|
Aktualności
|
|
Informacje
Numery
Numer 03/2003
Prezydenckie veto już nie do odrzucenia. Biopaliwa do lamusa?
|
|
Określenie okresu przechowywania „czystych” estrów jest obecnie przedmiotem specjalnych testów badawczych (w ramach prEN 14241), które mają umożliwić określenie tego parametru. Generalnie nie zaleca się przechowywania „czystych” estrów ich dłużej niż 12 miesięcy w warunkach typowego przechowywania w zamkniętych zbiornikach bez dostępu powietrza i światła. Właśnie z uwagi na obawy dotyczące odporności na długotrwałe przechowywanie estrów, w armii amerykańskiej nie zezwala się na stosowanie biodiesla w wojskowym sprzęcie taktycznym. Długotrwałe przechowywanie mieszanki oleju napędowego z estrami nie zostało jeszcze wystarczająco udokumentowane, ale wydaje się, że okres bezpiecznego przechowywania powinien być porównywalny jak dla „czystych” estrów. Podczas przechowywania paliw zasadą powinno być przechowywanie ich w zbiornikach podziemnych, natomiast zbiorniki naziemne powinny być zabezpieczone termicznie.
Podstawowym warunkiem poprawnej eksploatacji silników zasilanych paliwem z dodatkiem FAME jest zapewnienie odpowiedniej jakości estru, w tym całkowite oczyszczenie z zanieczyszczeń chemicznych powstałych w trakcie procesu produkcji FAME. O tym jak trudna jest ocena jakości estrów jako dodatku do paliw świadczy fakt, iż dotychczas nie udało się określić wspólnych wymagań europejskich na ten produkt.
Europejska Organizacja Normalizacyjna (CEN) w dalszym ciągu opracowuje normę prEN 14214 (prace nad nią miały być ukończone w 2002 r.), określającą właściwości jakościowe estrów metylowych kwasów tłuszczowych (Fatty Acid Methyl Esters – FAME), które mają być stosowane jako samodzielne paliwo do silników Diesla lub dodatki do oleju napędowego. (Prace te nie obejmują natomiast estrów etylowych tych kwasów oraz nie uwzględniają specyfiki metod badań estrów etylowych). Natomiast Amerykańskie Stowarzyszenie Testowania i Materiałów (ASTM) zatwierdziło niedawno normę D6751 dla 100 proc. FAME i jego mieszanin z konwencjonalnym olejem napędowym w ilości do 20 proc. objętości (w USA estry wytwarzane są w prawie 100 proc. z oleju sojowego, ale już w 2016 r. 45 proc. ma pochodzić w dużym stopniu z odpadów tłuszczowych).
W Polsce nie ma aktualnie obowiązującej normy na „czyste” estry i określając ich jakość przywołuje się wymagania wojskowe: Wojskowe Tymczasowe Warunki Techniczne WTWT-MPS-015 wyd. 2 z sierpnia 2002 r. Wymagania te nie są zgodne z projektem CEN (prEN 14214) i z tego powodu nie mogą stanowić podstawy do opracowywania krajowej Polskiej Normy.
Jako główną zaletę stosowania FAME podaje się ograniczenie emisji składników toksycznych spalin. Efekty te w dużej mierze są uzależnione od konstrukcji silnika, aczkolwiek generalnie emisja węglowodorów, tlenku węgla i cząstek stałych jest niższa (węglowodorów - HC o ok. 20 proc. tlenku węgla - CO o 13 proc. cząstek stałych - PM o 16 proc.). Jednakże użytkowanie FAME zawsze wywołuje wzrost emisji tlenków azotu NOx.Jest ona wyższa o ok. 20 proc. Ponadto wielkie monokultury rzepaku będą wymagać intensywnego nawożenia.
