Ulaz za korisnike

Ekološko gorivo budućnosti

Ekološko gorivo budućnosti
 
Ekološko gorivo budućnosti
Ekološko gorivo budućnosti

Biodizelsko gorivo, čija je primjena za pogon dizelskih motora u svijetu sve značajnija, stvara značajne ekonomske, gospodarske i strateške mogućnosti razvoja i značaja Republike Hrvatske

Biodizel je najstarije pogonsko gorivo za automobile. Ideja o primjeni biljnih ulja za pogon motora s unutrašnjim izgaranjem vrlo je stara i veže se uz tvorca dizel motora – Rudolfa Diesela. On je 1900. godine na svjetskoj izložbi u Parizu demonstrirao rad dizel motora na pogon uljem kikirikija, ali je zbog niske cijene nafte u to doba ova zamisao napuštena. Ograničene količine fosilnog goriva, različiti ekonomski i politički interesi te strateške odrednice razvoja gospodarstava mnoštva država čimbenici su koji su utjecali na intenziviranje istraživanja glede alternativnih vrsta goriva.

Rješavanje problema energenata za motore s unutarnjim izgaranjem ima dva različita konceptualna pristupa, ili iznalaženje novih konstrukcija motora koji će upotrebljavati drugo pogonsko gorivo (razvoj motora s gorivim stanicama za iskorištenje vodika) ili primjena obnovljivih izvora energije. Biodizelsko gorivo, čija je primjena za pogon dizelskih motora u svijetu sve značajnija, stvara značajne ekonomske, gospodarske i strateške mogućnosti razvoja i značaja Republike Hrvatske. Budući da je glavna uljarica za proizvodnju biodizelskoga goriva uljana repica, za čiju proizvodnju imamo izrazito povoljne uvjete, stvaraju se preduvjeti za intenzivnu poljoprivrednu proizvodnju. Nadalje, proizvodnjom biodizelskog goriva ostvarila bi se značajna financijska ušteda s obzirom na manji uvoz nafte i na manju mogućnost onečišćenja okoliša.

Smjernice Europske unije za biodizel

Uporaba biodizela u dizelskim motornim vozilima odvija se već dulji niz godina, ali ozbiljnija implementacija i promocija u EU-u razvija se značajnije tek u zadnjih pet do deset godina. Razlog tomu je djelomično i politika EU-a glede smanjenja CO2 emisija sukladno Kyoto protokolu, te shvaćanju da iskorištavanje biodizela ne emitira dodatne količine CO2 (zbog uravnoteženja emitiranog CO2 rastom uljarica) osim prilikom procesa transporta i proizvodnje biomase te gotovog proizvoda. Različite studije pokazale su da uporaba 1 kg biodizela dovodi do smanjenja otprilike 3 kg CO2 emisija u odnosu na fosilni dizel, ako se promatra cjelokupni proces.

U sklopu Kyoto protokola zemlje članice EU-a obvezale su se na smanjenje CO2 emisija za 8% do 2010., u odnosu na referentnu 1990. godinu. Također, Direktiva Europske unije 2003/30/EC obvezuje zemlje članice EU-a da postignu volumni udjel biogoriva od 2% u ukupnom gorivu plasiranom na tržište do 31. prosinca 2005. Stoga, znatno povećanje korištenja biogoriva zahtijeva pažljivo razmatranje svih ekoloških utjecaja. Dok su pozitivne strane biodizelskog goriva kao što su smanjenje CO2 emisije u fazi izgaranja goriva evidentne, negativni indirektni učinci prilikom proizvodnje biodizela kao što su krčenje šuma, opasnost od smanjenja biodiverziteta, zagađenja zemlje i vode nitratima, fosfatima i pesticidima mnogo su kompleksniji te također imaju globalni utjecaj na ekosustav i ne smiju se zanemariti.

Svaka članica EU-a morat će 2010. u ukupnoj potrošnji goriva imati i 5,75 posto biogoriva. To znači da će Hrvatska 2010. morati potrošiti 135.000 tona biogoriva. Hoće li te količine uvesti ili proizvesti sama, nije određeno. No, ako će uvoziti, onda će financirati stranog poljoprivrednika. Agronomski fakultet u Zagrebu pokrenuo je početkom devedesetih inicijativu za projekt proizvodnje biodizela u Hrvatskoj. Projekt je 2000. godine prihvatila Vlada u sklopu nacionalnog energetskog programa BIOEN.

