Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Hasonló dokumentumok
FOLYÉKONY BIOÜZEMANYAGOK

Növényi alapanyagú megújuló tüzelőanyagok adagolásának hatása a gázolaj viszkozitására és az égésfolyamatra

Alternatív motorhajtóanyagok elállítása és vizsgálata tématerület

OMV Diesel CleanTech. Tökéletes motorvédelem. OMV Commercial

Gázégő üzemének ellenőrzése füstgázösszetétel alapján

Energetikai Szakkollégium április 5. Dr. Gács Iván BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

Bioüzemanyag-szabályozás változásának hatásai

Bodnár István PhD hallgató Miskolci Egyetem Sályi István Gépészeti Tudományok Doktori Iskola

JELENTÉS. MPG-Cap és MPG-Boost hatásának vizsgálata 10. Üzemanyag és Kenőanyag Központ Ukrán Védelmi Minisztérium

ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával.

Tüzeléstan előadás Dr. Palotás Árpád Bence

A MOL DÍZELGÁZOLAJOKRÓL

BIO-MOTORHAJTÓANYAGOK JELEN ÉS A JÖVŐ

Emissziócsökkentés és az elektromos közlekedés jelentősége október 7. Energetikai Körkép Konferencia

Hulladékból energiát technológiák vizsgálata életciklus-elemzéssel kapcsolt energiatermelés esetén Bodnár István

A szén-dioxid megkötése ipari gázokból

Az E85 Comfort gyakorlati tapasztalatai és etanolos járműtörténet

MEGÚJULÓ ENERGIA MÓDSZERTAN CSG STANDARD 1.1-VERZIÓ

Közúti közlekedési megújuló energia, E85 használat (flexi fuel gépkocsival, utólag beépített átalakítóval, vagy átalakító nélkül)

Gőzporlasztású gázturbina égő vizsgálata. TDK dolgozat

AJÁNLOTT ÜZEMANYAG. Ajánlott üzemanyag 65D394

TARTALOMJEGYZÉK 1. KÖTET I. FEJLESZTÉSI STRATÉGIA... 6

A bio-üzemanyagok alkalmazásának környezetvédelmi hatásai a helyi buszközlekedésben

motorokban Dr. Bereczky Ákos Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék BME

A biomassza rövid története:

TRIGLICERID ALAPÚ MOTORHAJTÓANYAGOK MINŐSÉGÉNEK JAVÍTÁSA

TATABÁNYA LÉGSZENNYEZETTSÉGE, IDŐJÁRÁSI JELLEMZŐI ÉS A TATABÁNYAI KLÍMAPROGRAM

ALTERNATÍV DÍZEL ÜZEMANYAG FOSSZILIS ÜZEM- ANYAGHOZ VALÓ KEVERÉSÉNEK HATÁSA A FOGYASZTÁSI ÉS EMISSZIÓS ÉRTÉKEKRE

Bioetanol előállítása és felhasználása a különböző földrészeken

Légszennyezés. Molnár Kata Környezettan BSc

80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

Kapcsolt energia termelés, megújulók és a KÁT a távhőben

Megújuló motorhajtóanyagok. Dr. Bereczky Ákos

bizottsági módosító javaslato t

Prof. Dr. Krómer István. Óbudai Egyetem

A hibrid hajóhajtás alkalmazási lehetősége a folyami közforgalmú közlekedésben

ELŐHIDROGÉNEZETT NÖVÉNYOLAJOK IZOMERIZÁLÁSA. Krár Márton, Hancsók Jenő

Mobilitás és Környezet Konferencia

A bioüzemanyagok környezeti hatása a kiválasztott rendszerhatárok függvényében

Lakossági használt sütőolaj begyűjtésének és biodízellé való feldolgozásának életciklus elemzése

Újgenerációs biodízel: motorhajtóanyag előállítás algából

Innovációs leírás. Hulladék-átalakító energiatermelő reaktor

Energiamenedzsment ISO A SURVIVE ENVIRO Nonprofit Kft. környezetmenedzsment rendszerekről szóló tájékoztatója

A DDGS a takarmányozás aranytartaléka

Új biomassza erőmű - és kiszolgáló ültetvények - helyének meghatározása térinformatikai módszerekkel az Inno Energy KIC keretében

Kárpát-medencei Magyar Energetikai Szakemberek XXII. Szimpóziuma (MESZ 2018) Magyarország energiafelhasználásának elemzése etanol ekvivalens alapján

Megépült a Bogáncs utcai naperőmű

Több komponensű brikettek: a még hatékonyabb hulladékhasznosítás egy új lehetősége

