Estry oleju rzepakowego jako paliwo silnikowe

WPROWADZENIE Koncepcje wykorzystania źródeł napędów Wodór CNG LPG Biopaliwa Wyczerpywanie się zasobów naturalnych oraz degradacja środowiska spowodowana nieracjonalnym gospodarowaniem tymi zasobami zmusza do poszukiwania nowych źródeł energii. Mimo, że problem ten znany jest od dawna, na przestrzeni ostatnich 30 lat udział paliw odnawialnych w światowym zużyciu energii pozostaje niezmiennie na poziomie około 11%. Najważniejszym źródłem energii pozostaje wciąż ropa naftowa. Rozpoznane zasoby ropy są znacznie mniejsze niż zasoby węgla czy gazu ziemnego, a jej światowe zużycie wykazuje od połowy lat osiemdziesiątych XX wieku stałą tendencję wzrostową. Tendencja ta jest wynikiem wzrastającego zapotrzebowania na paliwa ze strony transportu, związanego ze wzrostem ilości środków transportu i mobilności społeczeństw. Benzyna Olej napędowy Koncepcje wykorzystania źródeł napędów

WPROWADZENIE Główne przesłanki przemawiające za wprowadzeniem biopaliw można zdefiniować następująco: – zmniejszenie obciążenia środowiska przez redukcję emisji gazów cieplarnianych, – wzrost bezpieczeństwa paliwowego kraju, zmniejszenie ryzyka związanego z przerwaniem dostaw paliw silnikowych, amortyzacją tempa wzrostu cen na surowce oraz ich wahań sezonowych, (1% biokomponentów w paliwach to prawie 4 dni funkcjonowania kraju na paliwie własnym), Główne przesłanki przemawiające za wprowadzeniem biopaliw można zdefiniować następująco: – zmniejszenie obciążenia środowiska przez redukcję emisji gazów cieplarnianych, – wzrost bezpieczeństwa paliwowego kraju, zmniejszenie ryzyka związanego z przerwaniem dostaw paliw silnikowych, amortyzacją tempa wzrostu cen na surowce oraz ich wahań sezonowych, (1% biokomponentów w paliwach to prawie 4 dni funkcjonowania kraju na paliwie własnym), – aktywne wspieranie procesu restrukturyzacji i modernizacji obszarów wiejskich przez zagwarantowanie trwałych, stabilnych dochodów dla gospodarstw podejmujących produkcję surowców rolniczych, z przeznaczeniem na produkcję biokomponentów stosowanych do biopaliw, – wsparcie rozwoju rynku rolnego w kierunku produkcji niespożywczej. – aktywne wspieranie procesu restrukturyzacji i modernizacji obszarów wiejskich, – wsparcie rozwoju rynku rolnego w kierunku produkcji niespożywczej.

DEFINICJE biokomponenty - ester lub bioetanol, w tym bioetanol zawarty w eterze etylo-tert-butylowym lub eterze etylo-tert-amylowym oraz estry stanowiące samoistne paliwa silnikowe; paliwa ciekłe - benzyny silnikowe stosowane w pojazdach wyposażonych w silniki z zapłonem iskrowym, zawierające w swoim składzie do 5% bioetanolu oraz do 15% eterów, samochodowe oleje napędowe zawierające do 5% estrów, stosowane w pojazdach wyposażonych w silniki z zapłonem samoczynnym, spełniające wymagania jakościowe określone dla paliw ciekłych; biopaliwa ciekłe - estry stanowiące samoistne paliwa silnikowe, benzyny silnikowe zawierające w swoim składzie powyżej 5% bioetanolu oraz powyżej 15% eterów, oleje napędowe zawierające powyżej 5% biokomponentów, spełniające wymagania jakościowe określone dla paliw ciekłych;