Trendovi biodizela u EU

Prema podacima European Biodiesel Bord-a ukupna proizvodnja biodizela u EU-u 25 porasla je s 1,9 milijuna tona u 2004. na blizu 3,2 milijuna tona u 2005. ili za 65%. Broj zemalja s industrijom biodizela gotovo se udvostručio 2005. g. [3] u odnosu na 2004. g. Proporcionalno tome rasli su i kapaciteti za proizvodnju biodizela te su u 2006. iznosili više od 6 milijuna tona, što će omogućiti daljnju ekspanziju industrije biodizela u Europskoj uniji.

Kako biodizel čini oko 80% biogoriva u Europskoj uniji, a ostalo je bioetanol, ovi podaci potvrđuju činjenicu da globalni cilj od 2% biogoriva u 2005. godini postavljen u Direktivi Europske unije 2003/30/EC još nije dostignut. Ako se uzme samo tržište dizela u Europskoj uniji, proizvodnja biodizela je uz postojeći trend porasta blizu očekivanog cilja od 2%. Danas tržišni udio biodizela iznosi približno 1,5% od tržišta konvencionalnog dizelskog goriva u Europskoj uniji. U budućem korištenju biogoriva u Europskoj uniji podjednaku će ulogu imati i biodizelsko gorivo i bioetanol, pri čemu će za njihovu proizvodnju biti angažirano više milijuna hektara.

Proizvodnja i uvoz

Zemlje proizvođači biogoriva u Europskoj uniji trenutačno imaju malen udio u odnosu na globalnu proizvodnju biogoriva, ali ne i biodizela, otprilike nešto manje od 6%, a većina proizvodnje biogoriva sastoji se od proizvodnje etanola (SAD i Brazil). Međutim, EU je najvažniji proizvođač biodizela na globalnom tržištu. Od 1993. godine proizvodnja biodizela u EU povećala se gotovo deset puta, s 80 000 proizvedenih tona do 780 000 tona u 2001., pa sve do 3 184 000 tona u 2005. Njemačka je vodeća zemlja Europske unije u proizvodnji biodizela, zatim slijede Francuska, Italija i Češka.

Diljem EU-a biodizel se upotrebljava u automobilima s dizelskim motorom u mješavinama različitih omjera s fosilnim dizelom, a u Njemačkoj, Austriji i Švedskoj također se upotrebljava i u čistoj formi u prilagođenim vozilima javnog prijevoza. Proizvodnja biodizela u EU-u trenutačno zauzima oko 1,4 milijuna hektara obradive površine te postoji otprilike 40 postrojenja za preradu koja godišnje proizvedu oko 3184000 tona. Oko 12% od ukupno na tržište plasiranog biodizela uvozi se iz jugoistočne Azije (Malezija i Indonezija) u obliku sirovine palminog ulja.

Osnovne značajke

Biodizel je obnovljivo i biorazgradivo gorivo koje se dobiva iz biljnih ulja, životinjskih masti i recikliranoga otpadnog jestivog ulja, odnosno to je komercijalni naziv pod kojim se metilni eter, bez dodanog mineralnog dizelskog goriva, nalazi na tržištu tekućih goriva i prodaje krajnjim korisnicima. Biodizel je standardizirano tekuće nemineralno gorivo, neotrovan, biorazgradiv nadomjestak za mineralno gorivo.

Može se proizvoditi procesom transesterifikacije, pri čemu kao sporedni proizvod nastaje glicerol. Kemijski se opisuje kao monoalkoholni ester. Procesom esterifikacije biljno ulje reagira s metanolom i natrijevim hidroksidom kao katalizatorom te nastaje ester masnih kiselina zajedno s ostalim nusproduktima: glicerolom, glicerinskim talogom i sapunom. Biodizel pripada skupini derivata srednje dugih C 16 - C 18 lančanih masnih kiselina. Te molekule pokazuju strukturnu sličnost s molekulama mineralnoga dizelskog goriva.