Károsanyag kibocsátás vizsgálata

GÁZTŰZHELYEK HATÁSA A BELSŐ KÖRNYEZETRE Dr. Kajtár László Ph.D. Leitner Anita

Nemzeti Közlekedési Napok 2013

MELLÉKLETEK MAGYARORSZÁG ÁTMENETI NEMZETI TERVE CÍMŰ DOKUMENTUMHOZ

Proline Prosonic Flow B 200

(Bio)etanol tüzelıanyag elınyök és hátrányok

DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI

A FÖLDGÁZ SZEREPE A VILÁGBAN ELEMZÉS ZSUGA JÁNOS

Hatástávolság számítás az. Ipari Park Hatvan, Robert Bosch út és M3 autópálya közötti tervezési terület (Helyrajzi szám: 0331/75.

2018. ÉVES SZAKREFERENS JELENTÉS. A Beton Viacolor Térkő Zrt. Készítette: Group Energy kft

Megnyitó. Markó Csaba. KvVM Környezetgazdasági Főosztály

Szilárd biomassza energetikai hasznosíthatóságának vizsgálata a Tiszai Erőmű telephelyén

MEZŐGAZDASÁGI ALAPISMERETEK

A biometán előállítása és betáplálása a földgázhálózatba

A GAMMA-VALEROLAKTON ELŐÁLLÍTÁSA

EGY VÍZSZINTES TALAJKOLLEKTOROS HŐSZIVATTYÚS RENDSZER TERVEZÉSE IRODALMI ÉS MONITORING ADATOK FELHASZNÁLÁSÁVAL

Éves energetikai szakreferensi jelentés Váci Távhő Nonprofit Közhasznú Kft részére

IX. Életciklus-elemzési (LCA) Szakmai Rendezvény. Miskolc, December 1-2.

A közúti közlekedésből származó légszennyezés csökkentése

Éves energetikai szakreferensi jelentés DIPA Diósgyőri Papírgyár Zrt. részére

Éves energetikai szakreferensi jelentés DIPA Diósgyőri Papírgyár Zrt. részére

2018. ÉVES SZAKREFERENS JELENTÉS. R-M PVC Kft. Készítette: Group Energy kft

X. FIATAL MŰSZAKIAK TUDOMÁNYOS ÜLÉSSZAKA

Cetánszám. α-metil-naftalin (C 11 H 10 ) cetán (C 16 H 34 )

Közlekedésenergetika

ROMAVERSITAS 2017/2018. tanév. Kémia. Számítási feladatok (oldatok összetétele) 4. alkalom. Összeállította: Balázs Katalin kémia vezetőtanár

A Lengyelországban bányászott lignitek alkalmazása újraégető tüzelőanyagként

Diesel Treatment DIESEL TREATMENT NAGY TELJESÍTMÉNYŰ, ÜZEMANYAG-TAKARÉKOS DIESEL ADALÉKANYAG

Mekkora az égés utáni elegy térfogatszázalékos összetétele

A JÖVŐ OKOS ENERGIAFELHASZNÁLÁSA

A Budapesti Erőmű ZRt évi környezeti tényező értékelés eredményének ismertetése az MSZ EN ISO 14001:2005 szabvány 4.4.

ENERGETIKAI SZAKREFERENSI ÉVES JELENTÉS

KÖRNYEZETGAZDASÁGTAN

Távhőszolgáltatás és fogyasztóközeli megújuló energiaforrások

Éves energetikai szakreferensi jelentés "KÁTA CNC" Kft. részére

Bioeredetű üzemanyagok a MOL technológia-fejlesztés fókuszában

ENERGETIKAI SZAKREFERENSI ÉVES JELENTÉS

Biogáz-földgáz vegyestüzelés égési folyamatának vizsgálata, különös tekintettel a légszennyező gázalkotókra

DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI RÉCZEY GÁBOR MOSONMAGYARÓVÁR

Gépszerkezettani Tudományos Bizottság

Küzdi Gyöngyi Ágnes ELTE TTK Környezettudomány, földtudományi szakirány Témavezető: Dr. Munkácsy Béla

- HTTE - Hidrogéntermelı tároló egység (járművek meghajtásához) Szerzı:

7. Hány órán keresztül világít egy hagyományos, 60 wattos villanykörte? a 450 óra b 600 óra c 1000 óra

Éves energetikai szakreferensi jelentés ECOMISSIO Kft. részére

Éves energetikai szakreferensi jelentés Redel Elektronika Kft. részére

Éves energetikai szakreferensi jelentés TEJ-S Kft. részére

23/2001. (XI. 13.) KöM rendelet

Tapasztalatok és tervek a pécsi erőműben

Diesel Treatment DIESEL TREATMENT NAGY TELJESÍTMÉNYŰ, ÜZEMANYAG-TAKARÉKOS DIESEL ADALÉKANYAG 1

Éves energetikai szakreferensi jelentés

A8-0392/286. Adina-Ioana Vălean a Környezetvédelmi, Közegészségügyi és Élelmiszer-biztonsági Bizottság nevében

