Přidat EnviWeb k oblíbeným odkazům
RSS kanályMobilní verze EnviWeb.cz

UPLATNĚNÍ MOTOROVÝCH BIOPALIV V DOPRAVĚ V ČR

06.09.2006  |  286× přečteno      vytisknout článek

Na základě  Akčního plánu Evropské komise by měla být ve státech Evropské unie paliva vyráběná z ropy postupně nahrazována částečně biopalivy, zemním  plynem a vodíkem.

doc. Josef Laurin, Technická univerzita v Liberci

 

Na základě  Akčního plánu Evropské komise by měla být ve státech Evropské unie paliva vyráběná z ropy postupně nahrazována částečně biopalivy, zemním  plynem a vodíkem. Podle „Směrnice  Evropského parlamentu a Rady 2003/30/EC z roku 2003 o podpoře  používání biopaliv nebo jiných obnovitelných paliv v dopravě“ má  ke konci roku 2010 energetický podíl  biopaliv pro dopravu v každém z členských států  Evropské unie činit  5,75 %  a podíl zemního plynu 2 % z energie dodané pro dopravu v benzinech a v naftách. Za  biopaliva  se považují kapalné nebo plynné pohonné hmoty vyráběné z biomasy:  bioetanol, bionafta, bioplyn, biometanol, biodimetyléter, bio-ETBE, bio-MTBE, biovodík, čisté rostlinné oleje a syntetická paliva, jejichž složky byly vyrobeny z biomasy. V krátkodobé perspektivě připadají v České republice v úvahu zejména bioetanol, bio-ETBE a bionafta.

Dále jsou uvedeny technické možnosti využití bioetanolu a bionafty k pohonu  vozidlových  motorů v podmínkách ČR. Příslušnou legislativou ani cenovou politikou se článek  nezabývá.

Bioetanol

Bioetanol  se získává lihovým kvašením  zemědělských plodin, nejčastěji   obilovin, kukuřice, brambor, cukrové řepy a cukrové třtiny.

V porovnání s naftou i s benzinem má bioetanol nízkou výhřevnost, oproti   naftě  nízké  cetanové číslo (CČ) a velmi  malou  mazací  schopnost, v porovnání s  benzinem vysoké oktanové číslo (OČVM).  Přidáním bioetanolu do benzinu se zvyšuje OČVM, ale i tlak par. Kvůli   nízké   výhřevnosti  je  měrná  spotřeba bioetanolu vyšší než spotřeba benzinu nebo nafty, takže palivový systém se musí v případě vyššího obsahu bioetanolu v palivu předimenzovat. Skupenské  výparné teplo bioetanolu je v porovnání s benzinem vyšší a působí  výraznější ochlazení palivové směsi  přiváděné do motoru, čímž se dosáhne většího naplnění válců palivovou směsí. Vyšší skupenské výparné teplo ale  působí  problémy při spouštění motoru za nízkých teplot. Používá se  pomocné zařízení pro spouštění za nízkých teplot,  případně se motor spouští na benzin.

Velké problémy vyvolá i malé množství vody v palivu, které může být  příčinou rozpadu směsi bioetanolu s benzinem na dvě fáze, přičemž bioetanol přechází do vodní fáze. Bioetanol může způsobit korozi některých součástí, zejména palivového příslušenství motoru, i když  tuto nepříznivou vlastnost lze zmírnit přidáním inhibitorů koroze. Agresivně působí na některé plasty a pryže.

Bioetanol pro zážehové motory

V palivech pro zážehové motory se bioetanol prakticky uplatňuje  několika následujícími způsoby:

·           Náhrada benzinu palivem s vysokým obsahem  bioetanolu pro speciálně  přizpůsobené zážehové motory. Např. palivo označované E85 obsahuje 85 % etanolu a 15 % benzinu. Toto palivo vyžaduje vyšší kompresní poměr motoru - až 15 a úpravy palivového systému původního benzinového motoru.

·           Motory pro „Flexible Fuel Vehicles“ (FFV) mohou být provozovány jak na benzin, tak na bioetanolové palivo  s různým podílem bioetanolu - až do 85 %. Z hodnot  koncentrace kyslíku změřených sondou ve výfukových plynech  získává řídicí jednotka motoru informaci o množství  bioetanolu v palivu a tomu přizpůsobí  seřizovací parametry motoru, tzn. dávkování paliva, předstih zážehu a další.  FFV dodává řada výrobců automobilů, např. VW, Fiat, Renault, Volvo, Saab, Ford. V Evropě  je palivo E85 nejvíce používáno ve Švédsku, kde je v provozu více než  16 tisíc vozidel Ford Focus  FFV a počet plnicích stanic s palivem E85 je  vyšší než 250.

