http://www.drewnozamiastbenzyny.pl/biopaliwa-definicja/

Biopaliwa to wszystkie paliwa, wyprodukowane z biomasy. Za biomasę uważa się całość materii roślinnej i zwierzęcej, ulegającej biodegradacji, oraz produkty ich przemiany materii, np. krowi nawóz. Z tego względu różnego rodzaju biopaliw jest mnóstwo i występują one w formie gazowej, ciekłej i stałej. Ponieważ biomasa jest odnawialnym źródłem energii, można z powodzeniem uważać biopaliwa jako nośnik właśnie energii odnawialnej. W odróżnieniu od węgla kamiennego, brunatnego, gazu ziemnego, paliw jądrowych czy paliw otrzymywanych z ropy naftowej.

Definicje pojęcia biopaliwa są różne. Przykładowo za biopaliwa uważa się niekiedy te paliwa, które w ponad 80% (objętościowo) składają się z przetworzonej (lub nie) biomasy, zebranej w ciągu 10 lat przed jej wyprodukowaniem. Mnie taka definicja się niespecjalnie podoba, bo w takim przypadku moim zdaniem można mówić tylko o mieszance zawierającej ponad 80% biokomponentów.

Biomasa jest krótkoterminowym magazynem energii słonecznej, która wyłapywana jest przez rośliny w procesie fotosyntezy. W dłuższym horyzoncie czasowym ta energia słoneczna zmagazynowana jest również w węglu kamiennym i ropie naftowej.

W Polsce o biopaliwach mówi się najczęściej w kontekście biopaliw ciekłych, które mogą stanowić alternatywę dla ropopochodnych paliw silnikowych. Zarówno biodiesel jak i bioetanol są klasyfikowane jako biopaliwa, choć ja do tej definicji podchodzę ostrożnie!

• Rodzaje biopaliw.

• Biopaliwa dla silników spalinowych.

• Surowce do produkcji biopaliw.

• Wykorzystanie biopaliw.

Rodzaje biopaliw

Jak wspomniałem, biopaliwa możemy z powodzeniem podzielić na gazowe, ciekłe (niekiedy niepoprawnie określane mianem płynnych) i stałe.

Biopaliwa gazowe to przede wszystkim biogaz, otrzymywany w procesie fermentacji beztlenowej biomasy, składający się przede wszystkim z metanu. Oprócz tego biopaliwem jest również gaz drzewny, bo przecież powstaje w procesie zgazowania jak najbardziej odnawialnego drewna. Również gaz ze zgazowania innych surowców biomasowych będzie biopaliwem.

Biopaliwa ciekłe to wspomniane wcześniej biodiesel i bioetanol, ale także metanol i butanol. Także olej roślinny jest biopaliwem. Według wspomnianej wyżej definicji biopaliwem byłby również E85, czyli mieszanka 85% etanolu i 15% benzyny, ale jak napisałem, nie zgadzam się z takim podejściem.

Biopaliwa stałe zaś to wszelkiego rodzaju przetworzona i nieprzetworzona biomasa, a więc drewno, zrębki, pellety, brykiety drzewne, a także węgiel drzewny. Również ziarna zbóż są biopaliwem, w handlu bowiem dostępne są kotły zdolne do spalania nie tylko miału węglowego, ale również owsa. Za biopaliwa stałe uważa się również biodegradowalną frakcję odpadów komunalnych.

Niekiedy za biopaliwo stałe uważa się również torf (suszony i ewentualnie brykietowany). Oczywiście torf jako paliwo kopalne nie jest odnawialnym źródłem energii, ale jest znacznie młodszy geologicznie niż węgiel kamienny czy brunatny.

Biopaliwa dla silników spalinowych

Wśród biopaliw nadających się do zasilania silników spalinowych wymienić trzeba:

• olej roślinny surowy i przetworzony (biodiesel),

• biogaz, który można wykorzystać do zastąpienia gazu ziemnego,

• alkohole - metanol, etanol, butanol i propanol.

Surowce do produkcji biopaliw

W Europie biopaliwa otrzymuje się z lnu i rzepaku (oleje roślinne). W USA — kukurydzę (etanol, ale także olej kukurydziany) i soję (olej roślinny). Doskonałym surowcem do przetworzenia na handlowe biopaliwa są wszelkiego rodzaju odpady przemysłowe, rolnicze, z produkcji rolnej — z takich surowców produkowane są właśnie pellety i brykiety. Pellety produkuje się bowiem przede wszystkim z odpadowego drewna, na brykiety można zaś przetworzyć niemal każdy rodzaj biomasy — słomę, drewno, kompost, śmieci, a także osady ściekowe.

Wykorzystanie biopaliw

Biopaliwa praktycznie rzecz biorąc mogą zastąpić dowolne nieodnawialne paliwo. Praktyczna realizacja tego postulatu może być niekiedy kłopotliwa, ale to szczegół.

W 2005 roku 15% światowego zużycia energii finalnej pochodziło z wykorzystania biopaliw. Znaczna większość biomasy wykorzystywana jest w krajach nisko rozwiniętych, głównie do przygotowania posiłków i ogrzewania pomieszczeń. W krajach rozwiniętych biomasa i biopaliwa mogą być wykorzystywane do produkcji ciepła i energii elektrycznej w systemach zarówno scentralizowanych, jak i rozproszonych. Przykładowo, Szwecja i Finlandia pokrywają odpowiednio 17% i 19% swojego całkowitego zapotrzebowania na energię właśnie z biopaliw. W przypadku państw rozwiniętych ten udział jest zazwyczaj niższy, niż w przypadku państwo rozwijających się, ze względu na większy apetyt statystycznego mieszkańca na energię.