Éves energetikai szakreferensi jelentés Menza Co Kft. részére

Átírás:

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Megújuló hajtóanyag-gázolaj keverékek motorikus alkalmazásának műszaki, gazdasági és környezetvédelmi vizsgálata Tézis füzet Zöldy Máté Budapest 2007

A doktori program címe: Kandó Kálmán Multidiszciplináris műszaki tudományok, Járművek és mobil gépek doktori iskola tudományága: vezetője: témavezető: Gépészeti tudományok, Közlekedéstudományok Dr. Zobory István egyetemi tanár tanszékvezető a műszaki tudomány doktora Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Közlekedésmérnöki Kar Dr. Emőd István egyetemi docens PhD Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Közlekedésmérnöki Kar

Bevezetés és a vizsgálatok célja A XXI. században a közúti közlekedés egyik nagy kérdése, hogy az egyre fogyó kőolaj alapú tüzelőanyagok, és a szigorodó környezetvédelmi előírások között merre találja meg a továbbvezető utat. Az egyik átmeneti megoldást az alternatív motorhajtóanyagok nagyobb részarányú használata jelentheti, amely - amellett, hogy kiegészítheti a fogyatkozó készleteket - eleget tehet a környezetbarát közlekedés kihívásainak is. Az alternatív hajtóanyagok részarányának a növelése az Európai Unióhoz való csatlakozásban is fontos tényező. Az EU stratégiai célként tűzte maga elé az energiafelhasználásban az alternatív energiahordozók 20%-os részarányának elérését 2020-ig. Ennek az aránynak az elérését lépcsőzetesen tervezik 2005-től kezdve. Hosszú időn keresztül csak akkor alkalmaztak alternatív hajtóanyagokat belsőégésű motorok üzemanyagaként, ha nyersanyaghiány lépett fel. Az első olajválság adta meg a kezdeti lökést a kutatásoknak, mikor is a hetvenes évek közepén több ország is rádöbbent, hogy mennyire függ az importált kőolajtól. Az elmúlt harminc évben a szakembereket foglalkoztatta a gondolat, hogy miként lehet a biomasszából és egyéb alternatív forrásokból hajtóanyagot előállítani a kőolaj alapú motorhajtóanyagok helyettesítésére. Ekkor indult meg az a ma is tartó folyamat, melynek célja az import kőolaj egyre nagyobb hányadának alternatív hajtóanyagokkal való helyettesítése. A kőolaj alapú üzemanyag készletek kimerülését késleltethetik, illetve a környezeti terhelés növekedését lassíthatják a növényi alapanyagú hajtóanyagok. Az emberiség számára rendelkezésre álló hagyományos tüzelő- és üzemanyag- készlet (olaj, szén, földgáz) véges, a különféle becslések szerint a készletek 50-150 év múlva egyszerűen elfogynak. A helyettesítésükre használt egyéb energiaforrások többsége viszont környezeti károkat okozhat, így a fosszilis készletek kimerülésével a szakemberek szerint ma a bioüzemanyagoknak van a legnagyobb esélye az energiapiacon a kőolaj alapú motorhajtóanyagok részleges helyettesítésére. A bioüzemanyagoknak ugyanis az évről évre megújuló növényi biomassza a nyersanyaga, s felhasználása során a környezet terhelése is kisebb mértékű mint a fosszilis eredetű hajtóanyagok használata esetén. A szén alapú hajtóanyagok kiváltásának másik átmeneti lehetősége a hibrid hajtások villamos és belsőégésű motor közös alkalmazása használata, illetve távlati megoldáskén a belsőégésű motor teljes kiváltása tüzelőanyag-cella felhasználásával A kutatásaim során a megújuló motorhajtóanyagok újszerű felhasználási lehetőségeinek műszaki, gazdasági és környezetvédelmi aspektusait vizsgáltam. A megújuló hajtóanyagok egyik lehetséges alkalmazása azok bekeverése a hagyományos hajtóanyagokba. A biodízel bekeverése a gázolajba régóta kutatott terület. Magyarországon a 80-as években többek között a BME Gépjárművek Tanszékén és a Szent István Egyetem Gépészmérnöki Karán is foglalkoztak ezzel a kérdéssel. A bioetanol bekeverése a gázolajba szintén kutatott terület. A bioetanolbiodízel-gázolaj keverékek motorikus felhasználásával még nem foglakozik a szakirodalom. A doktori kutatásiam során a bioetanol - biodízel - gázolaj keverékek motorikus alkalmazásának műszaki, gazdasági és környezetvédelmi szempontjait vizsgálom. Összeállítottam tüzelőanyag keverékeket, kémiai-fizikai vizsgálat alá vetettem őket, megvizsgáltam az égésfolyamatukat, mértem a károsanyag kibocsátásukat, monetarizáltam az alkalmazásukból eredő környezetterhelést és felhasználásuk gazdasági elemzését végeztem el. A doktori kutatásaim során komplex vizsgálatot végeztem, amelynek célja a gázolaj minél nagyobb a részarányának kiváltása mezőgazdasági eredetű megújuló hajtóanyagokkal. A mérések célja a következő kérdések megválaszolása volt:

