Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw na bazie buraka cukrowego

Perspektywy i ograniczenia

w produkcji biopaliw na

bazie buraka cukrowego

dr inż. Maciej Wojtczak
Instytut Chemicznej Technologii

Żywności PŁ

Postęp techniczny w przemyśle

cukrowniczym

Zakopane 8-9 maja 2006

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

BIOPALIWA



BIOPALIWA są to biologiczne źródła
energii odnawialnej wykorzystujące
energię biomasy

–

Biopaliwa stałe

(drewno opałowe,

brykiety, ścinki drewna, kora, osady ściekowe
odwodnione, rośliny energetyczne, odpady
komunalne)

–

Biopaliwa gazowe

(biogaz rolniczy,

biogaz z osadów ściekowych, gaz
wysypiskowy)

–

Biopaliwa ciekłe

(biodiesel, etanol,

metanol)

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Biokomponenty i biopaliwa ciekłe

USTAWA

z dnia 2 października 2003 r.

O biokomponentach stosowanych w

paliwach ciekłych i biopaliwach

ciekłych

Dz.U. z 2003 r. Nr 199, poz. 1934, Dz.U.z 2005 r. Nr 78,poz.

683

Directive 2003/30/EC (08/05/2003)

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

BIOKOMPONENTY

ester lub bioetanol, w tym

bioetanol zawarty eterze

etylo-tert-butylowym lub

eterze etylo-tert-amylowym

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

BIOKOMPONENTY



ester – estry metylowe albo estry
etylowe wyższych kwasów
tłuszczowych otrzymane w procesie
przetwarzania rzepaku albo produktów
ubocznych i odpadów



bioetanol – odwodniony alkohol
etylowy rolniczy produkowany z
surowców rolniczych lub produktów
ubocznych i odpadów

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

BIOPALIWA ciekłe



Benzyny silnikowe zawierające w swoim
składzie powyżej

bioetanolu oraz powyżej

15 %

eterów, stosowane w pojazdach

wyposażonych w silniki z zapłonem iskrowym.



Estry stanowiące samoistne paliwo stosowane
w pojazdach, ciągnikach rolniczych, a także
maszynach nieporuszających się po drogach,
wyposażonych w silniki z zapłonem
samoczynnym.

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

BIOPALIWA ciekłe



Olej napędowy, zawierający powyżej

estrów stosowany w pojazdach,
ciągnikach rolniczych, a także maszynach
nieporuszających się po drogach,
wyposażonych w silniki z zapłonem
samoczynnym.

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

PALIWA ciekłe



Benzyny silnikowe zawierające w swoim
składzie do

bioetanolu oraz do

15%

eterów stosowane w pojazdach wyposażonych
w silniki z zapłonem iskrowym.



Olej napędowy zawierający do

estrów

stosowany w pojazdach, ciągnikach
rolniczych, a także maszynach
nieporuszających się po drogach,
wyposażonych w silniki z zapłonem
samoczynnym.

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Biopaliwa z buraka cukrowego

Bioetanol

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

BIOETANOL

płynny

surowiec

rolniczy

zwierający

cukry

pszenic

burak

mielenie,
rozpuszcza
nie

ekstrakcja,
zagęszczan
ie,
krystalizacj
a

kukuryd

ziemnia

żyto

fermentacj

etanolowa

DROŻDZ

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

BIOETANOL

fermentacj

etanolowa

destylacja

suszenie

BIOETANO

Glukoza 2 Etanol + 2

CO2

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

STRATEGIA UNII

EUROPEJSKIEJ NA RZECZ

BIOPALIW

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Strategia Unii Europejskiej

Biała Księga

Energia dla przyszłości:

odnawialne źródła energii

White Paper for a Community Strategy and

Action Plan

„Energy for the Future: Renewable Sources of

Energy"

COM(97)599 (26/11/1997)

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Biała Księga



wzrost zużycia energii produkowanej

ze źródeł odnawialnych w stosunku

do zużycia energii brutto w UE do

12% do roku 2010



Energia produkowana z biomasy ma

wzrosnąć do 135 Mtoe do roku 2010



należy promować rozwój biopaliw

ciekłych jako alternatywy dla paliw

ropopochodnych

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

BIOPALIWA

Zielona Księga

Ku europejskiej strategii

bezpieczeństwa

energetycznego

Green Paper

„Towards a European strategy for the

security of energy supply”

COM(2000)0769 (29/11/2000)

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Zielona Księga



Dla dobrobytu obywateli i właściwego
funkcjonowania gospodarki, długofalowa
strategia bezpieczeństwa energetycznego
Unii Europejskiej musi być ukierunkowana na
zapewnienie nieprzerwanej fizycznej
dostępności produktów energetycznych
na rynku po cenach dostępnych dla
wszystkich odbiorców (prywatnych i
przemysłowych), z jednoczesnym
uwzględnieniem troski o stan środowiska i
zrównoważony rozwój. (...)