UWARUNKOWANIA PRAWNE Prawne uwarunkowania produkcji biodiesla w Polsce Ustawa z dnia 2.10.2004 r. o biopaliwach i biokomponentach stosowanych Dz.U. Nr. 199 Ustawa z dnia 23.01.2004 r. o podatku akcyzowym Dz.U. Nr. 29 poz. 257 Rozporządzenie Ministra Finansów z dnia 01.03.2004 w sprawie szczegółowych warunków prowadzenia składów podatkowych. Rozporządzenia Ministra Finansów z dnia 26.04.2004 r. w sprawie zwolnień od podatku akcyzowego. • Ustawa z dnia 02.07.2004 r. o swobodzie gospodarczej. Rozporządzenia Ministra Finansów z dnia 18.11.2004 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie zwolnień od podatku akcyzowego. Rozporządzenie Ministra Finansów z dnia 14.01.2005 r. Zmieniające rozporządzenie w sprawie zwolnień od podatku akcyzowego, Wytwarzanie biodiesla nie jest koncesjonowane (nie wymaga uzyskania koncesji); wytwarzanie biodiesla odbywa się w oparciu o wpis do Rejestru Producentów Biopaliw. Biodiesel jest zwolniony z podatku akcyzowego, jeżeli jest wytwarzany w składzie podatkowym. Wytworzenie biodiesla w składzie podatkowym umożliwia wprowadzanie go bezpośrednio do obrotu (w tym celu wymagana jest koncesja URE na obrót paliwem), bądź zużywanie do własnych środków transportu (nie jest wymagana koncesja na obrót paliwem). Obrót biodieslem na terenie Polski związany jest z koniecznąścią uzyskania certyfikatu jakości wydawanego przez Centralny Ośrodek Badawczo Rozwojowy Służby MPS w Warszawie. Obrót biodieslem na terenie Unii Europejskiej nie wymaga takiego certyfikatu, a jedynie świadectwa badań estrów przez akredytowane laboratorium. Warunkiem uzyskania certyfikatu jest wytwarzanie estru zgodnego z normą PN-EN 14214, to z kolei wiąże się z koniecznością zastosowania odpowiedniej technologii produkcyjnej. Nie istnieje pojęcie “produkcji biodiesla na potrzeby własne”. Jeżeli wytwarzany przez nas biodiesel, stosowany do własnych środków transportu,ma być zwolniony z podatku akcyzowego, musi być wytwarzany w składzie podatkowym! Nie istnieją pojęcia “wiejskiej agrorafinerii”, czy “garażowej produkcji”! Zakład wytwarzający biodiesel podlega prawu budowlanemu i jest traktowany jak zakład chemiczny – bez względu na wielkość! Wynika z tego, że wytwórnia może być zlokalizowana na terenie przemysłowym (a nie w stodole). Ponadto, stosowane urządzenia muszą posiadać niezbędne dopuszczenia i certyfikaty bezpieczeństwa

ESTRY KWASÓW TŁUSZCZOWYCH OLEJÓW ROŚLINNYCH Korzyści wynikające z zastosowania FAME jako paliwa do silników ZS: wysoka liczba cetanowa niższa wartość opałowa, wyższa lepkość, paliwo posiada dobre własności smarne, zmniejszenie emisji CO, HC, PM, SO2 w spalinach oraz zadymienia spalin, dobra biodegradowalność, względnie wysoka temperatura zapłonu, wysoka liczba cetanowa niższa wartość opałowa powodująca zwiększone zużycie paliwa, wyższa lepkość  wpływ na przebieg procesu rozpylania paliwa i maksymalne ciśnienia wtrysku, paliwo posiada dobre własności smarne, może być stosowane jako dodatek poprawiający smarność niskosiarkowych olejów napędowych, zmniejszenie emisji CO, HC, PM, SO2 w spalinach oraz zadymienia spalin, dobra biodegradowalność, względnie wysoka temperatura zapłonu  bezpieczeństwo w transporcie i użytkowaniu

ESTRY KWASÓW TŁUSZCZOWYCH OLEJÓW ROŚLINNYCH Zagrożenia wynikające z zastosowania FAME jako paliwa do silników ZS: gorsze właściwości niskotemperaturowe, obniżenie trwałości elementów stykających się z paliwem a wykonanych z typowych elastomerów i gum, korozja pokryć malarskich elementów stykających się z paliwem, intensywna chłonność wody (higroskopijność), większa podatność na skażenia mikrobiologiczne, możliwa obecność metanolu w paliwie, możliwa obecność gliceryny w paliwie , gorsze właściwości niskotemperaturowe, duży wzrost lepkości  utrudniony rozruch silnika w niskich temperaturach otoczenia, możliwość uszkodzeń pompy wtryskowej, obniżenie trwałości elementów stykających się z paliwem a wykonanych z typowych elastomerów i gum, korozja pokryć malarskich elementów stykających się z paliwem, intensywna chłonność wody (higroskopijność), zdolność do związania około 40 razy więcej wody niż olej napędowy, większa podatność na skażenia mikrobiologiczne, wskazane stosowanie biocydów, możliwa obecność metanolu w paliwie, powodująca intensyfikacje korozji, obniżenie temperatury zapłonu paliwa, możliwa obecność gliceryny w paliwie , powodująca korozje metali nieżelaznych, nasiąkanie celulozowych filtrów paliwa, osady na elementach ruchomych pompy,

WYMAGANIA ODNOŚNIE BIOPALIW Wymagania jakościowe w stosunku do estrów metylowych kwasów tłuszczowych ( FAME) jako paliwa silnikowego, precyzuje norma PN-EN 14214, która funkcjonuje równolegle z normą PN EN 590 regulującą wymagania jakościowe i metody badawcze w stosunku do oleju napędowego. Zapisy normy precyzują wymagania jakościowe i metody badań dotyczące estrów metylowych kwasów tłuszczowych (FAME), będących przedmiotem obrotu handlowego. Zastosowanie estrów metylowych jako składnika konwencjonalnego oleju napędowego w ilościach do 5% jest możliwe we wszystkich powszechnie używanych silnikach Diesla. Tego typu mieszanka spełnia bowiem wszy stkie parametry jakościowe określone dla oleju napędowego przez normę EN 590.

