rozwój branży biopaliwowej w ostatnich latach w krajach UE.
W okresie 2000-2007 światowa produkcja biopaliw uległa potrojeniu, z poziomu ok. 18,2 mld litrów 2000 r. do ok. 60,6 mld litrów w 2007 r., jednak nadal stanowi ona mniej niż 3% światowej podaży paliw w transporcie. Około 90% produkcji koncentruje się w Stanach Zjednoczonych, Brazylii i w Unii Europejskiej. Może ona ulec większemu rozproszeniu w razie powodzenia programów rozwojowych w innych krajach, takich jak Malezja i Chiny. Podstawowymi surowcami do wytwarzania biopaliw są zboża, cukier i oleje roślinne.
© Copyright Krajowa Izba Biopaliw 2025
Projekt i wykonanie Apolloweb.pl