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Zielona Księga



Bezpieczeństwo energetyczne nie
oznacza starań o maksymalizację
samowystar-czalności energetycznej czy
minimalizację zależności od źródeł
zewnętrznych, lecz ma na celu obniżenia
ryzyka związanego z taką zależnością.



Cele, do których należy dążyć obejmują
równoważenie i dywersyfikację
różnych źródeł energii (ze względu na
surowce i region geograficzny).

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Zielona Księga



Podwojenie udziału odnawialnych
źródeł energii w ogólnej produkcji
energii z 6 do 12% i zwiększenie ich
części w produkcji energii elektrycznej
z 14 do 22% stanowi cel, który należy
osiągnąć do roku 2010.



Biomasa, ze swej strony, może
przyczynić się w sposób znaczący do
wzmocnienia trwałego bezpieczeństwa
zaopatrzenia w energię.

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Zielona Księga

Pierwotny cel to 18 mln ton

biopaliw płynnych

czyli 5% energii w

transporcie pochodzącej z

biopaliw do 2010r.

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

BIOPALIWA w UE

Dyrektywa UE z dnia 8 maja 2003

dotycząca

promocji używania biopaliw i innych

paliw odnawialnych w transporcie

USTAWA z dnia 2 października 2003 r.

„O biokomponentach stosowanych w paliwach

ciekłych i biopaliwach ciekłych”

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

BIOPALIWA W UE



Minimalny udział biopaliw w paliwach

stosowanych w transporcie wyniesie

do końca 2005 r. oraz

5,75%

końca 2010 r. w przeliczeniu na

wartość opałową paliwa



Biopaliwa mogą być dostępne w

postaci:

–

Czystych biopaliw

–

Mieszanin biopaliw z produktami przerobu

ropy naftowej (EN228 i EN590)

–

Jako płyny pochodzące z biopaliw

(ETBE

etyl-tertio-butyl-ester wytwarzany na bazie

etanolu)

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Etanol jako paliwo



E85



E100



Bio-diesel (95%
etanolu)

FFV Flexible Fuel
Vehicle

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

BIOPALIWA W UE

KOMUNIKAT KOMISJI

Strategia UE na rzecz biopaliw

z dnia 8/2/2006

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Strategia UE na rzecz biopaliw



UE wspiera biopaliwa mając na uwadze
zmniejszenie emisji gazów
cieplarnianych, dekarbonizację paliw
używanych w transporcie, dywersyfikację
źródeł zaopatrzenia w paliwa i
opracowywanie długofalowych
substytutów ropy kopalnej.



Oczekuje się, że rozwój produkcji biopaliw
dostarczy nowych możliwości
dywersyfikacji dochodów i zatrudnienia w
obszarach wiejskich

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Strategia UE na rzecz biopaliw



Produkcja biopaliw może również przynieść

korzyści dla gospodarki i środowiska

naturalnego w szeregu krajów

rozwijających się, stworzyć dodatkowe

miejsca pracy, zmniejszyć rachunki za

import energii i otworzyć potencjalne rynki

eksportowe.



W szczególności produkcja bioetanolu

mogłaby stanowić realną alternatywę dla

niektórych krajów będących producentami

cukru, które zostały poszkodowane w

wyniku reformy systemu cukrownictwa UE.

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

CELE

Strategii UE na rzecz biopaliw

dalsza promocja biopaliw w UE i

krajach rozwijających się oraz

zagwarantowanie, że ich

produkcja i wykorzystywanie ma

globalnie pozytywne skutki dla

środowiska i że przyczyniają się

one do realizacji celów strategii

lizbońskiej,

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

CELE

Strategii UE na rzecz biopaliw

przygotowanie do stosowania biopaliw

na szeroką skalę dzięki poprawie ich

konkurencyjności cenowej poprzez

optymalizację wyspecjalizowanych

upraw energetycznych, prowadzenie

badań nad biopaliwami „drugiej

generacji,” oraz wspieranie

wprowadzenia ich do obrotu w drodze

rozszerzenia zakresu projektów

demonstracyjnych i usuwaniu barier o

nietechnicznym charakterze,

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

CELE

Strategii UE na rzecz biopaliw



badanie możliwości otwierających się

przed krajami rozwijającymi się – w tym

tych, które zostały poszkodowane w

wyniku reformy systemu cukrowego UE

– w zakresie produkcji roślin

energetycznych i biopaliw, oraz

określenie roli, którą mogłaby

odgrywać UE we wspieraniu rozwoju

zrównoważonej produkcji biopaliw.

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Promocja produkcji i stosowania
biopaliw biopaliw

Pobudzanie zapotrzebowania na
biopaliwa.