Prednosti i nedostaci biodizela

Prednost biodizelskoga goriva u odnosu na mineralno dizelsko gorivo, s ekološkog stajališta, proizlazi iz povoljnije bilance ugljikovog dioksida. Osnova za proizvodnju biodizelskoga goriva je sjeme odnosno ulje neke uljane kulture, a poznato je da biljka za svoj rast troši određenu količinu ugljikovog dioksida. Pri uzgoju tih kultura koriste se razni poljoprivredni strojevi koji svojim radom proizvode ugljikov dioksid, a isti nastaje i u procesu prerade ulja u biodizelsko gorivo. Slična je situacija i s proizvodnjom mineralnoga dizela. Međutim, razlika je u tome što se za daljnji uzgoj uljane repice iz atmosfere preuzima dio ugljikovog dioksida nastalog izgaranjem i proizvodnjom biodizelskoga goriva, dok se kod mineralnoga dizelskoga goriva nastali ugljikov dioksid neprestano akumulira u atmosferi. Uzgojem uljane repice, proizvodnjom ekološki ispravnoga goriva, njegovim izgaranjem te ponovnim uzgojem stvara se djelomično zatvoren i ekološki povoljan lanac nastajanja i potrošnje ugljikovog dioksida.

Pri razmatranju bilance ugljikovog dioksida nastalog izgaranjem u motoru i proizvodnje biodizelskoga goriva s jedne strane i mineralnoga goriva s druge strane, procjenjuje se da je produkcija ugljikovog dioksida biodizelskoga goriva na razini od 40 do 50% produkcije ugljikovog dioksida pri proizvodnji i izgaranju mineralnoga dizelskoga goriva. Jedno od najvažnijih svojstava dizelskoga goriva je njegova sposobnost samozapaljenja, svojstvo koje definira cetanski broj, i što je broj veći to se gorivo brže zapali. Istraživanja su pokazala da je prosječan cetanski broj biodizelskoga goriva 48 u usporedbi s cetanskim brojem mineralnog dizela koji iznosi 50. Mazivost, još jedno važno svojstvo dizelskoga goriva, definira njegova maziva svojstva.

Biodizelsko gorivo ima bolju mazivost od mineralnog dizelskoga goriva s niskom koncentracijom sumpora od 500 ppm. Od ukupne mase B100 (100% biodizelsko gorivo),11% te mase je kisik. Prisutnost kisika u biodizelskom gorivu poboljšava njegovo izgaranje, čime se smanjuje količina ugljikovog dioksida, CO i emisija krutih čestica. Međutim, oksigenirana goriva mogu povećati emisiju dušikovih oksida. Testovi na motorima potvrdili su očekivana povećanja, ali i smanjenja ispušnih plinova i krutih tvari iz motora.

Biodizelsko gorivo ima i određenih nedostataka iako se može primijeniti gotovo u svakom dizelskom motoru, pri čemu za sam pogon vozilo ne zahtijeva nikakve izmjene. Svojstva biodizelskoga goriva u hladnim uvjetima lošija su od svojstava dizelskoga goriva. Pri niskim temperaturama biodizelsko gorivo formira kristale voska, koji mogu dovesti do začepljenja u sustavu motora. Pri još nižim temperaturama biodizelsko gorivo dobiva svojstva gela što znači da se isto ne može crpsti iz spremnika. U vozilima koja se pogone mješavinom biodizelskoga goriva i mineralnoga dizelskog goriva nastaju problemi s opskrbom motora gorivom pri manje negativnim temperaturama nego kod onih vozila na pogon dizelskim gorivom.

Zbog toga je biodizelsko gorivo potrebno nadopuniti, čime bi njegova uporaba bila moguća i pri niskim temperaturama. U pojedinim slučajevima može doći do razrjeđivanja motornog ulja i to kada je motor dulje vrijeme bio vožen samo s malim opterećenjem, jer kao i kod konvencionalnog dizela dolazi do prodora goriva koje nije izgorjelo u motorno ulje te slijedi razrjeđivanje, a tada treba skratiti rokove za izmjenu ulja koje proizvođač inače preporučuje. Biodizelsko gorivo u automobilima starijih godišta djeluje poput otapala i može uzrokovati otapanje boje. Ono također kod takvih automobila agresivno djeluje na brtvila u motorima, stoga cijevi za gorivo i za povrat goriva iz crpke te brtve koje dolaze u dodir s gorivom treba zamijeniti materijalima prikladnima za biodizel kao što je fluor-kaučuk (trgovački naziv Viton), poznat i kao FPM-ECO-ECO, jer agensi u biodizelu, pogotovo pri povišenoj temperaturi, u roku od 6 do 10 mjeseci mogu uzrokovati propuštanje cijevi. Uporaba B20 (mješavina 20% biodizelskoga goriva i 80% mineralnog dizela) i B100 u svakom vozilu zahtijeva određeni oprez.