Za stosowaniem estrów jako ekologicznego paliwa silników wysokoprężnych przemawiają takie właściwości, jak: praktycznie zerowa zawartość siarki, czystsze spalanie (estry o ok. 50 proc. obniżają emisję sadzy), dobre właściwości przeciwpożarowe i biodegradowalność. „Czysty” estr jest cieczą bezpieczną pożarowo (poza trzecią klasą) i jego mieszaniny par z powietrzem nie tworzą mieszaniny wybuchowej. Ponadto jest cieczą biodegradowalną (ok. 98 proc. w ciągu 28 dni). Stosowanie estrów zwiększa gęstość, liczbę cetanową, lepkość i znakomicie poprawia właściwości smarne - 1 proc. objętości estrów dodany do oleju napędowego powoduje wzrost smarności oleju do 30 proc.
Dodatek estrów zmniejsza wartość opałową paliwa i pogarsza właściwości niskotemperaturowe (ogranicza możliwości stosowania w niskich temperaturach otoczenia, stąd konieczność dobierania szczególnie efektywnych depresatorów). Zasilanie silników Diesla estrami przy niezmienionych parametrach regulacji i nastaw, powoduje spadek wartości mocy i momentu obrotowego o ok. 6 proc. i wzrost objętościowego zużycia paliwa o ok. 9 proc.
Wskazuje się na higroskopijność takiego paliwa, a przez to na zagrożenie zwiększoną korozją, skłonność do tworzenia osadów u układzie dolotowym silnika. Sygnowana przez największych producentów silników i samochodów na świecie Światowa Karta Paliw zaleca, by do konwencjonalnego oleju napędowego nie dodawać więcej niż 5% estrów. Są jednak wyjątki, np. Skoda i inni producenci samochodów w Czechach i Niemczech dopuszczają „czysty” biodiesel czy Peugeot, który zezwala na dodatek do 30 proc. estru w oleju napędowym. Wiadomo jednak, ze przewody i uszczelki należy wymienić na viton (kauczuk fluorowy).
Dla zasilania silników najwyższych klas jakościowych (EURO IV) Światowa Karta Paliw najnowszej edycji z 2002 r. w ogóle nie dopuszcza udziału FAME właśnie z uwagi na zagrożenia dla części materiałów konstrukcyjnych silników i uszczelek, obawy o utratę płynności paliwa w niskich temperaturach i inne, wymienione wcześniej problemy eksploatacyjne. Zasilane silników Diesla starszej generacji mieszaniną oleju napędowego i estrów może powodować pozbawienia właściwości uszczelniających elementów wykonanych z naturalnej gumy (generalnie nie używa się jej w silnikach od 1980 r.). W silnikach eksploatowanych przez dłuższy czas w układzie paliwowym gromadzą się zanieczyszczenia, które są rozpuszczane przez estry (należą one do dobrych rozpuszczalników). Niesione przez estry rozpuszczone osady mogą w efekcie spowodować zatkanie wkładów filtracyjnych lub złą ich pracę albo nawet uszkodzenie wtryskiwaczy. Dlatego po przejechaniu ok. tysiąca kilometrów, na nowym biopaliwie, zalecana jest wymiana filtra paliwa. Przy starszych, zużytych silnikach, w których nie występuje prawidłowa szczelność w zespole tłok - pierścienie - cylinder lub występuje tzw. lanie wtryskiwaczy, może dojść do znacznego rozcieńczenia oleju smarującego silnik. Może to niekorzystnie wpłynąć na jego cechy użytkowe i skrócić czas użytkowania.
Uprawy i ceny
Iluzją jest przekonanie, że rzepak można uprawiać na glebach obecnie odłogowanych. Roślina ta wymaga gleb dobrych i bardzo dobrych, których w Polsce posiadamy ok. 7,5 mln ha. Plon rzepaku w ostatnich 10 latach wynosił ok. 2 ton/ha i był o ok. 50 proc. niższy niż w krajach UE. Zdaniem ekspertów, ze względu na fakt, iż rzepak jest podatny na wymarzanie, udział rzepaku w strukturze zasiewów pojedynczego gospodarstwa nie powinien przekraczać 20-25 proc.