Alkalmazható-e adalékmentesen dízelmotorban a bioetanol-biodízel-gázolaj háromkomponensű motorhajtóanyag? Mekkora a rendelkezésre álló nyersanyag? Milyen arányban lehet bioetanolt és biodízelt a gázolajhoz keverni úgy, hogy a keverék hajtóanyag teljesítse a gázolajra vonatkozó kenőképességi, viszkozitási és cetánszám előírásokat? Hogyan alakulnak a hármas keverékekkel üzemeltetett motor károsanyag kibocsátásai és a motor teljesítménye a gázolajjal üzemeltetett motorhoz képest? Hogyan jeleníthetők meg a megváltozott károsanyag kibocsátás okozta környezeti változások? Gazdaságos-e a hajtóanyagok alkalmazása? A motorfékpadi vizsgálataimat gázolajra beállított motorokon végeztem. Ennek oka, hogy így az eredmények rögtön alkalmazhatóak a járművekben, nem szükséges azok motorjainak átalakítása. A mérések során nem kevertem többlet adalékot a keverékekhez, azok előállítási költségének a lehető legalacsonyabb szinten tartásához. Az elvégzett mérések és számítások eredményeképpen meghatároztam, hogy a bioetanol-biodízel-gázolaj emulziók milyen összetételben és milyen gépészeti, gazdasági és környezetvédelmi jellemzőkkel használhatók fel motorhajtóanyagként, milyen keverési arányú a gázolaj viszkozitás, kenőképesség és cetánszám szabványnak is megfelelő bioetanolt, biodízelt és gázolajat tartalmazó hajtóanyag, milyen a károsanyag-kibocsátások alakulása az egyes keverékeknél, hogyan monetarizálhatóak és internalizálhatóak a károsanyag-kibocsátásból származó externális költségek, milyen gazdasági környezetben lehetséges a keverékek bevezetése.

1 Az elvégzett mérések A célkitűzésben megfogalmazott feladatok megvalósítása érdekében motorfékpadi összehasonlító vizsgálatot végeztem különböző összetételű etanol - biodízel - gázolaj keverékekkel soros négyhengeres közvetlen befecskendezéses kompresszió gyújtású AUDI motoron illetve egyhengeres cetánszám mérő motoron. A fékpadi mérések mellett méréseket végeztem a keverék hajtóanyagok cetánszámának, viszkozitásának és kenőképességének meghatározásához. E mérések eredményeit használtam fel a gazdaságossági és környezetvédelmi vizsgálatokhoz. A komplex vizsgálat az alábbi mérések végrehajtására és számítások elvégzésére terjedt ki: - cetánszám meghatározás - viszkozitás meghatározás - kenőképesség mérés - motorfékpadi vizsgálatok - emissziós mérések - emissziós mérések eredmények monetarizálása - költség-haszon elemzés (CBA) - életciklus elemzés (LCA) A vizsgálataim során az alábbi hajtóanyagokat alkalmaztam: - tiszta hajtóanyagok: o kereskedelmi forgalomban kapható gázolaj o repceolaj-metilészter (biodízel, RME) o növényi alkohol (bioetanol) - bioetanol-biodízel-gázolaj keverékek 1. táblázat Vizsgált keverékek összetétele bioetanol [V/V%] biodízel [V/V%] gázolaj [V/V%] minta1 10 10 80 minta2 5 5 90 minta3 2,5 7,5 90 minta4 7,5 2,5 90 minta5 5 7,5 87,5 minta6 2,5 5 92,5 minta7 2,5 2,5 95 minta8 2 4 94 minta9 4 8 88

