Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw na bazie buraka cukrowego dr inż. Maciej Wojtczak Instytut Chemicznej Technologii Żywności PŁ Postęp techniczny.

Prezentacja na temat: "Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw na bazie buraka cukrowego dr inż. Maciej Wojtczak Instytut Chemicznej Technologii Żywności PŁ Postęp techniczny."— Zapis prezentacji:

1 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

2 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)

3 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw Co to są biopaliwa ciekłe?

4 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)

5 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

6 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

7 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw BIOPALIWA ciekłe Benzyny silnikowe zawierające w swoim składzie powyżej 5% 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.

8 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw BIOPALIWA ciekłe Olej napędowy, zawierający powyżej 5% estrów stosowany w pojazdach, ciągnikach rolniczych, a także maszynach nieporuszających się po drogach, wyposażonych w silniki z zapłonem samoczynnym.

9 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw PALIWA ciekłe Benzyny silnikowe zawierające w swoim składzie do 5% bioetanolu oraz do 15% eterów stosowane w pojazdach wyposażonych w silniki z zapłonem iskrowym. Olej napędowy zawierający do 5% estrów stosowany w pojazdach, ciągnikach rolniczych, a także maszynach nieporuszających się po drogach, wyposażonych w silniki z zapłonem samoczynnym.

10 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw Biopaliwa z buraka cukrowego Bioetanol

11 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw BIOETANOL płynny surowiec rolniczy zwierający cukry pszenica burak mielenie, rozpuszczanie ekstrakcja, zagęszczanie, krystalizacja kukurydza ziemniaki żyto fermentacja etanolowa DROŻDZE

12 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw BIOETANOL fermentacja etanolowa destylacjasuszenie BIOETANOL Glukoza 2 Etanol + 2 CO2

13 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw STRATEGIA UNII EUROPEJSKIEJ NA RZECZ BIOPALIW

14 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)

15 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

16 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)

17 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. (...)

18 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).

19 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.

20 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.

21 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”

22 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw BIOPALIWA W UE Minimalny udział biopaliw w paliwach stosowanych w transporcie wyniesie 2% do końca 2005 r. oraz 5,75% do 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)

23 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw Etanol jako paliwo E5 E85 E100 Bio-diesel (95% etanolu) FFV Flexible Fuel Vehicle

24 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

25 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

26 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.

27 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw CELE Strategii UE na rzecz biopaliw 1. 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,

28 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw CELE Strategii UE na rzecz biopaliw 2. 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,

29 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. 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.

30 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw Promocja produkcji i stosowania biopaliw biopaliw 1. Pobudzanie zapotrzebowania na biopaliwa. 2. Wykorzystywanie ekologicznych zalet biopaliw 3. Rozwijanie produkcji i dystrybucji biopaliw

31 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw 5. Rozszerzanie dostaw roślin energetycznych 6. Zwiększanie możliwości handlowych 7. Wspieranie krajów rozwijających się 8. Wspieranie badań i rozwoju Promocja produkcji i stosowania biopaliw biopaliw

32 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw EKONOMIA PRODUKCJI BIOETANOLU

33 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw Światowa produkcja etanolu

34 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw Produkcja bioetanolu jako paliwa w Europie 2005 ~ 1 mln t bioetanolu

35 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 484140,550,35 % 2001 448452,390,46 % 2002 410965,330,57 % 2003 394160,120,49 % 2004 395338,270,30 %

36 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.) – 20 przedsiębiorstw produkujących bioetanol zadeklarowane możliwości ~400 tys. ton – 4 przedsiębiorstwa wytwarzające estry (118 tys. ton)

37 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

38 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw Koszty produkcji bioetanolu surowieckrajkoszt €/GJ ziarno zbóżEU15 20,85 kukurydzaUS 10,88 trzcina cukrowaBrazylia 8,78 trzcina cukrowa (UK)Brazylia 30,47 burak cukrowyEU15 23,72 wartość energetyczna bioetanolu 26,7 GJ/t, Gęstość bioetanolu 0,789 kg/l

39 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw Koszty produkcji bioetanolu surowieckrajkoszt € cent /litr ziarno zbóżEU15 43,92 kukurydzaUS 22,91 trzcina cukrowaBrazylia 18,50 trzcina cukrowa (UK)Brazylia 64,18 burak cukrowyEU15 49,98 wartość energetyczna bioetanolu 26,7 GJ/t, Gęstość bioetanolu 0,789 kg/l

40 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw Wydajność produkcji bioetanolu surowiecwydajność wydajność GJ bioetanolu / GJ surowca ziarno zbóż305 kg/t 0,55 kukurydza2,636 gall/bu 0,55 trzcina cukrowa80 l/t 0,38 burak cukrowy85 kg/t 0,12 wartość energetyczna bioetanolu 26,7 GJ/t, Gęstość bioetanolu 0,789 kg/l

41 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw Produkcja uboczna produkcji bioetanolu surowiecwydajność 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 cukrowaPrąd elektryczny100 kWh/t trzciny burak cukrowy wysłodki pasza 22,75 t/t bioet. 0,75 t t/t bioet.

42 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw Wydajność produkcji bioetanolu surowiec Zapotrzebowanie energi MJ/MJ Zapotrzebowanie węgla kg CO 2 /MJ Całkowite zapotrzebowanie gazów cieplrnianych kg CO 2 /MJ pszenica0,464 0,0240,029 Słoma pszenicy - 0,028 00,013 burak cukrowy 0,464 0,0340,040 Benzyna bezołowiowa 1,19 0,081

43 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw Produkcja bioetanolu Rosnące ceny ropy ceny bioetanolu 32-33 dolary za baryłkę

44 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw Produkcja bioetanolu - Wzrost cen cukru

45 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw Produkcja bioetanolu

46 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw Etanol jako paliwo

47 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw PERSPEKTYWY dla BURAKA STRATEGIA UE STRATEGIA UE – Redukcja emisji CO 2 – Dywersyfikacja źródeł energii – Malejące zapasy ropy naftowej – Restrukturyzacja rolnictwa – Reforma polityki cukrowej Wysoka wydajność bioetanolu z hektara Wysoka wydajność bioetanolu z hektara (2,9 toe/ha – zboża 0,9 toe/ha) Potrzeba dywersyfikacji produkcji rolnej Potrzeba dywersyfikacji produkcji rolnej

48 Seminarium STC Zakopane 2006 Perspektywy i ograniczenia w produkcji biopaliw OGRANICZENIA dla BURAKA Wysokie koszty produkcji etanolu Wysokie koszty produkcji etanolu Wysokie koszty surowca Wysokie koszty surowca Dystrybucja biopaliw i ich stosowanie Dystrybucja biopaliw i ich stosowanie Mała efektywność energetyczna Mała efektywność energetyczna Ceny cukru / ceny ropy Ceny cukru / ceny ropy

49 Dziękuję bardzo za uwagę Dr inż. Maciej Wojtczak Politechnika Łódzka E-mail: maciej.wojtczak@p.lodz.pl