Biopaliwa na dziś nie są w stanie definitywnie zastąpić kopalnych surowców energetycznych. Potencjał wykorzystania biomasy i biopaliw w Polsce (ale i na świecie) jest olbrzymi. Zasoby biomasy są bowiem spore (choć znacznie mniejsze, niż zasoby energii słonecznej czy wiatrowej) a jej techniczne wykorzystanie relatywnie proste — i tanie.

Osobiście uważam, że biopaliwa wszelkiego rodzaju stanowić będą tylko etap przejściowy między wykorzystaniem paliw ropopochodnych a innymi układami napędowymi pojazdów. Ich wykorzystanie jest łatwe ze względu na możliwość użycia istniejącej infrastruktury paliwowej i istniejącej floty pojazdów — łatwiej zatankować biodiesel do silnika wysokoprężnego, niż wymontować z samochodu silnik, bak i skrzynię biegów i zastąpić je elektrycznym układem napędowym.

Co istotne, przyjmuje się, że w wyniku spalania biomasy nie jest emitowany dwutlenek węgla. To oczywiście z fizycznego punktu widzenia nieprawda, bo utlenianie węgla pierwiastkowego zawartego w biomasie i biopaliwach powoduje powstawanie CO2. Jest to tylko i wyłącznie umowna koncepcja, która bierze pod uwagę fakt, że ten dwutlenek węgla jeszcze niedawno krążył w atmosferze, i został tymczasowo związany w biomasie. Jego powtórna emisja nie powoduje więc w perspektywie kilkudziesięciu lat zwiększenia stężenia gazów cieplarnianych.

http://www.biopaliwa.org/

Brykiet drzewny

Brykiet jest to materiał opałowy w formie różnej wielkości kostek, będący mieszanką różnych palnych składników takich jak trociny, torf, miał węglowy, węgiel drzewny, słoma i wiele innych, całość sprasowana pod bardzo wysokim ciśnieniem. Często do brykiety dodawane jest lepiszcze czyli substancja działająca podobnie jak klej, zespalająca brykiet. Najczęściej stosowanymi rodzajami lepiszczy są ług posufitowy, skrobia rozpuszczalna, emulsja akrylowa, szkło wodne sodowe lub bentonit.

Brykiety mogą mieć różne kształty. Czasem sa to duże kostki, czasem niewielkie odłamki o przekroju kołowym lub prostokątnym. Brykiet jest stosowany jako materiał opałowy lub rozpałka także w gospodarstwach domowych. Bardzo popularne są brykiety wykonane z wszelkiego rodzaju odpadków produkcji rolniczej. Dzięki temu uzyskuje się ekologiczną i tanią energię, oraz zmniejsza się emisję toksycznych substancji do środowiska.

Pellet

Pellety, będące odmianą brykietu to materiał opałowy wykonany ze sprasowanych pod wysokim ciśnieniem odpadów drzewnych, takich jak trociny, wióry, zrębki, do których można też wykorzystać korę, uprawy energetyczne czy słomę. Są one dostępne w postaci granulatu w kształcie kulek lub walców o średnicy 6-25 mm i długości do kilku centymetrów i sprzedawane w workach. W czasie ich spalania powstaje bardzo niewielka ilość popiołu, charakteryzuje je również niska wilgotność i wartość opałowa zbliżona do wartości opałowej drewna. Są bardzo często uzywane w kotłach centralnego ogrzewania oraz kominkach, wyposażonych w zbiornik na pellety, dozownik i podajnik.

Słoma

Nasze rolnictwo produkuje corocznie kilkadziesiąt milionów ton słomy, która jest częściowo wykorzystywana jako ściółka i pokarm w hodowli zwierząt, a reszta jest spalana na polach, co powoduje nie tylko zagrożenie dla lokalnych mieszkańców, ale również ogromne szkody ekologiczne. Problem pogłębił się po 1990 roku kiedy to gwałtownie spadło pogłowie zwierząt hodowlanych. Zamiast niszczyć słomę, zanieczyszczając środowisko można wykorzystać nadwyżki produkowanej słomy do celów energetycznych, co powinno przynieść rolnikom dodatkowe dochody.

Porównując wartość opałową słomy i węgla stwierdzamy, że pod względem energetycznym 1 tonie węgla odpowiada około 1,5 tony słomy. W prostym rachunku wynika, że ze zbiorów słomy z 1 ha pola można przez cały sezon grzewczy ogrzać jeden domek mieszkalny o powierzchni 70-80 m.
Podczas spalania słomy, wydziela się bardzo niewielka ilość popiołu oraz małe ilości siarki (0,05-0,1%). Znacząco mniejsza niż w przypadku stosowania innych materiałów opałowych, jest także ilość wydzielanych do atmosfery tlenków azotu, oraz tlenku węgla, zaś emisja dwutlenku węgla jest równa ilości CO2, jaką absorbują w procesie fotosyntezy rośliny podczas swego rocznego rozwoju. Dzięki temu możemy zredukować efekt cieplarniany, będący wynikiem produkcji dwutlenku węgla podczas spalania paliw kopalnych.

Słomę spala się w specjalnie do tego skonstruowanych kotłach, które umożliwiają dopalenie się gazów lotnych uwalnianych podczas spalania. Odbywa się to w temperaturze nie mniejszej niż 800°C. W kotłach takich zainstalowane są specjalne dmuchawy, tłoczące powietrze prostopadle do załadowanych balotów. W trakcie spalania baloty słomy pod własnym ciężarem schodzą w dół, a gazy lotne uchodzą przeciwnie do strumienia wdmuchiwanego powietrza. Mogą wówczas dopalić się przed ujściem do komina.