A cetánszám, kenőképesség és a viszkozitás meghatározása a hármas keverékeknél fontos feladat, mert ezek igen nagy hatással bírnak az égésfolyamatra és a hajtóanyag alkalmazhatóságára. Ha a gázolajhoz hasonló égést szeretnénk elérni, akkor fontos, hogy a keverékeink teljesítsék a gázolajra előírt viszkozitási és cetánszám szabványokat. A viszkozitás mérését az MSZ EN ISO3104:1996-os szabvány szerint végeztem el. A mérést elvégeztem tiszta gázolajjal, tiszta etanollal és tiszta biodízellel, majd pedig keverékekkel. Minden mérési pontban legalább 6 mérést végeztem, majd pedig az eredményeket átlagoltam. A kenőképességet a vonatkozó ISO 12156 szabvány szerint vizsgáltam. A kenőképesség vizsgálatát referencia gázolajon, biodízelen és előre kiválasztott, a többi mérés alapján ígéretesnek tartott 4 mintával végeztem el. A cetánszám meghatározását az Msz EN ISO 5165:1999 szabvány szerint vittem véghez. A bioetanol - biodízel - gázolaj keverékek méréseit egyhengeres CFR F-5-ös cetánszámmérő motoron végeztük. Az egyes mérések eredményeit a szükséges korrekció után hasonlítottuk össze. Az egyes keverékek mérése során mindig legalább 3 mérést végeztem el, majd ezeket átlagolva határoztam meg az adott keverék összetételre jellemző értékeket. A méréseket több mintával végeztem, melyek összetételét a későbbi mérések esetében a már megismert eredmények tudatában változtattam. Az emisszió mérés minden esetben a fékpadhoz kapcsolt emisszió mérő berendezéssel végeztem el, melyek során meghatároztam a különböző összetételű keverékek NO x, CO, CH, CO 2 és részecske kibocsátását. A füstgáz összetétel meghatározásánál a referencia gázolaj mellett kilenc keverék hatását vizsgáltam meg. A fenti méréssorozatok alapján kiválasztott két keverékkel és referencia gázolajjal teljes terheléses méréseket végeztem motorfékpadon AUDI 1,9 TDI motoron. Mértem a keverékek hatását a motor teljesítményére és a hajtóanyag fogyasztására. Minden méréssorozatot háromszor végeztem el. Minden mérési pontot négyszer mértünk meg, kétszer növekvő kétszer pedig csökkenő fordulatszámmal. Az emissziós eredmények monetarizálása során az egyes keverékek kibocsátásának változást vizsgáltam a referencia gázolaj kibocsátásához képest egyenlő teljesítményértéken. A monetarizálás során EU kutatások alapján meghatároztam a közúti közlekedés külső költségeit, amelyekből számítható volt az egyes kibocsátott komponensekre eső költség. A kibocsátás okozta költségváltozásból (költség többlet illetve jellemzően megtakarítás) és az alkalmazási költségekből (átállás, volumetrikus eltérésből adódó költségek, árkülönbségből adódó tételek) meghatározható volt az egyes keverékek bevezetésének költség-haszon viszonya. A keverékek mérési eredményeinek értékelését az agrárgazdaságosság és a gazdaságossági kérdések megvizsgálásával fejeztem be. Ennek során felmértem, hogy a jelenlegi mezőgazdaság milyen mennyiségben képes előállítani a hajtóanyagokat, milyen gazdasági feltételek mellett (költség-haszon elemzés) és melyek a bioüzemanyagok bekeverésének energetikai egyenlege (élet-ciklus elemzés).

