Folyékony halmazállapot

Átírás

1 Folyékony halmazállapot Bio-üzemanyagok Drink the best and drive the rest Etanol = CH3CH2OH vagy C 2 H 6 O

2 A világ folyékony bioüzemanyag termelése

3 A termelés területi megoszlása között Million tonnes oil equivalent

4 Szabályozási háttér Az Európai Unió bioüzemanyag irányelve referenciaértékként az energiatartalom alapján számítva - az összes üzemanyag-felhasználáson belül 2005-re 2%-os, 2010-re 5,75%-os 2020-ra 10%-os piaci részesedést határozott meg a bioüzemanyagok részére decemberi döntés szerint max. 5% lehet első generációs!!

5 EU szabályozás /ha energianövény-támogatás évi KAP-reform keretében: csak EU15-re, de maximum 1,5 millió ha-ra 2004: 0,6 millió ha-ra vették igénybe 2005: 1,2 millió ha-ra vették igénybe 2007-ben kiterjesztették az új tagokra is, de maximum 2 millió ha-ra

6 EU szabályozás 3. Fenntarthatóság Az Európai Unió megújulós irányelve szerint (Renewable Energy Directive = RED = 2009/28/EK ) : Nem állítható elő energetikai céllal termelt növény volt erdő területén, vagy természetvédelmi területen, volt vizes élőhelyen (ILUC Indirect Land Use Change: pl. brazil legelők helyére szójaültetény kerül, így a marhák számára újabb esőerdőket alakítanak át legelőnek ). Jó mezőgazdasági gyakorlatot kell alkalmazni az energetikai célú növények termőhelyén; A fosszilis energiahordozókhoz képest az új - helyettesítő - bioüzemanyag szén-dioxid-kibocsátása 35%-kal kisebb legyen, sőt ennek az értéknek 2017-re el kell érnie az 50%-ot.

7 A probléma Egyesült Királyság 1 ha földterület 1,5 tonna biodízelt képes termelni (repce esetében) A jelenlegi fogyasztási szintet 25,9 millió hektáron lehetne kielégíteni Az Egyesült Királyságban csak 5,7 millió ha művelt terület áll rendelkezésre Egy 20%-os célkitűzés Európa szinte teljes mezőgazdasági földterületét felemésztené A JELENLEGI FELHASZNÁLÁST FELTÉTELEZVE

8 Élelmiszerár-emelkedés A növény-alapú üzemanyag előállítás mindössze 3%-át használja fel annak a gabona mennyiségnek, amire a világ élelmezésben szükség van. Az Európai Parlament Fejlesztési Bizottságának elnöke szerint a bioüzemanyag-gyártás gabona igénye csekély ahhoz, hogy magyarázatul szolgálhatna a december és április közti 76%-os rizs áremelkedésnek. A bioüzemanyag-gyártók szerint a nagy olaj, és nagy élelmiszer bussiness egyesítették erőiket ellenük.

9 Az Utrechti Egyetem kutatója szerint ( ) André Faaij concludes that of all land globally used for food production only about 1% is used for biofuels, which makes the sustainability impact of biofuels marginal. Especially if you compare it to the over 60% of land that is currently used for the diary and meat sectors. Of course the biofuel production should not contribute to unsustainable land use expansion. But the same criteria should apply to other sectors. The European Energy Review

10 Alapanyag az EU25- ben ÁRPA ROZS BÚZA Alapanyag az AEÁ KUKORICA SZÓJA

11 A bioüzemanyagok termesztésébe vont terület és az itt megtermelt alapanyag mennyiségének változása búza kukorica cukornád szója árpa kukorica búza terület mennyiség

12 Alkoholok: etanol/etilalkohol (C 2 H 5 OH) v. metilalkohol, mint első generációs biohajtóanyag Alapanyagai 1) magas cukortartalmú növény: cukorrépa, cukornád 2) olyan anyagot tartalmazó növény, melyet kémiai-biológiai reakciók sorozatával cukorrá lehet alakítani: keményítőtartalmú növények: kukorica (Mo.), búza (EU), burgonya, cellulóz tartalmú növények: fa, fűfélék, gabonaszárak, szalma Előállítása: cukor kivonásával és fermentációval, keményítő hidrolízisével és fermentációval, cellulóz hidrolízisével és fermentációval Gyártás mellékterméke: gabonatörköly (takarmány) DDGS (Distillers Dried Grain with Solubles)