Słoma jest bardzo atrakcyjnym paliwem ze względu na swą kaloryczność. Niestety ma również wady, a największą z nich jest jej uciążliwość w magazynowaniu i transporcie, ze względu na dużą objętość. Stosuje zagęszczenie słomy przez jej prasowanie w kostki lub zwijanie w baloty, jeszcze na ściernisku.
Wadą słomy jako paliwa jest również fakt, że wskutek zawartości w słomie pozostałości środków ochrony roślin - pestycydów (herbicydów, fungicydów, insektycydów) wydzielają się m.in. rakotwórcze związki chemiczne (dioksyny i furany), zaletą, jest niewielka ilość pozostałego po procesie popiołu, który można użyć jako wysokowartościowy nawóz mineralny.

Bio olej

Bio olej, albo jak kto woli biodiesel jest paliwem biodegradowalnym, które obniża znacząco emisję szkodliwych substancji i toksyn do atmosfery i środowiska naturalnego. Jest to jego podstawowa przewaga nad zwykłym olejem napędowym, którego spalanie powoduje dużą emisje tych substancji. Bio olej nadaje się do wykorzystania, pod pewnymi warunkami, wszędzie tam, gdzie dziś stosuje się olej napędowy.

Biodiesel to paliwo otrzymywane z olejów roślinnych, bądź tłuszczów zwierzęcych. Można go stosować w silnikach diesla. Często bio olej jest mieszany z olejem napędowym, choć bywa i tak, że jest stosowany samodzielnie. Należy jednak pamiętać, że bio diesel ma bardzo niekorzystne oddziaływanie na gumowe węże i przewody paliwowe w silnikach. Dzieje się tak dlatego, że bio olej jest bardzo dobrym rozpuszczalnikiem, o dużo mocniejszym działaniu niż olej napędowy. Ma to jednak również swoje zalety. Paliwo to wypłukuje z baków samochodów które wcześniej były napędzane olejem napędowym, zalegające tam zanieczyszczenia. W początkowej fazie używania biodiesla może więc zdarzyć się, że zanieczyszczenia te osadzając się na filtrach paliwa spowodują jego zatkanie. Dlatego jest zalecana wymiana filtra paliwa, po rozpoczęciu użytkowania biodiesla.

Warto na wstępie nadmienić, że pierwszy silnik diesla był zasilany właśnie olejem roślinnym, dopiero później zastosowano olej napędowy. Olej roślinny jest stosowany w silnikach diesla w formie samodzielnego paliwa, po przeróbce na bio olej lub po zmieszaniu z olejem napędowym. Jego zastosowanie w dowolnej z tych postaci nie wpływa w żaden sposób na zmianę parametrów silnika, czyli jego mocy, momentu obrotowego, czy zużycia paliwa. Jednakże wykorzystanie oleju roślinnego, wymaga pewnych zmian w samym pojeździe, w związku z tym, że olej musi być najpierw podgrzany do temperatury około 70°C, a zatem silnik musi być początkowo uruchomiony na zwykłym paliwie. Pojazd musi zatem posiadać dwa zbiorniki paliwa. Aby zapewnić źródło ciepła dla podgrzania oleju, trzeba skierować gorący płyn z układu chłodzenia do zbiornika z olejem roślinnym. Po uzyskaniu odpowiedniej temperatury można przełączyć silnik na korzystanie z biodiesla. Ważne jest też, by zapewnić drożność przewodów paliwowych - można tu zastosować podgrzewacz instalowany na przewodzie paliwowym lub podgrzewany filtr paliwa. Istnieje możliwość zakupu zestawu do zasilania silnika diesla olejem roślinnym. Zestaw taki zawiera drugi zbiornik - na olej roślinny, podgrzewacz paliwa, elektrozawory i jeszcze kilka innych elementów. Dzięki takiej instalacji można korzystać z oleju roślinnego zamiast paliwa.

Podgrzewanie oleju do 70°C przed jego dotarciem do pompy wtryskowej jest istotne ze względu na fakt, że olej roślinny ma znacznie większą lepkość niż olej napędowy. Dlatego, paliwo wstrzykiwane prze dysze będzie gorzej rozdrobnione i może to spowodować dymienie, gdyż grubsze cząstki paliwa nie ulegając spaleniu tworzą sadzę.

Bio gaz

Biogaz, zwany też gazem wysypiskowym, to palny gaz, będący produktem fermentacji anaerobowej lub gnicia związków pochodzenia organicznego, takich jak na przykład różnego rodzaju ścieki, w tym odpady komunalne, zwierzęce, gnojownica, odpady przemysłu rolno - spożywczego. W wyniku jego spalania powstaje znacznie mniej szkodliwych tlenków azotu niż w przypadku spalania paliw kopalnych.

Nieoczyszczony biogaz składa się zwykle w 2/3 z metanu, a pozostała część to głownie dwutlenek węgla, czasem z niewielka domieszką siarkowodoru, czy tlenku węgla. Jego wartość opałowa mocno zależy od zawartości metanu.
Nazwa gaz wysypiskowy bierze się stąd, ze biogaz wytwarza się samoczynnie na składowiskach odpadów. Na wysypiskach konieczne jest instalowanie się systemów odgazowujących. Nowoczesne składowiska śmieci są wyposażone w specjalne komory fermentacyjne lub bioreaktory, w których fermentacja metanowa odpadów odbywa się w stałych temperaturach dla różnego rodzaju bakterii , takich jak bakterie metanogenne, mezofile, czy termofilne. Komory te zapewniają też odpowiednią wilgotność. Takie składowisko o powierzchni około 15 ha może dostarczyć od 20 do 60 GWh energii w ciągu roku, jeżeli roczna masa składowanych odpadów to około 180 tys. ton.

Biogaz może powstawać również samoczynnie w sposób naturalny, na przykład na torfowiskach - nosi wtedy nazwę gazu błotnego, albo gnilnego. Gaz uzyskiwany z gnojownicy lub obornika określa się jako agrogaz, a pozostałość po fermentacji stanowi cenny nawóz.