Wykorzystywanie ekologicznych
zalet biopaliw

Rozwijanie produkcji i dystrybucji
biopaliw

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Rozszerzanie dostaw roślin
energetycznych

Zwiększanie możliwości handlowych

Wspieranie krajów rozwijających się

Wspieranie badań i rozwoju

Promocja produkcji i
stosowania biopaliw biopaliw

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

EKONOMIA PRODUKCJI

BIOETANOLU

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Produkcja bioetanolu jako paliwa
w Europie

2005 ~ 1 mln t
bioetanolu

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Produkcja bioetanolu w polsce

Rok

zużycie

benzyny

tyś. ton

bioetanol

tyś. ton

Udział biopaliw w

paliwach wg wartości

energetycznej

2000

4841

40,55

0,35 %

2001

4484

52,39

0,46 %

2002

4109

65,33

0,57 %

2003

3941

60,12

0,49 %

2004

3953

38,27

0,30 %

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Produkcja bioetanolu w polsce



Krajowy cel udziału biopaliw

–

2005 r. — 0,5 % (cel UE 2,0 %)

–

2006 r. — 1,5%

–

2007 r. — ?

–

2010 r. — cel UE - 5,75%



Możliwości produkcyjne (dane z 2005 r.)

–

0 przedsiębiorstw produkujących bioetanol

zadeklarowane możliwości ~400 tys. ton

–

4 przedsiębiorstwa wytwarzające estry (118 tys.
ton)

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Wspieranie biopaliw AKCYZA



paliwa ciekle zawierające od 2,0% do 5% bio-
komponentow w wysokości 1,5 zł od każdego
litra biokomponentow dodanych do tych paliw,



biopaliwa ciekle z zawartością od 5% do 10%
biokomponentow, w kwocie 1,8 zł od każdego
litra biokomponentow dodanych do tych paliw,



biopaliwa ciekle z zawartością powyżej 10%
biokomponentow dodanych do tych paliw w
wysokości 2,2 zł od każdego litra dodanych
biokomponentow

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Koszty produkcji bioetanolu

surowiec

kraj

koszt €/GJ

ziarno zbóż

EU15

20,85

kukurydza

10,88

trzcina cukrowa

Brazylia

8,78

trzcina cukrowa (UK) Brazylia

30,47

burak cukrowy

EU15

23,72

wartość energetyczna bioetanolu 26,7 GJ/t, Gęstość bioetanolu 0,789
kg/l

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Koszty produkcji bioetanolu

surowiec

kraj

koszt € cent /litr

ziarno zbóż

EU15

43,92

kukurydza

22,91

trzcina cukrowa

Brazylia

18,50

trzcina cukrowa (UK) Brazylia

64,18

burak cukrowy

EU15

49,98

wartość energetyczna bioetanolu 26,7 GJ/t, Gęstość bioetanolu 0,789
kg/l

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Wydajność produkcji bioetanolu

surowiec

wydajność

wydajność GJ

bioetanolu / GJ

surowca

ziarno zbóż

305 kg/t

0,55

kukurydza

2,636 gall/bu

0,55

trzcina cukrowa

80 l/t

0,38

burak cukrowy

85 kg/t

0,12

wartość energetyczna bioetanolu 26,7 GJ/t, Gęstość bioetanolu 0,789
kg/l

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Produkcja uboczna produkcji

bioetanolu

surowiec

wydajność

wydajność GJ

bioetanolu / GJ

surowca

ziarno zbóż

słoma
otręby
pasza

18,54 t/t bioet.
0,121 t/t bioet.
1,507 t/t bioet.

kukurydza

olej
pasza
mąka

1,886 kg/GJ corn

12,851 kg/GJ corn

3,065 kg/GJ corn

trzcina cukrowa

Prąd

elektryczny

100 kWh/t trzciny

burak cukrowy

wysłodki
pasza

22,75 t/t bioet.

0,75 t t/t bioet.

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Wydajność produkcji bioetanolu

surowiec

Zapotrzebowani

e energi MJ/MJ

Zapotrzebowani

e węgla kg

/MJ

Całkowite

zapotrzebowani

e gazów

cieplrnianych

kg CO

/MJ

pszenica

0,464

0,024

0,029

Słoma

pszenicy

- 0,028

0,013

burak

cukrowy

0,464

0,034

0,040

Benzyna

bezołowio

1,19

0,081

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Produkcja bioetanolu



Rosnące ceny ropy



ceny bioetanolu 32-33 dolary za baryłkę

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

Produkcja bioetanolu - Wzrost cen

cukru

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

PERSPEKTYWY dla BURAKA



STRATEGIA UE

–

Redukcja emisji CO

–

Dywersyfikacja źródeł energii

–

Malejące zapasy ropy naftowej

–

Restrukturyzacja rolnictwa

–

Reforma polityki cukrowej



Wysoka wydajność bioetanolu z hektara

(2,9 toe/ha – zboża 0,9 toe/ha)



Potrzeba dywersyfikacji produkcji rolnej

Seminarium STC Zakopane

2006

Perspektywy i ograniczenia w produkcji

biopaliw

OGRANICZENIA dla BURAKA



Wysokie koszty produkcji etanolu



Wysokie koszty surowca



Dystrybucja biopaliw i ich stosowanie



Mała efektywność energetyczna



Ceny cukru / ceny ropy

Document Outline