·           Kyslíkatá a oktanové číslo zvyšující složka benzinů  - etyltercbutyléter (ETBE) může nahradit v současné době nejčastěji používanou přísadu metyltercbutyléter (MTBE) a nevyžaduje žádné přizpůsobení  benzinového motoru. Tento způsob náhrady je již několik let používán ve Francii a ve Španělsku, kde rafinerie ETBE vyrábějí.

·           Bioetanol přidaný do benzinu v max. množství zhruba do 20 %  jako kyslíkatá složka současně zvyšující oktanové číslo nevyžaduje žádné přizpůsobení  benzinového motoru. Přidání  bioetanolu do benzinu může  přinést problémy  způsobené  citlivostí  bioetanolu  na vodu, tomu lze bránit  vhodnou přísadou.

 

Bioetanol pro vznětové motory

V porovnání s naftou má bioetanol malou výhřevnost, nízkou vznětlivost (nízké CČ) a velmi  malou mazací schopnost. Vznětlivost i mazací  schopnost lze  pomocí vhodných  přísad  téměř dokonale přizpůsobit potřebám vznětových motorů. S ohledem na nižší výhřevnost bioetanolu je ale nutné provést úpravy (předimenzování) palivového příslušenství tak, aby umožnilo zvýšit  dávky paliva.

Bioetanol bez přísad zvyšujících vznětlivost lze použít u motorů, které pracují současně se dvěma palivy, tj. naftou a bioetanolem. Známá je řada způsobů  použití bioetanolu u naftových motorů, např.: vstřikování směsi nafty s  bioetanolem do spalovacího prostoru, vstřikování nafty a bioetanolu pomocí  dvou vstřikovacích  čerpadel - jedno čerpadlo vstřikuje naftu, druhé vstřikuje  bioetanol, nebo nasávání směsi bioetanolu se vzduchem a vstřikování nafty do válce. Uvedené způsoby využití bioetanolu vyžadují  značné úpravy motoru,  jsou technicky  náročné a nákladné a nenalezly širší praktické uplatnění.

Již zmíněné nepříznivé vlastnosti bioetanolu, nízkou vznětlivost a malou  mazací schopnost, ale i korozní agresivitu lze úspěšně ovlivnit přísadami na bázi organických dusičnanů a dusitanů, které se do bioetanolu přidávají podle doporučení výrobce v množství 4 až 10 %. Vznětový motor na bioetanolové  palivo je jen málo odlišný od naftového motoru, poněvadž vlastnosti bioetanolu  jsou, až na výhřevnost, upraveny pomocí  přísad  tak, aby byly blízké vlastnostem nafty. Původní naftový motor musí být přizpůsoben provozu na  bioetanolové palivo předimenzováním palivové  soustavy. Bioetanol vyžaduje jiný počátek vstřiku paliva než  nafta.

Měření výfukových škodlivin při testech podle předpisu EHK 49 provedená na TU v Liberci u vznětových motorů přizpůsobených pro provoz na bioetanol ukázala, že  v porovnání s emisemi při provozu  na naftu dochází  ke snížení  obsahu  částic, snížení obsahu oxidů dusíku, ale ke zvýšení obsahu oxidu uhelnatého a nespálených uhlovodíků.

Bioetanol pro vznětové motory nemá dosud příliš široké  uplatnění. V Evropě je používán hlavně ve Švédsku. Městské autobusy s motory na bioetanol vyrábí firma SCANIA, více než 200 městských autobusů je provozováno ve Stockholmu a přibližně 205 v jiných městech.

Bionafty

Bionafty jsou metylestery nebo etylestery mastných kyselin (FAME) a získávají se transesterifikací triglyceridů obsažených v olejích nebo tucích. Surovinami mohou být rostlinné oleje, např. řepkový, lněný, slunečnicový, sójový, nebo živočišné tuky, např. hovězí lůj, drůbeží nebo vepřové sádlo, rybí tuk. Jako suroviny lze použít i upotřebené fritovací oleje nebo živočišné tuky. V současné době se zhruba  80 % světové produkce bionafty vyrábí z řepkového oleje. Bionafta vyrobená z řepkového oleje s použitím metanolu je metylester řepkového oleje (MEŘO), bionafta vyrobená s použitím etanolu je EEŘO.  Bionafta má dobrou vznětlivost, vhodnou mazací schopnost a dobrou  biologickou odbouratelnost po úniku do země.