Na całym świecie biogaz ma szerokie zastosowanie jako paliwo dla generatorów prądu elektrycznego lub jako źródło energii do ogrzewania wody, a po oczyszczeniu i sprężeniu również jako paliwo do napędu silników. W Polsce planuje się produkcję biogazu do ogrzewania budynków, dzięki czemu powinno udać się poprawić sytuacje naszego środowiska naturalnego, ponieważ metan jako gaz cieplarniany powinien być spalany, a nie emitowany do atmosfery. Dodatkowo biogazownie to miejsce utylizacji i bezpiecznego unieszkodliwiania odpadów.

Produkowany biogaz powstaje w procesie beztlenowej fermentacji odpadów organicznych, podczas której są one rozkładane są przez bakterie na związki proste. W procesie tym nawet 60% substancji organicznej zamienianej jest w biogaz. Na proces fermentacji korzystny wpływ ma utrzymanie stałej, wysokiej temperatury i wilgotności powyżej 50%, jak również zapewnienie korzystnego pH, powyżej 6,8 oraz ograniczenie dostępu powietrza - jest to wszak fermentacja beztlenowa.

http://agroenergetyka.pl/?a=article&idd=1

Etanol

Autor: Misiaczyk Bartosz ([e-mail])

Data: 2009-01-17

Etanol czyli alkohol etylowy C₂H₅OH, znany jest od zarania dziejów, jednak jego historia jako paliwa nie przekracza 30 lat. Pierwszym krajem, który zaczął produkować biobenzynę E85 czyli 85% etanolu i 15% benzyny z trzciny cukrowej była Brazylia. Następnie zaczęto produkować tego rodzaju paliwo w USA gdzie jako surowca użyto kukurydzy. W Brazylii wytwarzanie tego rodzaju paliwa rozpoczęto w 1975 r. W 1984 r. uzyskano wartość ok. 12,5x10⁶m³/a. Tak wysoki poziom utrzymuje się do chwili obecnej. Kraje UE nie przekroczyły wartości 0,5 ∙x10⁶m³/a natomiast w Stanach produkcja wynosi 10x10⁶m³/a. Światowa produkcja biobenzyny w 2004 roku wynosiła 27,5 ∙x10⁶m³ (Lewandowski 2006 ).

Tabela 1 Charakterystyka olejów roślinnych (Kruczek 2001 )

Właściwości	Ester metylowy oleju rzepakowego	Olej napędowy (ON)	Olej rzepakowy jadalny
Gęstość w temp. 15 o C, kg/dm 3	0,885	0,849	0,888
Lepkość w temp. 40 mm 2 /s	4,32	2,5	-
Temperatura mętnienia, o C	-6,7	-15	-
Liczba cetanowa	49,9	47,7	50,8
Masowy skład chemiczny:
C	77,5	86,3	77
H	12,1	13,4	12
S	0,01	0,3	0,003
O	10,4	-	11,2
Wartość opałowa, MJ/kg	37,1	42,7	37,5

W tabeli 1 przedstawiono różnice zawartości frakcji stałych w paliwie wzorcowym i estrze metylowym. Z dotychczasowych badań wynika, że zanieczyszczenia estru metylowego kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego gliceryną, glicerydami i kwasami tłuszczowymi mogą powodować niestabilność chemiczną i agresywność korozyjną paliwa w stosunku do materiałów silnika czy kotła. Inny problem to oddziaływanie na olej w układzie smarowania silnika (Kruczek 2001 ). Osobiście się z tym nie zgadzam ponieważ w Kielcach w listopadzie 2003 roku został przeprowadzony eksperyment którego celem było ustalenie wpływu biodiesla na silniki wysokoprężne starszych typów. Dwanaście autobusów Jelcz i Ikarus z kieleckiego Miejskiego Przedsiębiorstwa Komunikacyjnego przez ponad pół roku tankowało ekologiczne paliwo w postaci oleju napędowego z domieszką biokomponentów. W badaniach 10 autobusów tankowało mieszankę składającą się w 30 % z estrów oleju rzepakowego i w 70 % oleju napędowego. Natomiast dwa autobusy zasilane były czystymi estrami oleju rzepakowego. Po przeprowadzonym półrocznym teście okazało się, że mieszanka 30/70 estrów i oleju nie stwarzała żadnych problemów eksploatacyjnych nawet w niskich temperaturach, nie odnotowano awarii. Niektórzy kierowcy sygnalizowali, że silnik stał się bardziej elastyczny, natomiast pasażerowie stwierdzali, że dym wydzielany jest znacznie przyjemniejszy od poprzedników. Czyli z pełną odpowiedzialnością można stwierdzić, że biopaliwa staną się w niedalekiej przyszłości alternatywą dla oleju napędowego (Bednarski 2005 ).

Jednak bez subwencji państwa oraz zniżek podatkowych i akcyzowych otrzymanie 1 dm3 oleju rzepakowego będzie nie opłacalne.

http://agroenergetyka.pl/?a=article&id=206

Biodiesel

Autor: Misiaczyk Bartosz ([e-mail])

