Biopaliwa płynne

Spirytus zamiast benzyny, olej roślinny zamiast ropy. Rewolucja? Raczej powrót do korzeni -

kiedy na przełomie wieków projektowano pierwsze silniki spalinowe ich paliwem miał być

etanol oraz olej z orzeszków ziemnych. Tania ropa naftowa ostatecznie okazała się lepsza,

lecz niestety mamy jej coraz mniej. Dlatego coraz łaskawszym okiem spoglądamy na

biopaliwa, które obecnie dają największą szansę na złamanie monopolu ropy naftowej w

transporcie.

Biopaliwami nazywamy paliwa pochodzące z surowców rolnych. Wśród nich możemy

wyróżnić dwa podstawowe rodzaje:

•

paliwa na bazie olejów roślinnych (często nazywane biodieslem) uzyskiwanych na

drodze wytłaczania nasion roślin oleistych (słonecznik, rzepak, itp.), które mogą być

alternatywą dla ropy,

•

alkohole wytwarzanie dzięki fermentacji alkoholowej (najczęściej etanol), które mogą

być alternatywą dla benzyny.

Biopaliwo na bazie olejów roślinnych

Nie przetworzony olej roślinny nie jest wymarzonym paliwem do silników spalinowych – jest

zbyt lepki, szczególnie w niskich temperaturach. Mimo to nie brakuje amatorów,

wlewających do baku czysty olej jadalny wprost z supermarketu. Jeżeli temperatura na

zewnątrz jest wysoka, starsze auta dość dobrze znoszą takie eksperymenty. Na dłuższą metę

nieuchronne są jednak problemy z zanieczyszczeniem wtryskiwaczy i komory spalania oraz

zapychaniem układu zasilania. W gorszej sytuacji są właściciele nowoczesnych aut, w

których zaawansowana elektronika i układy wtrysku nie tolerują oleju roślinnego.

W celu zmniejszenia lepkości oleju można zamontować specjalną instalację. Jej działanie

polega w skrócie na ogrzewaniu wstępnym paliwa powyżej 80ºC, dzięki czemu może być

prawidłowo rozpylane przez wtryskiwacze. Najczęściej zakładany jest też dodatkowy

zbiornik paliwa na olej roślinny – rozruch i nagrzewanie silnika odbywa się na oleju

napędowym, po osiągnięciu zadanej temperatury następuje przełączenie na paliwo

alternatywne (analogicznie jak w instalacjach autogazu).

1

Porównanie parametrów

biopaliw z olejem napędowym. Na podstawie danych z: Zygmunt Szlachta Sławomir Dudek -

Zasilanie biopaliwami silników pojazdów rolniczych.

Sposobem na polepszenie właściwości oleju roślinnego może być wymieszanie go z olejem

napędowym. Lepszym rozwiązaniem wydaje się jednak uprzednie poddanie go specjalnej

obróbce– procesowi transestryfikacji. Polega on w uproszczeniu na wymieszaniu oleju z

metanolem w obecności katalizatorów (wodorotlenku sodu lub potasu). Po kilkunastu

godzinach następuje oddzielenie właściwego paliwa, (Estrów Metylowych Kwasów

Tłuszczowych zwanych również FAME - Fatty Acid Methyl Esters -) od odpadu (gliceryny).

Tak uzyskane paliwo ma znacznie lepsze parametry od czystego oleju roślinnego:

•

mniejszą lepkość,

•

brak triglicerydów będących źródłem zanieczyszczeń w komorze spalania,

•

niższą temperaturę krzepnięcia.

W ostatnich latach zauważalny

jest dynamiczny wzrost produkcji biopaliw na świecie

Etanol

Etanol jest doskonale znanym alkoholem – 96% mieszanina etanolu i wody to po prostu

spirytus. Może być dodawany do benzyny a nawet używany jako samoistne paliwo. Wartość

opałowa kształtuje się na poziomie 60% wartości opałowej benzyny.

2

Pionierem w wykorzystaniu Etanolu jako paliwa jest Brazylia. W latach 70-tych, ze względu

na kryzys energetyczny i duży potencjał trzciny cukrowej rozwinęła program zastąpienia

benzyny etanolem. Dzisiaj najpopularniejszym paliwem w tym kraju jest benzyna z 25%

dodatkiem metanolu. Obecnie pojawiają się już auta z systemem Flexible Fuel, który pozwala

tankować zarówno benzynę jak i czysty alkohol. Czujniki, na podstawie badania spalin

określają rodzaj paliwa i ustalają dla niego optymalne parametry pracy silnika. Większość

producentów aut dopuszcza używanie 10% mieszanki etanolu i benzyny bez wykonywania

żadnych modyfikacji silnika.

Ford ma w

swojej ofercie specjalną odmianę modelu Focus przystosowanego do zasilana paliwem E85 -

(85% etanolu i 15% benzyny, Focus FFV - Flexible Fuel Vehicle) lub mieszanką o innych

proporcjach. Kierowca nie musi martwić się jakie paliwo wlewa do baku - czujniki

rozpoznają to na podstawie analizy spalin. Auto kosztuje ok 15 tys funtów.

Rozwój biopaliw budzi jednak coraz więcej wątpliwości. Aby wyprodukować etanol

potrzebny do zalania do pełna zbiornika dużego auta, potrzeba zużyć ilość kukurydzy

wystarczająca do całorocznego wyżywienia człowieka. Około 20% zbiorów kukurydzy w

Stanach Zjednoczonych przeznaczone jest do produkcji etanolu - dwa razy więcej niż 5 lat

temu (źródło: National Geographic - Green Dreams). Obserwowany na świecie wzrost powierzchni upraw pod biopaliwa odbywa się często kosztem karczowania lasów i produkcji

żywności. Skutkiem jest spadek zapasów zboża i wzrostem cen żywności. Dlatego do paliw

pochodzenia roślinnego coraz bardziej sceptycznie podchodzi ONZ, Unia Europejska a nawet

organizacje ekologiczne.

3

Nawet gdyby Amerykanie całe

swoje zbiory kukurydzy i soi obrócili w paliwo, mogło by ono pokryć zaledwie 12%

zapotrzebowania na benzynę i 6% na ropę; (źródło: National Geographic - Green Dreams).

Często można usłyszeć zdanie, że biopaliwa są przyjazne środowisku i nie przyczyniają się do

wzrostu stężenia gazów cieplarnianych w atmosferze. Dwutlenek emitowany podczas

spalania był bowiem wcześniej wchłonięty przez rośliny, więc bilans jest zerowy. Niestety,

nie do końca jest to prawda. Proces wytwarzania biopaliwa sam w sobie jest energochłonny.

Praca maszyn rolniczych, urządzeń w rafineriach rolniczych i gorzelniach, produkcja

nawozów, transport - wszystko to wymaga nakładu energii, która rzadko pochodzi z czystych

źródeł odnawialnych.

Szansą mogą okazać się tzw. biopaliwa drugiej generacji, wytwarzane z odpadów. Zalicza się

do nich etanol wytwarzany z celulozy, drzewa i upłynniania biomasy.

4