Čisté rostlinné oleje lze teoreticky použít pouze pro upravené vznětové motory, ale vzhledem k nevhodným vlastnostem olejů, jako je vysoká viskozita (olej je nutné v palivovém systému ohřívat), nízká vznětlivost (cetanové číslo 33…43) a termická nestabilita způsobující úsady v palivovém systému, nenalezly dosud širšího  uplatnění. 

Bionafta má řadu nevhodných vlastností, zejména nízkou termicko-oxidační stabilitu. Přítomnost glycerolu má za následek jeho usazování při skladování a tvorbu viskózních směsí, které mohou ucpávat palivové filtry. Voda v bionaftě podporuje růst mikroorganismů a tvorbu kyselých kalů. Za přítomnosti vody probíhá  hydrolýza esterů a vzniklé produkty mohou za určitých podmínek polymerizovat. Při déletrvajícím odstavení vozidla může docházet k zalepení funkčních součástí palivového příslušenství, vyžadující i výměnu systému vstřikování paliva. Vzhledem k rychlejšímu znehodnocování motorového oleje  je nutná jeho častější výměna. Bionafta působí nepříznivě na těsnicí materiály palivového příslušenství, na pryžové hadice a na některé barvy a laky.  Po přechodu z používání nafty na MEŘO se rozpouští úsady v palivovém systému a   nepříznivě ovlivňují funkci např. palivových filtrů a vstřikovacích trysek.  Uvedené problémy jsou menší  u směsných motorových naft, kdy se bionafta přidává v malém množství do motorové nafty. Aby nedocházelo k poruchám palivového příslušenství, je vhodné do nafty přidávat max. pouze 5 % bionafty.

Z hlediska vzniku škodlivých výfukových emisí má velký význam kyslík  obsažený v esterech, který zlepšuje průběh spalování v motoru, což vede ve srovnání s naftou k nižší tvorbě částic, oxidu uhelnatého a nespálených uhlovodíků, obsah oxidů dusíku bývá vyšší.

Historie biopaliv v ČR

Od dvacátých let minulého století nacházel bioetanol uplatnění v palivech  pro motory závodních automobilů. Paliva obsahovala  zhruba 50 % bioetanolu, dále benzin a benzol, případně i aceton.

Od roku 1923 bylo v ČSR  pod názvem „Dynalkol“ dodáváno palivo hmotnostního složení 50 % bioetanolu, 30 % benzolu a 20 % benzinu.  Povinnost přidávání bioetanolu do benzinu vyrobeného v ČSR i dovezeného ze zahraničí v množství 20 %  byla stanovena  zákonem č. 85/1932 Sb. a  trvala až do  druhé světové války.

V souladu s ČSN 65 6507 z roku 1994 „Biopalivo pro vznětové motory - Methylestery řepkového oleje“ se v ČR vyráběl MEŘO. Vzhledem k  problémům, které  čistý MEŘO působí, začalo se vyrábět směsné motorové palivo složené převážně jako motorová nafta z uhlovodíků a obsahující pouze menší množství MEŘO. V ČSN vydaných v roce 1998 byly stanoveny požadavky na dva druhy směsných paliv: palivo s obsahem minimálně 30 %  MEŘO a palivo s obsahem maximálně 5 %  MEŘO. Směsná paliva s obsahem MEŘO vyšším než 30 %  byla na trhu pod různými obchodními názvy, např. Seta Diesel, Natur Diesel ND 21, Natur Diesel ND 22b, BIOPAL 22, BIOSTER M, Diesel-Economic 96, EKOPAL I,  EKOMIX, Diesel SP96 EKO. Požadavky na kvalitu metylesterů mastných kyselin zpřísnila v roce 2004 vydaná  ČSN EN 14214 AC.

Podle současných norem  se směsné motorové nafty vyrábějí smísením motorové nafty pro mírné klima podle ČSN EN 590 a MEŘO podle ČSN EN 14214 AC. V důsledku nedořešené daňové legislativy byla v loňském roce prodána na trhu s motorovými palivy v ČR směsná motorová nafta vyrobená s použitím pouze 3,1 tis. tun MEŘO, i když roční výroba MEŘO dosáhla 119 tis. tun.