Data: 2008-01-12

Biodiesel jest mieszaniną estru metylowego oleju rzepakowego z olejem napędowym w różnym składzie np.: B20 zawierz 20% estru, itp. Jednak coraz częściej spotykany jest biodiesel w postaci 100% oleju rzepakowego.
W 2003 roku w UE produkcja biodiesla w porównaniu z latami poprzednimi zwiększyła się o 35% i osiągnęła wartość 1,4 ∙ 106 Mg, co wraz z 0,3 ∙ 106 Mg bioetanolu dało łącznie 1,7 ∙ 106 Mg biopaliw. Eksperci ocenili zapotrzebowanie na biopaliwa na 7 ∙ 106 Mg czyli znacznie więcej
Biodiesel produkowany z rzepaku jest optymalną sprawą dla tego rodzaju pali. Tłoczone z roślin oleistych alternatywne paliwa z biomasy są w 100% ekologiczne. Paliwa odnawialne na bazie rzepaku w niedalekiej przyszłości znajdą szerokie zastosowanie, gdyż rzepak jest najważniejszą uprawianą w Polsce rośliną oleistą. Przeznaczany jest do celów konsumpcyjnych i przemysłowych. Odgrywa istotna rolę w żywieniu przetworzony na olej roślinny, margarynę, masło roślinne i inne, zastępując tłuszcze zwierzęce. Roślina ta jest również szeroko wykorzystywana w przemyśle jako dodatek do kosmetyków, smarów i olei technicznych.
W ostatnim okresie rzepak stał się jednym z najważniejszych surowców do produkcji paliw płynnych i stałych. Jako paliwo stałe wykorzystywana jest słoma rzepakowa, spalana w piecach do paliw. Natomiast podczas tłoczeniu oleju pozostają wytłoki które ze względu na wysoką zawartość białka stosowane są jako pasza dla zwierząt.
Do produkcji biopaliw płynnych stosowany jest olej rzepakowy, który uzyskuje się z tłoczenia nasion rzepaku, następnie poddawany jest on procesowi estryfikacji. W procesie tym powstają metylowe estry rzepakowe. Pod względem chemicznym tworzą mieszaninę metylowych estrów wyższych kwasów tłuszczowych.



Ocena parametrów eksploatacyjnych silników diesla zasilanych biopaliwem w porównaniu do oleju napędowego.

- moc oraz moment obrotowy pozostają bez zmian
- wyższa sprawność silnika diesla zasilana biopaliwem
- praca silnika jest cichsza
- temperatura spalin jest niższa nawet do 10 %
- dobre właściwości smarne
- ujemną cechą natomiast jest mniejsza wytrzymałość gumowych uszczelniaczy


Wpływ zasilania silnika diesla biopaliwem na emisję zanieczyszczeń do atmosfery.
Paliwo wytwarzane z rzepaku jest przyjazne środowisku i spala się znaczniej czyściej niż paliwa produkowane z ropy, nawet przy wysokich jakości paliwa. Spaliny emitowane z biodiesla w porównaniu z olejem napędowym charakteryzują się:

- znacznie niższym zadymieniem mniej sadzy
- niższą zawartością tlenków węgla do 40 %
- niższa zawartość cząstek stałych o 10 - 60%
- znacznie mniej CO2 nawet o 85 % od oleju napędowego
- znikoma zawartość SO2
- zwiększona emisja azotu o ok.17% co zmniejsza zadymienie spalin i poprawia warunki spalania.

Trzeba dodać, że biopaliwa charakteryzują się dużą biodegradowalnąścią ok. 95 % w ciągu 21 dni a olej napędowy w 70 %. Ponadto gdy dostanie się do gruntu nie powoduje jego skażenia tak jak w przypadku wody.
Ponadto waży aspektem jest wykorzystanie osadów ścielowych do nawożenia gleb na których uprawiane są rośliny przemysłowe, z których produkuję się ekologiczne paliwa. ( np. rzepak)
Unia Europejska nakazuję, że do 2008 roku osady ściekowe nie mogą być składowane na składowiskach. Więc część osadów może być spalana a część używana jako nawóz organiczny. Osady ściekowe mogą być wykorzystywane w celu zastąpienia obornika. " Wielkość dawki osadu na jednostkę powierzchni ustala się biorąc pod uwagę zapotrzebowanie roślin na azot oraz zawartość azotu w osadzie". Rośliny potrzebują azotu do wydania odpowiedniego wydajnego plonu. Jednak jego nadmiar jest niekorzystny zarówno dla środowiska jak i dla jakości plonu. Ustawa o nawozach określa roczną dawkę azotu, która nie może przekraczać 170 kg/ha. Odwodnione osady są nawozem organicznym i podobnie jak obornik można go stosować jednorazowo oraz wielokrotnie co 3-4 lata. Jeżeli osad zawiera ok. 3 % azotu to dawka na 1 ha Mozę wynieść ok. 17 ton. Trzeba tu zwrócić uwagę na zawartość metali ciężkich np. ołów, kadm itp. Wysoka zawartość ołowiu jak korzystna pod uprawę rzepaku który będzie przetłoczony na biopaliwo. Stwarza to dobre warunki pracy biodiesla w silniku, natomiast pozostałości takie jak słoma może być sprasowana w brykieciarkach i spalona w kotle. Pozostają jeszcze wytłoczyny z ziarna, które również mogą być spalone w kotle lub przerobione na paszę.
Jednak sprawa biopaliw nie jest taka prosta, polityka naszego kraju nie ułatwia powstawania nowych baz tłoczących olej. Nałożenie podatku akcyzowego w wysokości ok 2,0 zł na każdy litra ekologicznego paliwa nie zachęci potencjalnych producentów. Stawka w tej wysokości sprawia, że na razie jest to nie opłacalne. Ministerstwo środowiska wprowadziło ustawę w której mowa jest, ze każdy rolnik może wyprodukować 100 litrów na każdy hektar uprawny ziemi. Ponadto istnieje jeszcze wielka biurokratyczna góra dla rolników co będzie musiał zrobić żeby zacząć produkcję paliwa, będzie musiał się wywiązać z dziesiątków sprawozdań i szczegółowej wiedzy z zakresów limitów. Rolnik żeby nie dostać kary musi mieć pozwolenie na prowadzenie składu podatkowego oraz numer w rejestrze paliwowym, liczne pozwolenie i oświadczenia. Ponadto częste kontrole i niekiedy grzywny. Nawet wiezienie za złej jakości paliwo.