13 Bioetanol-előállítás 2009

14

15 Második generációs bioetanolüzemanyagok Főként fás anyagokból állítható elő: Magas ligno-cellulóz tartalom Faforgács, szalma Még fejlesztés alatt álló technológiákon alapul; Magas erdősültséggel bíró, hűvösebb klímájú országokban (pl. Svédország) is lehetőséget teremt a bioüzemanyagok alapanyagainak előállítására. egyéb második generációs üzemanyagok: hidrogén, metanol, butanol

16 Eljárás: Forgáccsá aprítják a fát; Magas hőmérsékleten, sav és enzimek hatására - a cellulózmolekulák szőlőcukorrá alakulnak át; A szőlőcukor oldatot fermentálják, így alkohol keletkezik; A melléktermékként keletkező lignin fatüzelésű erőművekbe kerül; 2000 kg fából 500 liter etanolt képesek kinyerni;

17 Alkoholok biobutanol mint második generációs biohajtóanyag butanol, (butil-alkohol), C 4 H 5 OH alapanyaga hulladékalapú biomassza is lehet - cellulóz! kedvező kémiai és fizikai tulajdonságok: o o o nem elegyedik vízzel; magasabb energiatartalom; nagyobb arányban keverhető, de magában is használható. A butanol hátránya: Még nincs nagy mennyiségű, olcsó enzim; Még nincs olcsó biotechnológiai eljárás lignocellulóz glükóz átalakításra Nyersanyagköltsége 30%-kal drágább, mint az elsőgenerációs etanolé

18 Metanol (metil-alkohol, faszesz, CH 3 OH) Előállítása: - földgázból vagy - a légkör CO 2 -ból; Felhasználás: - belső égésű motorokban (Hagyományos benzinmotorban módosítás nélkül 10-20% metanol-tartalmú benzines üzemanyag-keverékek használható)vagy - üzemanyagcellában Tökéletes égése: 2 CH 3 OH + 3 O 2 2CO H 2 O

19

20 Harmadik generációs bioüzemanyagok Algák felhasználásával CO2 elnyeletéssel

21 Kinyerhető energia / befektetett fosszilis üzemanyag kátrányhomok

22

23 Az üzemanyag-alkohol tiszta etanol ( % ) benzin + etanol adalék benzin + etanol + izobutilén = ETBE (Etil Tercier Butil Éter) finomítási melléktermékkel, izobutilénnel oktánszámnövelés gázolaj + etanol adalék biodízel + etanol adalék

24 gasohol

25 Az EU27 kukorica-felhasználása

26

27 Az EU25 búza felhasználása

28 Brazília program indítása 1975 (olajválságot követően) E20-20:80 bioetanol-benzin keverék (gasohol) E % bioetanol E85 - legújabban Állami árgarancia: a bioüzemanyag ára max. 65 %-a lehet a benzinnek Cukornád termelés 50 %-a lesz üzemanyag; A termelés 17 mill. m 3, az export 2 mill. m 3 Gondok: Alacsony kőolajárak magas cukorárak Alacsony technológiai színvonal Árgarancia árfelhajtó hatása Cukornád-termesztés túlzott dominanciája

29

30

31 Bioetanol-üzemű autók Brazíliában 2002-ig illetve között

32

33 Bioetanol gyártás az EU-ban MJ/litre Million litre PJ EU ,06 France Germany Spain 465 9,3 Austria 180 Sweden 175 Poland 166 Hungary Belgium 143 Slovakia 118 Czech Republic 113 Italy 72 United Kingdom 70 Lithuania 30 Latvia 15 Finland 4 Ireland 2

34 Svédország bioetanol program :44 (source: BioAlcohol Fuel Foundation) Svédországban 11 gyártó 24 etanol-benzin kettős üzemű autómodellt forgalmaz. Emellett 2 benzin-elektromos hibrid kapható. (Volvo, Saab, Ford, Volkswagen, Toyota a piacvezető, Peugeot, Renault felfutóban). Svédországban fenntartható termelésből származó, de brazil cukornád eredetű etanol forgalmaznak től minden töltőállomáson tankolható. Svédországban a bioetanol 35%-kal olcsóbb a benzinnél.