Tézisek 1. Mérések alapján megállapítottam, hogy a biodízel és a bioetanol gázolajhoz való együttes hozzákeverése során (együttes részarány 5-20%) elérhető, hogy a keverék viszkozitása a gázolajnak az MSZ EN ISO 3104 szabványban előírt tartományban maradjon. A viszkozitás számítására a következő képletet határoztam meg, amely a 30 C- 60 C közötti tartományban érvényes: η ( 2 n η + 3 n η + n η + 0,71) 0, 91 kev = e e bd bd g g Mely képletben: η kev keverék viszkozitása n i az egyes alkotók részaránya, e-etanol, bd-biodízel, g-gázolaj η i az egyes alkotók viszkozitása, rendre e-etanol, bd-biodízel, g-gázolaj 2. Méréseim és számításaim alapján megállapítottam, hogy a gázolajhoz kevert bioetanol okozta cetánszám csökkenés kompenzálható biodízel hozzákeverésével. Így a keverékek cetánszáma, a hozzákevert megújuló komponensek segítségével, megfelel a gázolajra vonatkozó szabványoknak. Az alábbi két összefüggést dolgoztam ki a keverék cetánszámának etanol illetve biodízel részaránytól való függőségének megállapítására az 5%-20% megújuló hajtóanyag tartalmú (bioetanol + biodízel) tartományban. Az egyenletek rendre állandó egyik biokomponens részarány mellett mutatják meg a cetánszám másiktól való függését. CN = CN 0, 59n ebdg ebdg bdg CN = CN + 0, 55n Amely egyenletekben: CN ebdg a vizsgált etanol-biodízel-gázolaj keverék számított cetánszáma CN bdg 0% etanol tartalmú keverék cetánszáma n e etanol részaránya a keverékben [V/V%] CN eg 0% biodízelt tartalmazó keverék cetánszáma n bd biodízel részaránya a keverékben [V/V%] 3. HFRR mérésekkel megállapítottam, hogy a három komponensű tüzelőanyag a vizsgált keverék összetétel tartományban (5-20% biohajtóanyag tartalom) teljesíti a gázolajra vonatkozó MSZ ISO 12156-1:1999 szabványban előírt maximális korrigált kopási bemaródás átmérőjére vonatkozó 460 µm-os felső határértékét. 4. Mérésekkel megállapítottam, hogy a bioetanol-biodízel-gázolaj keverékek teljesítmény csökkenése nagyobb közvetlen befecskendezéses feltöltött dízelmotornál, mint az a kisebb fűtőértékükből következik. eg e bd

Például a 2% bioetanolt 4% biodízelt tartalmazó hajtóanyag keverék esetében a mért teljesítmény csökkenés 2% és 6% között van a mért teljesítménycsökkenés, miközben a kisebb fűtőértékből adódó csökkenés 1,6%. 5. Összefüggést mutattam ki a megújuló alkotók együttes részaránya és a keverék elégetésekor keletkező szén-dioxid emisszió között. A közvetlen befecskendezéses motorokon végzett mérések eredményei alapján megállapítottam, hogy a gázolaj szén-dioxid kibocsátáshoz képest minden esetben csökken az üvegházhatású CO 2 emisszió. Az alábbi egyenletet dolgoztam ki az összefüggésre, amely a vizsgált 5-20%-os megújuló hányadon érvényes: = 0,041n 2 R = 0,973 Amely egyenletben: E CO2 szén-dioxid kibocsátás V/V %-ban n m a keverék megújuló részaránya E CO 2 m + 9,56 6. Igazoltam, hogy a keverékek, az általam feltételezett mértékben, kevesebb káros anyagot bocsátanak ki az alábbiak szerint: a. NO x Az etanol bekeverése megközelítőleg a részarányának kétszeresével javítja az NO x emissziót egyforma biodízel-bioetanol részarány esetén. Ha a biodízel részarányát növeljük a kibocsátott nitrogénoxidok mennyisége lassú növekedésnek indul. Az NO x emisszió számítására az etanol tartalomtól a következő egyenletet állapítottam meg: E NOx e 0,15 = 451 ne Amely egyenletben: E NOxe nitrogén-oxid kibocsátás ppm-ben az etanol tartalomtól függően n e etanol részarány a keverékben 0,11 E NOxbd = 321 n bd Amely egyenletben: E NOxe nitrogén-oxid kibocsátás ppm-ben az biodízel tartalomtól függően n bd biodízel részarány a keverékben b. CO Megállapítottam mérések alapján, hogy a hármas keverékek alkalmazása során a kibocsátott szén-monoxid mennyisége folyamatosan csökkent, arányosan a keverék növekvő megújuló részarányával. A csökkenést az alábbi egyenlettel írtam le: E CO szén-monoxid emisszió ppm-ben n m megújuló részarány a keverékben E 0,17 CO = 1160 nm