Literatura:
- Lewandowski 2006
- Jankowiak 2007
- Siuta 2002
- Kotowski 2006

http://agroenergetyka.pl/?a=article&id=32

Biopaliwa - co to jest?

Autor: Rembowski Łukasz ([e-mail])

Data: 2007-05-11

Powszechnie używając zwrotu biopaliwa mamy na myśli takie biokomponenty jak estry i bioetanol.

Powszechnie używając zwrotu biopaliwa mamy na myśli takie biokomponenty jak:
- bioetanol - produkowany ze zbóż, kukurydzy, ziemniaków, kukurydzy i buraków cukrowych - dodawany do benzyn
- estry metylowe lub etylowe - otrzymywane w procesie przetwarzania rzepaku - dodawane do oleju napędowego

Co to jest biodiesel? Estry często nazywa się biodiesel'em. Jest to ekologiczne, nietoksyczne i odnawialne paliwo ulegające rozkładowi biologicznemu, o niemal identycznych właściwościach jak olej napędowy.
Biodiesel to mieszanka oleju napędowego i dodatków pochodzenia roślinnego tzw. estrów (metylowych lub etylowych) wyższych kwasów tłuszczowych. Estry otrzymuje się np. z rzepaku.

Proces: Ideą produkcji biopaliwa z oleju rzepakowego jest reakcja podwójnej wymiany triglicerydów i małocząsteczkowych alkoholi alifatycznych (C1 - C4, głównie metylowego) do estrów wyższych kwasów tłuszczowych i gliceryny wg reakcji trans estryfikacji:

Olej rzepakowy + Metanol = Diester + Gliceryna
100kg + 10kg = 100kg + 10kg

Przykład procesu:

Wykorzystanie:
-Rzepakowe paliwo miesza się w dowolnych proporcjach z paliwami z ropy naftowej. Do zasilania silników wysokoprężnych stosowane mogą być więc zarówno 100% estry, jak i ich mieszaniny z olejem napędowym.
-Estry metylowe kwasów tłuszczowych to również atrakcyjny surowiec dla przetwórstwa chemicznego. Zastosowanie estrów w sektorze niepaliwowym jest znacznie mniej narażone na elementy ryzyka i niepewności związanego z redukcją podatku akcyzowego.
-Estry mogą też być stosowane jako paliwo opałowe używane w kotłach grzewczych.

Definicje wprowadzone ustawą o biopaliwach
Biokomponenty - ester lub bioetanol
Ester - estry metylowe albo etylowe wyższych kwasów tłuszczowych
Bioetanol - odwodniony alkohol etylowy
Biopaliwa - paliwa z zawartością powyżej 5% biokomponentów
Paliwa ciekłe - paliwa z zawartością do 5% biokomponentów

Oznaczenia w UE
W żadnym kraju Unii Europejskiej nie stosuje się dodatkowych dystrybutorów na stacjach paliw jeśli paliwa te spełniają normy. Benzyny z zawartością etanolu do 5% nie są szczególnie oznakowane, gdyż spełniają normę EN 228, zaś mieszanka 95% oleju napędowego i 5% estrów metylowych oleju rzepakowego spełnia normę EN 590 obowiązującą w Unii Europejskiej dla ON.

Doświadczenia innych krajów Wieloletnie doświadczenia krajów Europy Zachodniej, które produkują paliwa z 5% dodatkiem estru rzepakowego wykazują, że:

-nie ma negatywnych skutków na silniki, wręcz odwrotnie - następuje poprawa właściwości paliw
-nie wymagane są żadne dostosowania silników nawet starszych modeli
-stosowanie biokomponentu jest popierane przez koncerny samochodowe (np. Peugeot, Renault, Iveco) i petrochemiczne (np. TotalFinaElf)

Źródło:
Krajowe Zrzeszenie Producentów Rzepaku

http://agroenergetyka.pl/?a=article&idd=186

Nazwy BIOPALIW na świecie

Autor: Redakcja ([e-mail]), Źródło: Krajowe Zrzeszenie Producentów Rzepaku

Data: 2009-01-09

W poszczególnych krajach stosuje się różne nazwy handlowe paliwa rzepakowego, a mianowicie:
    * Biodiesel, Raps-Diesel (Niemcy)
    * Ekodiesel i Biodiesel (Austria)
    * Diester (Francja)
    * Bionafta, Ekonafta, Ekoester (Czechy i Słowacja)

Europejskim liderem w produkcji biodiesla są aktualnie Niemcy, za nimi plasują się Francja i Włochy.

Produkcja biodiesel'a w krajach UE w 2002 r. (w tys. ton)

• Niemcy - 450

• Francja - 366

• Włochy - 210

• Austria - 20

• Dania - 10

• Wielka Brytania - 3

• Szwecja -1

Łącznie - 1,065 mln ton estrów
Źródło: Europejska Federacja Producentów Biodiesla z Brukseli

FRANCJA
Francuzi nazwali paliwo rzepakowe DIESTER (tj. diesel - ester).
Diester jest szeroko i powszechnie używany przez zakłady petrochemiczne od 1993 roku. Jego naturalne cechy pozwalają przywrócić właściwości smarne oleju napędowego zawierającego niski poziom siarki.
Stosuje się dwa stopnie inkorporacji:

• maksymalnie 5% domieszka do oleju napędowego dostępnego powszechnie na stacjach benzynowych

• 30% domieszka do oleju napędowego stosowanego w transporcie miejskim, itp.

Prawie połowa oleju napędowego sprzedawanego na francuskim rynku zawiera 2-3-4% dodatek estru. Przepisy nie wymuszają specjalnego oznakowania takiego paliwa, dlatego przeciętny Francuz nie wie o zastosowanym biokomponencie w oleju napędowym.