Zbog loše kakvoće dizelskoga goriva izgaranjem u motoru stvaraju se naslage. One uporabom biodizelskoga goriva mogu promijeniti konzistenciju, te zbog toga može doći do njihove migracije i začepljivanja filtara čija je zadaća pročišćavanje pogonskog goriva. Stoga, ako smo prethodno koristili samo konvencionalno dizelsko gorivo, nakon prvih 1 do 2 punjenja spremnika biodizelom valja zamijeniti filtar za gorivo, zbog toga što biodizel može otopiti nečistoće zadržane u njemu. Zato je potrebno nakon izvjesnog vremena po prelasku na biodizelsko gorivo obaviti servis.

Biodizelsko gorivo ima nešto veću potrošnju u odnosu na potrošnju mineralnoga dizelskog goriva pri istom broju prijeđenih kilometara. Ako se promatra energetska iskoristivost motora, a to je postotak toplinske energije goriva koju oslobađa motor, biodizelsko gorivo nije pokazalo signifikantan učinak na energetsku iskoristivost. Za razliku od energetske, volumetrijska iskoristivost koja se uglavnom izražava kao kilometri po litri goriva pokazala je da udio energije po litri biodizelskoga goriva iznosi otprilike 11% manje nego kod dizelskoga goriva. Nadalje, očekuje se da će vozila koja koriste B20 postizati 2,2% manje kilometara po litri goriva. Međutim, taj se nedostatak nadomješta udjelom kisika u biodizelskom gorivu. Naravno, smanjenje snage i povećanje potrošnje ovisi o udjelu biodizela u fosilnom dizelu, tako da je kod manjih postotaka (do cca 5%) ta vrijednost beznačajna.

Biodizel kao ekološko gorivo

Jedno od najvažnijih svojstava biodizelskoga goriva kao pogonskog goriva je smanjena emisija štetnih ispušnih plinova za više od 50% u odnosu na dizelsko gorivo te činjenica da ono gotovo nema sumpora, fosfora i olova, pri čemu je količina čađi u ispušnim plinovima smanjena za oko 50% u odnosu na dizelsko gorivo. Dakle, biodizelsko gorivo u odnosu na dizelsko ima značajno niži stupanj onečišćenja okoliša pri eksploataciji, što je od velike važnosti napose za gradove i velegradove u kojima se gradski prijevoz odvija njegovom uporabom. Tijekom ciklusa proizvodnje uljane repice i korištenja biodizelskoga goriva proizvodi se približno 80% manje CO2 i gotovo 100% manje SO2 u usporedbi s proizvodnjom i uporabom mineralnog dizela.

Uzmimo na primjer potrošnju dizela u Hrvatskoj, koja je prema Energiji u Hrvatskoj [4] u 2005. godini bila oko 1,6 milijuna m3 u cestovnom prometu, odnosno 30 tisuća m3 u željezničkom, 28 tisuća m3 u javnom gradskom i oko 30 tisuća m3 u brodskom prometu, s neznatnim udjelom biogoriva. Ukoliko se uzme u izračun samo 1% supstituirane potrošnje biodizela, odnosno oko 16 tisuća m3, uštede u emisijama bi iznosile oko 40 000 tona CO2 (odnosno prema važećim naknadama oko 500 000 kuna), samo u spomenutim sektorima. Bitno je spomenuti da je takva godišnja ušteda emisija CO2 ekvivalentna godišnjoj emisiji polutanata od oko 20-ak tisuća automobila (npr. svi automobili u Zadru, Šibeniku ili Puli). Naravno, ukoliko se ove vrijednosti stave na nacionalnu razinu ukupne potrošnje, uz spomenuti cilj od 5,75% biogoriva u 2010. godini, uštede su udeseterostručene (npr. poništenje emisije svih automobila u gradu Splitu).