35

36 Magyarország Bioetanol (cukorrépa, kukorica, búza, burgonya) kukorica hozama: 7,5-9 millió t/év kukorica hazai felhasználás: 3-4 millió t/év reális lehetőség: liter/év ( 2009 ) gyártási kapacitás: liter Szabadegyházai Keményítő és Izocukor Gyártó Kft. Közép-Európa legnagyobb üzeme Győri Szeszgyár és Finomító Rt. Dunaföldvár (átadás ) input: 575 e t kukorica/év output: 240 millió liter bioetanol e t gabonatörköly (takarmány)/év

37 Néhány szántóföldi melléktermék keletkezésének éves mértéke hazánkban Mennyiség [1000 t/év] búzaszalma árpaszalma kukoricaszár kukoricacsutka kukoricacsuhé cukorrépa maradék

38 Biodízel Magas olajtartalmú növényekből

39 34 MJ/litre Million litre PJ EU ,358 Germany ,206 France ,004 Spain ,78 Italy 830 Belgium 468 Poland 374 Netherlands 364 Austria 349 Portugal 282 Finland 248 Czech Republic 185 United Kingdom 154 Denmark 151 Hungary 150 5,1 Slovakia 114 Sweden 112 Lithuania 110 Greece 87 Latvia 50 Romania 33 Bulgaria 28 Estonia 27 Ireland 19 Biodízel

40

41 ( EU ) Repce: 1,8 ha 1000 liter Napraforgó: 1,3 ha 1000 liter (Mo.) A jelenlegi magyar szabályzás (jövedéki tv.) szerint nyílt piaci forgalomba nem kerülhet. Németországban: 210 ezer ha Franciaországban: 400 ezer ha

42 NÖVÉNYOLAJ kiserőmű Appropriate technology

43

44

45 NÖVÉNYOLAJ kiserőmű A Lambach (Bajor-erdő), Kolping üdülőszálló liter/év kb. 70 hektár repce

46 Magyarországi lehetőségek ( len Biodízel (napraforgó, repce, szója, ricinus, Kunhegyes Mátészalka Mosonmagyaróvár

47 Tervezett biodízel-kapacitások + a napraforgó- és repcetermelés 5 éves ( ) átlagai az egyes régiókban 1,3 millió tonna olajosmag feldolgozása 400 ezer t/év biodízel üzemanyag előállítását tenné lehetővé. A NYUGAT- DUNÁNTÚL Repce: 45 ezer t Napraforgó: 51 ezer t Mosonmagyaróvár (12 et/év) (50 et/év) Komárom (150 et/év) Bábolna (18 et/év) KÖZÉP-DUNÁNTÚL Repce: 26 ezer t Napraforgó: 111 ezer t SK KÖZÉP- MAGYARORSZÁG Repce: 16 ezer t Napraforgó: 62 ezer t ÉSZAK-MAGYARORSZÁG Gyöngyösoroszi (20 et/év) Gyöngyös (40 et/év) Repce: 42 ezer t Napraforgó: 142 ezer t Bánhalma (5 et/év) Szerencs (11 et/év) Polgár (50 et/év) ÉSZAK-ALFÖLD Repce: 20 ezer t Napraforgó: 243 ezer t Mátészalka (5 et/év) UA SLO Pacsa (11 et/év) Tab (11 et/év) DÉL-DUNÁNTÚL Repce: 41 ezer t Napraforgó: 101 ezer t Baja (30 et/év) DÉL-ALFÖLD Repce: 30 ezer t Napraforgó: 229 ezer t Sarkad (? et/év) RO HR SCG

48 Megoldás 10-es tényező Átgondoltabb szállítmányozás Felesleges személy- és áruszállítás Üresjáratok A hatékonyabb közlekedési módozatok választása Vasút, víz Gyalog, kerékpár, tömegközlekedés Hatékonyság javítása a módozaton belül Kisebb, alacsonyabb, lassabb autók Hibridüzem (pedálos, elektromos)

49 Üzemanyag-takarékos vezetés Műszaki jellemzők, karbantartás: Porlasztás, a karburátor, illetve az adagoló beállítása. A gyújtás megfelelő beállítása. Olajállás és olajminőség. Levegőszűrő Szelephézag, kompresszió. Gumiköpenyek, abroncsok, abroncsnyomás. Vezetési szokások Vezessen egyenletesen! Lámpaciklusok előrelátó együttgondolkodás. A csúcsforgalom. Kerülje az üresjáratot! Ne melegítse a motort, utazás közben melegítse fel! Nagyobb sebesség, nagyobb gázadagolás. Helyesen megválasztott sebességfokozat. A szükségtelen lassú vezetés költséges. Felesleges terhelés Többletsúly a csomagtartóban Tetőcsomagtartó önmagában is megnöveli a gépkocsi légellenállását.