Produkcja diestru stosowanego jako komponent do paliw i sprzedawanego na francuskim rynku bez akcyzy jest limitowana (w 2003 r. - 317.500 ton estru, w 2004 r. - 387.500 ton estru). Poszczególne zakłady mają przydzielone określone limity ilości paliwa, które są zwolnione z TIPP (odpowiednik podatku akcyzowego od paliw) w wysokości 0,33 Euro/litr estru (do 2003 roku 0,35 Euro/l)

Produkcję paliwa Diester(R) zapewniają cztery jednostki przemysłowe:

• DICO w Grand-Couronne niedaleko Rouen (Seine Maritine)

• ROBBE w Venette niedaleko Compiegne (Oise)

• SIDOBRE SINNOVA w Boussens niedaleko Tuluzy (Haute-Garonne)

• NOVAOL w Verdun

NIEMCY
Jeszcze do niedawna biodiesel był wprowadzany na rynek niemiecki tylko w postaci czystej 100% RME, co było uwarunkowane przede wszystkim ulgami w podatku akcyzowym. Zatwierdzone już propozycje rządu niemieckiego dopuszczają zwolnienie także estrów wprowadzanych w postaci komponentu do paliw.

Jeszcze w 1997 r. moce produkcyjne wynosiły ok. 100 tyś. ton, ale już w 2003 r. pozwalały na produkcję ok. 1 mln ton biodiesla rocznie.

Sprzedaż biodiesla w Niemczech
Szacuje się, iż w niemieckich fabrykach wyprodukowano w 2003 r. ok. 550 tys. ton biodiesla.
Obecnie ponad 1600 stacji paliw oferuje paliwo rzepakowe w cenie ok. 10% niższej niż tradycyjny olej napędowy.

WŁOCHY
System włoski jest oparty na limitowaniu ilości biodiesla zwolnionych z akcyzy. W 2001 r. 125.500 ton estru podlegało całkowitej defiskalizacji.
Poszczególne fabryki mają przydzielone określone ilości możliwe do odpodatkowania. Stosuje się dwa stopnie inkorporacji 5% i 30% (podobnie jak we Francji).
Włoski częściej niż w innych krajach stosują ester do ogrzewania budynków.

http://agroenergetyka.pl/?a=article&id=357

Biopaliwa pierwszej generacji

Autor: Redakcja ([e-mail]), Źródło: peakoil

Data: 2009-01-08

Biopaliwa pierwszej generacji (obecne)

1. Bioetanol z plonów, produkt fermentacji materii organicznej. Powstająca mieszanka wody z alkoholem musi zostać poddana destylacji, by uzyskać czysty etanol. Stanowi to energożerny krok, będący podstawowym czynnikiem decydującym o ostatecznym balansie energetycznym bioetanolu. Gdy bioetanol produkowany jest z ziaren, energia potrzeba do destylacji pochodzi głównie z paliw kopalnych, znacznie pogarszając EROEI i bilans emisji gazów cieplarnianych. Produkując etanol z trzciny cukrowej, jak
   ma to miejsce w Brazylii, ciepło do destylacji otrzymuje się z resztek pozostałych po ekstrakcji cukru z trzciny, tym samym polepszając bilans. Samochody o silnikach benzynowych mogą korzystać z mieszanek 5% bioetanolu bez konieczności dopasowania rozwiązań technicznych silnika.
   Według badania World Watch "Biofuels for Transportation" z 2006 roku, etanol stanowi obecnie ok. 90% produkcji biopaliw.

2. Biodiesel jest chemicznie przekształconym olejem roślinnym. Produkowany jest bezpośrednio z oleju roślinnego poprzez dodanie metanolu i wodorotlenku sodu albo potasu. Reakcja estryfikacji jest stosunkowo prosta i nie wymaga skomplikowanych rozwiązań technologicznych. W porównaniu do etanolu, proces produkcji biodiesla wymaga względnie mało energii (pomijając energię potrzebną do wyprodukowania metanolu). W Europie do jego produkcji używa się głównie rzepaku, w USA soi. Olej palmowy i sojowy być może technicznie nigdy nie spełnią norm europejskich; ich główną wadą jest wysoka temperatura topnienia oleju palmowego (olej krzepnie w wyższych temperaturach i nie może byc używany w niskich) oraz skłonność do oksydacji oleju sojowego. Można też stosować zużyty olej roślinny lub tłuszcz zwierzęcy. Biodiesel, jak sama nazwa
   wskazuje, stosuje się w silnikach diesla; w roku 2005 w Unii Europejskiej wyprodukowano 3,1 milionów ton biodiesla.

3. Olej roślinny stosowany bezpośrednio (bez estryfikacji) nie może być używany w normalnych silnikach diesla, więc jego użycie jest bardzo ograniczone.

http://agroenergetyka.pl/?a=article&id=358

Biopaliwa drugiej generacji

Autor: Redakcja ([e-mail])

Data: 2009-01-08

Biopaliwa drugiej generacji (przyszłe)

1. Bioetanol z celulozy lub drewna wytwarzany byłby z odpowiednio przygotowanych resztek drewnianych, siana czy celulozy. Zastosowanie analogiczne, jak w przypadku bioetanolu pierwszej generacji.

2. BtL - Upłynnianie biomasy ("Biomass to Liquid").
   Określenie BtL (z ang. Biomass-To-Liquid) zasadniczo określa proces upłynniania biomasy polegający na jej zgazowaniu do postaci surowego gazu syntezowego (H2, CO, CO2, H2O, CH4, zw. siarki i azotu), z którego (H2, CO), wykorzystywany jest w syntezie Fischera-Tropscha (F-T) do produkcji paliw syntetycznych.
   
   Z gazu syntezowego powstałego ze zgazowania biomasy można wytwarzać biometanol i DME (dimetyloeter), który może być wykorzystywany do zasilania silników z zapłonem samoczynnym.