Sva su biodizelska goriva dobro razgradiva u vodi i tlu. Istraživanja su pokazala da se u razdoblju od 28 dana biodizelsko gorivo u vodi razgradilo 84%, a u tlu 88%, što su gotovo dvostruko veće vrijednosti u odnosu na dizelsko gorivo. Rezultati također upućuju da je povećanje koncentracije REE u mješavinama uzrokovalo linearno povećanje vrijednosti ukupne biorazgradnje. Nakon 4 do 6 tjedana od ulaska biodizelskoga goriva u tlo biljke su normalno klijale i rasle.[3]

Svaka članica EU-a morat će 2010. u ukupnoj potrošnji goriva imati i 5,75 posto biogoriva. To znači da će Hrvatska 2010. morati potrošiti 135.000 tona biogoriva

Mogućnosti proizvodnje i korištenja biodizela u Hrvatskoj

Iako proizvodnja biodizela postoji već više od godinu dana u Ozlju, a u pripremnim je fazama još nekoliko tvornica biogoriva (Vukovar), za sada nema veće upotrebe ovog proizvoda na našem tržištu, nego se sva proizvodnja izvozi. Prostora za korištenje ima na svakom koraku i hvalevrijedne su akcije korištenja biodizela u gradskom javnom prometu (ZET/Zagreb), odnosno na mjestima na kojima je od iznimne važnosti smanjenje emisije u okolinu (npr. nacionalni parkovi), marine (Murter) i sl.. Biodizel u Hrvatskoj ima svijetlu budućnost s više stajališta.

Prvenstveno, mnogo je neobrađene zemlje na kojoj se može posaditi uljana repica (iako treba imati na umu da je ona dosta invanzivna na okolinu i „iscrpljuje“ zemlju u kratkom razdoblju eksploatacije). Nadalje, tu je i povoljna cijena jer su biogoriva oslobođena raznih državnih nameta da bi bila konkurentnija. Zatim, važan je i ekološki moment, gdje je korištenje biodizela prepoznato kao jedno od rješenja kyotskog protokola, ali i smanjenja lokalnog zagađenja u urbanim sredinama.

Sveučilište Oxford proizvodi biodizel

Svjetski poznato sveučilište po tradiciji i bogatoj prošlosti, sveučilište u Oxfordu, odlučilo je prikupljati otpadno ulje. Recikliranjem biljnog ulja koje ostaje nakon pripreme hrane u sveučilišnim kuhinjama (njih četrnaest), sveučilište proizvodi biodizel za potrebe svojih vozila. U reciklažu ulja iz vlastitih pogona uključena je trećina kuhinja. Ostatke ulja na Oxfordu zagrijavaju i filtriraju, nakon čega je spremno za prerađivanje u biodizel.

Budućnost palminog ulja

Povećanje potražnje za biogorivom u odnosu na fosilni dizel korisno je u pogledu smanjenja emisije stakleničkih plinova zbog izgaranja samog goriva. Važno je i zbog trenutačnog modela pretvorbe velikih površina u plantaže za proizvodnju uljarica, posebice u jugoistočnoj Aziji, a kako bi se zadovoljila svjetska potražnja, neizbježno je krčenje šumskih prostora. Europska unija trenutačno je u deficitu potrebne količine biodizela. Više od polovice zemalja nije investiralo pravodobno u izgradnju rafinerija i povećanje proizvodnje uljarica.

Problem je također u intenzivnom porastu potrošnje dizelskog goriva u odnosu na motorni benzin zbog politički nestabilne situacije u svijetu i rasta cijena naftnih derivata u zadnjih nekoliko godina. Stoga je procijenjeno da će biodizel proizveden iz palminog ulja u sljedećih nekoliko godina doseći udio u ukupnoj potrošnji biodizela od čak 25% na tržištu EU-a, što će uzrokovati uništavanje jednog od najdragocjenijih predjela tropskih prašuma u svijetu. Slična situacija se može očekivati i sa šećernom trskom u Brazilu, gdje se uništavaju ogromni predjeli Amazone kako bi se meliorizirali budući nasadi.

Literatura

  • [1] Alternativno gorivo – Biodizel – Kiš, Jurić, Emert, Plašćak
  • [2] Negativni eko-učinci na globalnu proizvodnju biodizela – T. Kurevlja
  • [3] Biodizel kao alternativno motorno gorivo – Mustapić, Krička, Stanić
  • [4] Energija u Hrvatskoj 2005 – Energetski institut "Hrvoje Požar", 2006

    Izvor: www.masmedia.hr

  • Materijali