c. SO 2 Megállapítottam, hogy a kéndioxid emisszió minden esetben csökken a megújuló hajtóanyagok részarányának növekedésével. Az legfejlettebb országokban használt kénmentes (kisebb mint 10 ppm szén tartalmú) gázolajoknál ) a kénoxid emisszió elhanyagolható. A csökkenés a következő egyenlettel írható le: Amely egyenletben E SO2 kén-dioxid kibocsátás ppm-ben n m megújuló részarány a keverékben E 0,04 SO = 9,013 n 2 m d. füstölés A vizsgált keverékeknél a füstölés csökkenését mutattam ki, melyet a következő egyenletben írtam föl: E r részecske kibocsátás FSN-ben n m megújuló részarány a keverékben E 0,4 r = 1,8 nm 7. Megállapítottam, hogy a maximum 8% biodízelt és a maximum 20% etanolt tartalmazó keverékek alkalmazásához a 2000-2005 közötti termésátlagokat és termőterületet figyelembe véve mind a bioetanol mind a biodízel előállításához szükséges nyersanyag rendelkezésre áll. 8. Kidolgoztam egy számítási eljárást, amellyel kiszámítható, hogy egy hajtóanyag keverék emisszió változásának ismeretében a társadalmi költség alakulása a referencia hajtóanyaghoz képest: = C 1 L kl i C jkm k K k r n n jm η jm Q 1 sz 1 Li C jkm, k - szennyező externális költségcsökkenés egy járműkm-re vonatkoztatva k keverék összetételnél K k k összetételű keverékre jellemző kibocsátás változás a referencia hajtóanyaghoz képest C k,l - Közúti közlekedés által okozott levegőszennyezés költsége Q sz - Szállítási teljesítmény r dollár forint átlagárfolyam a számítás évében η jm jármű jellemző kihasználtsági tényezője n jm - jármű által megtett út [jmkm] L i i. komponensre vonatkozó kibocsátási határérték

Összefoglalás A kutatásaim célja a bioetanolt és biodízelt egyaránt tartalmazó gázolaj alapú keverékek műszaki, gazdasági és környezetvédelmi vizsgálata volt. Azért erre a területre esett a választásom, mert a szakirodalom nem foglakozott ezzel a területtel, így a vizsgálatok mindenképpen új, eddig feltáratlan összefüggéseket eredményeznek. A dolgozat első részében bemutattam a szakirodalom alapján a bioetanol-gázolaj és a biodízel-gázolaj keverékekkel végzett mérések eredményeit. Az egyes méréssorozatok bemutatása után az általam vizsgált paraméterekre vonatkozó tapasztalatokat külön bemutattam táblázatos formában. Ezt követően ismertettem három vizsgált hajtóanyag, a mérések szempontjából legfontosabb, jellemzőit. Ezt követte a mérési struktúra bemutatása, majd pedig az elvégzett mérések eredményei illetve azok kiértékelése. A mérések során megvizsgáltam a biodízel és bioetanol gázolajba keverésének hatását a keverék viszkozitására, cetánszámára és kenési tulajdonságaira. Méréseket végeztem, hogy megállapítsam a biokomponensek hatását a kibocsátott gáz összetevőire. A mérések befejezésével, azok eredményeit is felhasználva agrárgazdasági illetve gazdaságossági számításokat végeztem, hogy megvizsgáljam a hajtóanyagok alkalmazásának ilyen jellegű feltételeit. A munkám során sikerült új összetételű motorhajtóanyagok több szempontú elemzését végrehajtani. A hajtóanyag megújuló részaránya következtében segíti az energiafüggőség csökkentését, és a kibocsátások csökkentését. A hajtóanyag összetételének meghatározásakor fontos szempont volt, hogy megfeleljen a gázolajra vonatkozó előírásoknak. Az eredmények értékelése alapján elmondható, hogy a vizsgált bioetanol-biodízel-gázolaj keverékek teljesítik a gázolajra vonatkozó viszkozitás, cetánszám és kenőképesség előírásokat. A keverék emissziójának vizsgálata során kiderült, hogy a háromkomponensű hajtóanyag alkalmazása csökkenti a kibocsátást. A vizsgált hajtóanyagok megújuló részarányának hazai előállítására a számításaim alapján a mezőgazdasági termékfelesleg elegendő. A három komponensű tüzelőanyag bevezetése hasonlóan a többi bioüzemanyag tartalmú motorhajtóanyaghoz lépcsőzetesen javasolt. Az emulzióképződés elősegítésére mindig kétszeres mennyiségű biodízel hozzákeverése szükséges, a kiindulás összetételre javaslatom 1 V/V% bioetanol, 2 V/V% biodízel és 97 V/V % gázolaj. Ezt későbbiekben lépcsőzetesen 4 V/V% bioetanol és 8 V/V% biodízelig lehet növelni a mezőgazdasági alapanyag mennyiséget is beleszámítva. A biohajtóanyagok gázolajhoz keverésének további vizsgálata indokolt. A disszertációban bemutatott mérési eredmények azonban kijelölik a további kutatómunka irányát. A téma további feltárásában a következő feladatokat kívánom elvégezni: Bioetanol és biodízel hatása a befecskendezési képre Optimálási lehetőségek a motorvezélés oldaláról Optimális égési paraméterek meghatározása motoroldalról a hajtóanyagokhoz A fenti kutatási irányok jelenthetik a folytatását annak a munkának amelyet mint egyetemi hallgató TDK munka keretében majd pedig a doktori kutatásaim során is végeztem.