3. Biogaz mógłby być stosowany jedynie w silnikach CNG (Compressed Natural Gas).

http://agroenergetyka.pl/?a=article&idd=187

·BIOPALIWA 1 GENERACJI

• Metanol

• Etanol

Etanol

Autor: Misiaczyk Bartosz ([e-mail])

Data: 2009-01-17

Etanol czyli alkohol etylowy C₂H₅OH, znany jest od zarania dziejów, jednak jego historia jako paliwa nie przekracza 30 lat. Pierwszym krajem, który zaczął produkować biobenzynę E85 czyli 85% etanolu i 15% benzyny z trzciny cukrowej była Brazylia. Następnie zaczęto produkować tego rodzaju paliwo w USA gdzie jako surowca użyto kukurydzy. W Brazylii wytwarzanie tego rodzaju paliwa rozpoczęto w 1975 r. W 1984 r. uzyskano wartość ok. 12,5x10⁶m³/a. Tak wysoki poziom utrzymuje się do chwili obecnej. Kraje UE nie przekroczyły wartości 0,5 ∙x10⁶m³/a natomiast w Stanach produkcja wynosi 10x10⁶m³/a. Światowa produkcja biobenzyny w 2004 roku wynosiła 27,5 ∙x10⁶m³ (Lewandowski 2006 ).

Tabela 1 Charakterystyka olejów roślinnych (Kruczek 2001 )

Właściwości	Ester metylowy oleju rzepakowego	Olej napędowy (ON)	Olej rzepakowy jadalny
Gęstość w temp. 15 o C, kg/dm 3	0,885	0,849	0,888
Lepkość w temp. 40 mm 2 /s	4,32	2,5	-
Temperatura mętnienia, o C	-6,7	-15	-
Liczba cetanowa	49,9	47,7	50,8
Masowy skład chemiczny:
C	77,5	86,3	77
H	12,1	13,4	12
S	0,01	0,3	0,003
O	10,4	-	11,2
Wartość opałowa, MJ/kg	37,1	42,7	37,5

W tabeli 1 przedstawiono różnice zawartości frakcji stałych w paliwie wzorcowym i estrze metylowym. Z dotychczasowych badań wynika, że zanieczyszczenia estru metylowego kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego gliceryną, glicerydami i kwasami tłuszczowymi mogą powodować niestabilność chemiczną i agresywność korozyjną paliwa w stosunku do materiałów silnika czy kotła. Inny problem to oddziaływanie na olej w układzie smarowania silnika (Kruczek 2001 ). Osobiście się z tym nie zgadzam ponieważ w Kielcach w listopadzie 2003 roku został przeprowadzony eksperyment którego celem było ustalenie wpływu biodiesla na silniki wysokoprężne starszych typów. Dwanaście autobusów Jelcz i Ikarus z kieleckiego Miejskiego Przedsiębiorstwa Komunikacyjnego przez ponad pół roku tankowało ekologiczne paliwo w postaci oleju napędowego z domieszką biokomponentów. W badaniach 10 autobusów tankowało mieszankę składającą się w 30 % z estrów oleju rzepakowego i w 70 % oleju napędowego. Natomiast dwa autobusy zasilane były czystymi estrami oleju rzepakowego. Po przeprowadzonym półrocznym teście okazało się, że mieszanka 30/70 estrów i oleju nie stwarzała żadnych problemów eksploatacyjnych nawet w niskich temperaturach, nie odnotowano awarii. Niektórzy kierowcy sygnalizowali, że silnik stał się bardziej elastyczny, natomiast pasażerowie stwierdzali, że dym wydzielany jest znacznie przyjemniejszy od poprzedników. Czyli z pełną odpowiedzialnością można stwierdzić, że biopaliwa staną się w niedalekiej przyszłości alternatywą dla oleju napędowego (Bednarski 2005 ).

Jednak bez subwencji państwa oraz zniżek podatkowych i akcyzowych otrzymanie 1 dm3 oleju rzepakowego będzie nie opłacalne.

http://agroenergetyka.pl/?a=article&id=208

Metanol

Autor: Misiaczyk Bartosz ([e-mail])

Data: 2008-01-12

Metanol czyli alkohol metylowy o wzorze CH3OH, produkowany dawniej w procesie suchej destylacji drewna w temperaturze 500 ^oC. Obecnie produkowany jest przez utlenienie metanu z gazu ziemnego lub na drodze syntezy chemicznej a tlenkami węgla.

Metanol produkowany z biomasy wytwarzany może być w dwuetapowym procesie termochemicznym z wodoru i tlenku węgla. Można też wytwarzać metanol z gazu ziemnego lecz proces ten wymaga dużych nakładów energii oraz zwiększa emisję CO2. Metanol jako paliwo silnikowe używany jest w postaci czystej czyli nie przetworzonej lub jako komponent tlenowy do benzyny w postaci MTBE (ester metylo-tetr-butylowy). Metanol uważany jest często za przyszłościowe, wydajne paliwo wykorzystywane w nowych typach ogniw paliwowych typu DMFC (Direct Metha
nol Fuel Cell),wewnątrz których jest on przekształcany do wodoru.
Ogniwa paliwowe tego typu przetwarzają energię chemiczną na elektryczną. Sprawność takiej przemiany jest prawie dwukrotnie wyższą od sprawności układów wykorzystujących klasyczny proces spalania jak silniki spalinowe ( <40%).
Sprawność ogniw paliwowych waha się obecnie od 45 do 85%. Spośród sześciu typów podstawowych ogniw paliwowych szczególne znaczenie mają ogniwa PEM (Proton Exchange Membrana),w których paliwem jest wodór i ogniwa DMFC.

Literatura:
- Roszkowski 2006

---