Docelowy poziom zakładający zwiększenie powierzchni upraw do 1 mln ha oraz wzrost plonów - poprzez poprawę technologii produkcji - do 2,5-3 t/ha, czyli do poziomu uzyskiwanego obecnie w UE, co pozwoli szacować produkcję rzepaku na cele energetyczne na ponad 2 mln ton. Produkcja metylowego estru rzepakowego wyniosłaby wówczas około 750 tys. ton. Jego udział w krajowym zużyciu oleju napędowego wyniósłby ok. 12 proc. Obecnie w kraju produkuje się ok. 1 mln ton rzepaku.
Według specjalistów z Instytutu Uprawy, Nawożenia i Gleboznawstwa w Puławach, analizę ekonomiczną zasadności wprowadzenia biopaliw można opracować jedynie metodą ciągnioną, uwzględniając m.in. dodatkowe miejsca pracy w rolnictwie i jego otoczeniu (w UE wyprodukowanie 1000 ton biopaliw wymaga zatrudnienia12-16 osób, w Polsce z uwagi na mniejsze plony i niższy stopień zmechanizowania prac w rolnictwie, liczba ta może być dwukrotnie większa), wpływy do budżetu państwa z podatku od środków produkcji zużytych w rolnictwie i przetwórstwie, dopłaty z budżetu państwa do eksportu rzepaku, korzyści środowiskowe (ograniczenie emisji dwutlenku węgla). Podkreśla się także, iż nie można przenosić na rynek polski rozwiązań zagranicznych, gdyż w Polsce - z uwagi na gorsze warunki siedliskowe - uzyskuje się niższe plony i efektywność produkcji biopaliw będzie niższa.
Biodiesel i bioetanol są ewidentnie droższe od paliw otrzymywanych z ropy naftowej. Koszt wytworzenia biopaliwa rzepakowego wynosi ok. 2-2,2 zł/l przy pominięciu wszystkich obciążeń fiskalnych. Natomiast po zastosowaniu takiej samej akcyzy i podatku, jak na olej napędowy z ropy naftowej, cena biodiesla wynosiłaby ok. 3,5 zł/l.
Podobnie niekorzystnie rachunek ekonomiczny przedstawia się dla produkcji bioetanolu. Tylko dzięki państwowym subwencjom paliwo to może być konkurencyjne rynkowo, i tak jest w większości krajów (koszt produkcji biodiesla w UE wynosi ok. 500 euro/1000 l, wobec 250-300 euro dla oleju napędowego).Współczesne systemy gospodarcze coraz częściej realizują „nieekonomiczne” cele społeczne.
Ministerstwo Rolnictwa skalkulowało, że jeżeli w 2006 r. w efekcie działania ustawy w Polsce trzeba będzie wyprodukować 250 tys. t etanolu i 400 tys. ton estrów rzepakowych, to przybędzie ok. 100 tys. miejsc pracy. W wyliczeniach tych wzięto pod uwagę przykład Czech, gdzie przy produkcji 120-130 tys. ton estrów rocznie zatrudnienie znalazło 30 tysięcy osób.
Z szacowanego wzrostu zatrudnienia o 73-75 tys. wskutek uruchomienia na dużą skalę produkcji estrów, tylko 10 tys. miejsc pracy uzyskają rolnicy. Kolejne 10 tys. osób powinno znaleźć pracę w gorzelniach, kilka tysięcy w przemyśle chemicznym i rafineryjnym. Pozostałe miejsca to efekt impulsu gospodarczego, np. wzrośnie zapotrzebowanie na zasiewy, maszyny rolnicze. Skumulowane efekty ustawy mają przynieść wzrost PKB.
By jednak tak się stało, zmodyfikowane paliwa powinny być wprowadzane stopniowo, gdyż tylko stopniowo zdobywane doświadczenie pozwala zminimalizować ryzyko wystąpienia problemów technicznych i eksploatacyjnych tak zasilanych pojazdów. Nieuzasadniony wydaje się także przymus dodawana biopaliw do wszystkich paliw. Kluczową sprawą dla promocji biopaliw jest ich jakość, która powinna być monitorowana. Ustawa o systemie monitorowania i kontrolowania jakości paliw ciekłych wejdzie w życie dopiero 1 stycznia 2004 r.
Małgorzata Kosa
|
|
|
|
