Készítette: Tálos Ádám. Környezettan Bsc szakos hallgató. Témavezető: Dr. Pasinszki Tibor, egyetemi tanár Szervetlen Kémiai Tanszék Kémiai Intézet

Átírás

1 Készítette: Tálos Ádám Környezettan Bsc szakos hallgató Témavezető: Dr. Pasinszki Tibor, egyetemi tanár Szervetlen Kémiai Tanszék Kémiai Intézet

2 1. Bevezetés, környezeti probléma megfogalmazása, mobilitás hatásai, célok 2. Bioüzemanyagok alaptípusai, generációk 3. Bioüzemanyagok jelenlegi és jövőbeni helyzete (EU ill. Magyarország) 4. Biotechnológiai úton előállított üzemanyagok (technológia, kilátások) 5. Összefoglalás, következtetések

3 Környezeti probléma megfogalmazása, célkitűzés Mobilitás nélkülözhetetlensége, hatásai a környezetre Létezik-e olyan alternatíva, amely: - fosszilis üzemanyagokat felváltja - olcsóbb megoldást nyújt az emelkedő olajárak végett - energiabiztonságot szolgáltat

4 Alaptípusok: - alkoholok (pl.etanol; butanol) - éterek (pl.metil-tercier-butil éter, MTBE) - észterek (pl. biodízel; zsírsavmetilészterek, FAME)

5 Előállítási mód lehet: - vegyipari szintézis útján - biotechnológia úton (pl. fermentáció v. erjesztés) Halmazállapot szerint: - szilárd (brikett, pellet) - folyékony (bioetanol) - gáz (biogáz, biohidrogén)

6 Első generáció: - élelmiszernövényekből (pl. gabona, cukorrépa), nem gazdaságos Második generáció: - lignocellulóz-alapú nyersanyagokból Harmadik generáció: - algák közreműködésével,olaj kinyerése Negyedik generáció: - biohidrogén, biometanol

7 EU-s irányelv (RED, 2009) Célja: károsanyag-kibocsátási határértékek betartásának lehetővé tétele specifikus módon ill. megújuló energiaforrások nagyobb arányú felhasználása Előírás: 1) összes en. 20% 2020-ig 2) üzemanyag 10% 2020-ig 3) biomassza/kőolaj 35-ről 60% 2018-ig

8 Hazai helyzet: (NFM: 2011) - jó adottságok - összes 10%-a első gen. üzemanyagból - második gen. megjelenése tovább növeli szezonalitás fgv.-ben Probléma a felhasználásban: - motortechnikai jellegű problémák! - elsősorban tömegközlekedésben - kötelező bekeverési arány:min. 4,8 V% - csökkentett adómérték

9 1. Biometanol: - a legegyszerűbb bioalkohol - Képlete: CH 3 OH - nem számottevő felhasználás - hasonló, mint az etanol, de: - korrozívabb, kevesebb hatóanyagtart. Reakcióegyenlet:

10 - Metanol előállítás mikrobiotikus megfelelője: A reakciót katalizáló enzim (metánmonooxigenáz) egy metanotróf baktérium által bioszintetizált többkomponensű enzimrendszer, amely a metánt használja, mint energia- és szénforrás. (WACKETT, L. P. 2008)

11 2. Bioetanol: (C 2 H 5 OH) - világ legnagyobb mennyiségben termelt bioüzemanyaga : N. A. Otto : Németo.,Franciao.; belső égésű - korai idők: oktánszámnövelő adalékanyag - kőolajtól való függés+magas piaci árak Feltétel: - jó klimatikus környezet+területi adottság

12 A bioetanol átlagos előállítási költsége Európában és néhány országban 2004-ben (HANCSÓK J. et al. 2006/b)

13 A legnagyobb bioetanolelőállító országok 2004-ben

14 Reakcióegyenlet: Alkalmazás a gyakorlatban: - adalékanyag (20-22%) - tisztán és E85 (Svédo.,USA) - FFV (Flexible Fuel Vehicle) Hátránya: - szállíthatóság - vízzel való elegyedés - alacsonyabb energiatartalom (0,65:1)

15 alapanyag:- cukornád, cukorrépa 3-féle előállítási mód: - kukorica, búza, burgonya - gabonaszárak, szalmák stb. - egyszerű cukrokból erjesztéssel - keményítőből hidrolízist követő erjesztéssel - cellulózból speciális előkészítés és hidrolízis utáni erjesztéssel

16 Gyártásnál leggyakrabban használt mikrobiális szervezet: - Saccharomyces cerevisiae élesztőgomba - Zymomonas mobilis baktérium+oltóanyag Hátránya: - magas a fajlagos villamos- ill. hőenergia igénye

17 3. Biobutanol: (C 4 H 9 OH) - benzinéhez hasonló tulajdonságok - etanolhoz képest jobb - nem korrozív - nem elegyedik vízzel nem kell külön szállítani - nem gazdaságos a gyártása

18 Gyártása megfelel az etanolénak, különbség az enzim alkalmazása Nyersanyag: lignocellulóz biomassza Viszonylag magas fajlagos költség: - desztillációs, extrakciós és kihajtásos (sztrippelés) technológia ABE(aceton-butanol-etanol) fermentáció: - Clostridium acetobutylicum baktérium 2 lépés: - savképzés;acil-koenzim A szintetáz - szolventogenezis;butiril-foszfát (BuP)

19 jelenleg még nem létezik ideális üzemanyag jövőben nagyobb választék, függés csökkentése algákkal történő üzemanyaggyártás hidrogénhajtású autók bevezetése távoli biobutanol a jövő üzemanyaga?

20