Závěr

Za biopaliva na bázi bioetanolu jsou v současné době v ČR podle vyhlášky ministerstva průmyslu a obchodu  č. 229/2004 Sb. považovány složky benzinů,  jednak bioetanol, jednak bio-ETBE vyrobený z bioetanolu. Bionafta (MEŘO) může být  součástí směsných motorových naft. Vhodnými výchozími surovinami k výrobě bioetanolu v podmínkách ČR jsou  obilí, a to pšenice nebo tritikale, případně i cukrová řepa, k výrobě bionafty řepka olejná.

S ohledem na požadavky Evropské unie lze v příštích letech očekávat, že bioetanol vyrobený v ČR z pšenice nebo z tritikale bude přidáván do benzinu v množství max. 5 %, což je množství, které výrazněji neovlivní parametry stávajících benzinových motorů. Část produkce bioetanolu se může uplatnit při výrobě ETBE, který poslouží k náhradě v současné době používané kyslíkaté  složky benzinů MTBE. Podle informace z Ministerstva zemědělství ČR by se produkce bioetanolu využitelná pro motorová paliva měla v příštích letech postupně zvyšovat a v roce 2010 dosáhnout zhruba 250 tisíc m3.  Bionafta (MEŘO) by mohla být v množství max. 5 %  přidávána do motorové nafty.

 

 Vlastnosti nafty, benzinu,  bioetanolu a MEŘO

 

Jedn.

Nafta

Benzin

Bioetanol

MEŘO

Hustota    (při 15 oC)

 kg.m-3

~830

~750

 794

~870

Výhřevnost

 kWh.kg-1

11,8

12

7,44

37,5

Hmot. podíl kyslíku

 %

<0,6

< 2,7

34,7

11

Oktanové číslo  VM

 

-

91…100

108

-

Cetanové  číslo

 

>51

-

7

58

 

      Spotřeba motorových paliv pro dopravu v ČR v roce 2005

Motorové palivo

Spotřeba v roce 2005 [tis. tun]

Motorová nafta

3 700

Automobilové benziny

2 100

LPG

200

Zemní plyn

2

MEŘO ve směsné naftě

4

Bioetanol

0

 

Zdroj: časopis Alternativní energie - http://www.alen.cz/

 


Související články


Poslední diskuse k článku - 1 příspěvků celkem

přidej nový příspěvek
biopaliva v ČR
se zacinaji konecne prosazovat.
Velmi zajimave je zamereni i portfolio teto ceske firmy
http://www.rostlinnyolej.cz
http://www.europecon.net/download/Portfolio.zip

Tim ze do vyroby biopaliva "rostlinny olej" vstupuje daleko mene energie nez u ostatnich biopaliv, jedna se o jednu z nejekologictejsich moznosti.
Vyrobcem hotoveho a cenove velmi dostupneho biopaliva se tak muze stat skoro kazdy zemedelec, bez potreby dotaci a danoveho zatizeni ostatnich.
vloženo: 10.09.2006 16:44     vložil:  ekolog Reagovat 
zobrazit všechny příspěvky

EnviWeb s.r.o. neručí a nenese zodpovědnost za obsah diskusních příspěvků, diskuse nemoderuje ani nerediguje. Diskusní příspěvky vyjadřují názor jejich autorů. EnviWeb s.r.o. si vyhrazuje právo odstraňovat diskusní příspěvky, a to zejména takové, které odporují dobrým mravům, porušují platné zákony ČR, poškozují dobré jméno serveru nebo obsahují neplacenou reklamu. Diskuse NEJSOU určeny pro dotazy na autory článků nebo redaktory EnviWebu.



Search
Partneři
Regitas s.r.o.
ZmapujTo.cz
Fandíme EnviWebu
Výrobky a služby pro životní prostředí
Výrobky a služby pro životní prostředí
Partnerské časopisy
<< Předchozí Následující >>



Doporučujeme: Ekologove.cz - ekologie v každodenní praxi, EnviMarket.cz - nabídka výrobků a služeb, ZmapujTo.cz - hlášení podnětů od občanů, Nazeleno.cz - úspory energie, Inspirace v bydlení, Cena elektřiny, Dřevěné brikety, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo


Enviweb s.r.o. využívá zpravodajství ČTK, jehož obsah je chráněn autorským zákonem.
Přepis, šíření či další zpřístupňování tohoto obsahu či jeho části veřejnosti,a to jakýmkoliv způsobem, je bez předchozího souhlasu ČTK výslovně zakázáno.
Copyright (2008) The Associated Press (AP) - všechna práva vyhrazena. Materiály agentury AP nesmí být dále publikovány, vysílány, přepisovány nebo redistribuovány.
Toplist