WYMAGANIA ODNOŚNIE BIOPALIW Porównanie wymagań jakościowych FAME i ON Biodiesel jest nieco cięższy od oleju napędowego: 860 – 900 kg / 1000 litrów w stosunku do 820 – 860 kg / 1000 litrów właściwego dla ON. Pod względem wartości energetycznej Biodiesel odpowiada ok. 92% wartości energetycznej oleju napędowego dla takiej samej jednostki objętościowej. Biodiesel zawiera więcej cząsteczek tlenu, co polepsza spalanie mieszanki. Lepsze właściwości smarne Biodiesla wpływają korzystnie na pracę i trwałość silnika. Dobre własności smarne Biodiesla zostały potwierdzone w licznych testach. Biodiesel posiada wyższą od ON temperaturę zapłonu >120 °C, co wpływa na większe bezpieczeństwo w użytkowaniu tego paliwa. Stosowanie Biodiesla nie wiąże się z ryzykiem wybuchu par, Biodiesel nie zawiera lotnych związków, z czego wynika niskie ciśnienie par (poniżej 1 mm Hg) oraz wysoka temperatura zapłonu >120 °C. Specjalne dodatki zapewniają natomiast możliwość stosowania Biodiesla w warunkach zimowych w temperaturach ok. – 20 °C.

INSTALACJA PRODUKCJI BIODIESLA Rafineria Trzebinia Jest pierwszą tego typu instalacją w Europie Środkowej i jedną z najnowocześniejszych w Europie Powierzchnia - 36 tys. m2. Wartość inwestycji - 120 mln złotych Wydajność : Biodiesel 100 000 ton/rok ( z możliwością rozbudowy do 150 000 ton/rok) Gliceryna farmaceutyczna 15 000 ton/rok, Łączna pojemność parku zbiorników - ok. 13,5 tys. m3

INSTALACJA PRODUKCJI BIODIESLA Rafineria Trzebinia Najważniejsze etapy produkcji FAME: Rafinacja surowego oleju gliceryną surową (alkaliczną) Transestryfikacja oleju – 2 etapy Przemywanie biodiesla roztworem kwasu siarkowego Przemywanie biodiesla wodą Suszenie biodiesla – metoda destylacyjna pod zmniejszonym ciśnieniem Kwas siarkowy Woda Metanol KOH Olej surowy Gliceryna surowa Przemywanie oleju gliceryną alkaliczną Transestryfikacja oleju Przemywanie surowego FAME Osuszanie FAME ZBIORNIKI Kwasy tłuszczowe Kwas siarkowy Metanol Estryfikacja kwaśna

ESTRY KASÓW TŁUSZCZOWYCH OLEJÓW ROŚLINNYCH ON BIO 10 jest mieszaniną oleju napędowego pochodzenia mineralnego i FAME. Parametry ON BIO 10 są zgodne z wymaganiami dla ON. Jest to przykład udanego wdrożenia do sprzedaży paliwa bazującego na surowcach odnawialnych. 5 lipca 2005 roku został udostępniony pierwszy dystrybutor z tym paliwem na publicznej stacji

PODSUMOWANIE Najważniejszą cechą biopaliw jest możliwość stosowania ich w klasycznych silnikach spalinowych, właściwie bez konieczności wprowadzania większych zmian konstrukcyjnych. Analizując przedstawione zalety i wady widać, że pewne cechy biopaliw będą dodatnio wpływały na pracę silnika. Przedstawione zagrożenia są również ważne, ale wynikają one z nieprzystosowania układu zasilania do stosowania tego typu paliw. Można im łatwy i niedrogi sposób zapobiegać stosując np. odpowiednie materiały, dodatki uszlachetniające. Najważniejszą cechą przedstawionych biopaliw jest możliwość stosowania ich w klasycznych silnikach spalinowych, właściwie bez konieczności wprowadzania większych zmian konstrukcyjnych. Analizując przedstawione zalety i wady widać, że pewne cechy biopaliw będą dodatnio wpływały na pracę silnika np. wysoka liczba oktanowa czy też cetanowa powoduje że procesy spalania będą przebiegały w sposób korzystniejszy niż w przypadku paliw ropopochodnych. Przedstawione zagrożenia są również ważne, ale wynikają one z nieprzystosowania układu zasilania do stosowania tego typu paliw. Można im łatwy i niedrogi sposób zapobiegać stosując np. odpowiednie materiały, dodatki uszlachetniające. Na pytanie czy stosować to paliwo, każdy użytkownik musi sobie odpowiedzieć sam, jednak przy wyborze kierować się należy racjonalnymi przesłankami a nie mitami. Na pytanie czy stosować to paliwo, każdy użytkownik musi sobie odpowiedzieć sam, jednak przy wyborze kierować się należy racjonalnymi przesłankami a nie mitami.

Dziękuję Państwu za uwagę!