Szerző publikációi a témakörben 1. M. Csete - M. Zöldy - J. Szlávik: Regional Development Perspectives of Production and Utilisation Renewable Fuels in Hungary, IYCE2007 Budapest 2. M. Zöldy - I. Emőd Zs. Oláh: Lucubration and viscosity of the bioethanol-biodieseldiesel blends, EAEC2007 Budapest, PT01-3 3. Zöldy, M.: Bioethanol-biodiesel-diesel oil blends effect on cetane number and viscosity, 6th International Colloquim Fuels 2007, Technische Akademie Esslingen, 2007 01.10-11, ISBN 3-924813-67-1 4. Máté Zöldy: The changes of burning efficiency emission and power output of a diesel engine fueled by bioethanol biodiesel-diesel oil mixtures, FISITA 2006 Yokohama 5. dr. Emőd I. - Tölgyesi Z. - Zöldy M.: Alternatív járműhajtások, Maróti Könyvkereskedés és Könyvkiadó Kft 2006 ISBN 963 9005 738 6. Zöldy M.: Belsőégésű motorok alternatív motorhajtóanyagai, BME OMIKK 2006 szeptember ISSN 0866-6091 7. Zöldy Máté: Bioetanol biodízel gázolaj keverékek vizsgálata, Magyar Tudományos Akadémia, Áramlás- és Hőtechnikai Bizottsága, Belsőégésű Hőerőgépek Albizottsága 2006.05.26 bizottsági ülés 8. Zöldy Máté: Bioetanol-biodízel-gázolaj hajtóanyag égésfolyamatának vizsgálata és emissziójának mérése egyhengeres motoron, Tavaszi szél Konferencia 2006 május 4-8 Kaposvár 9. Zöldy Máté: Bioetanol-biodízel-gázolaj hajtóanyag emissziójának környezeti hatásvizsgálata fékpadi mérések alapján, Fiatal Műszakiak Tudományos Ülésszaka, 2006 március 24-25 Kolozsvár ISBN 973 8231 50 7 10. Zöldy Máté: Bioüzemanyagok hatása a gázolaj széndioxid emissziójára, VAHAVA zárókonferencia, Budapest MTA 2006. március 7-8. 11. Zöldy Máté, Kecskés Róbert: Megújuló motorhajtóanyagok keverésének hatása az égésfolyamatra és az emisszióra, Gép 2006/5, ISSN 0016-8572 12. Zöldy Máté: Növényi alapanyagú megújuló tüzelőanyagok adagolásának hatása a gázolaj viszkozitására és az égésfolyamatra, Mezőgazdasági technika, ISSN 0026-1890 2005. (46. évf.) 11. sz. 2-4. old 13. Zöldy Máté, Török Ádám: A forgalomba belépő gépjárművek többlet károsanyag kibocsátásának számítása a nemzetközi határértékek figyelembe vételével, Közlekedéstudományi szemle, ISSN 0023-4362 2005. (55. évf.) 9. sz. 336-339. old. 14. Zöldy Máté: Megújuló tüzelőanyagok adagolásának hatása a gázolaj viszkozitására, Autótechnika, 2005/8 15. Máté Zöldy, István Emőd and Iván Pollák: Application of ethanol-diesel emulsions in heavy good vehicles, XXXVI. Meeting of Bus and Coach Experts and Commercial Vehicle Conference, 2005.08.29 16. Máté Zöldy, István Emőd and Iván Pollák: Technical-economical investigation and evaluation of E-diesel for heavy goods vehicles, EAEC 2005 Beograd 2005.06.01

17. Máté Zöldy: Technische und Wirtschaftliche Aspekte der Verwendung von Diesel- Ethanol Emulsionen, 17. Frühlingsakademie und Experttagungen, Balatonfüred 2005.05.04-08 18. Emőd István, Füle Miklós, Tánczos Katalin, Zöldy Máté: A bioetanol magyarországi bevezetésének műszaki, gazdasági és környezetvédelmi feltételei, Magyar tudomány, ISSN 0025-0325, 2005. (50. (111.) köt.) 3. sz. 278-286. old. 19. Zöldy Máté.- Emőd István. - Pollák Iván.: The technical preparation of investigations carried out with ethanol-diesel oil mixture, Periodica Politechnica 2005/1 vol.33. pp. 47-58 20. Zöldy Máté: Megújuló motorhajtóanyagok alkalmazása Magyarországon - etanolgázolaj emulziók, Autótechnika 2004/11 ISSN 1585-0676, 2001. (48. évf.) 11-12. sz. 289-290. old. 21. Zöldy M.: Bioetanol projekt, avagy projektmenedzsment a gyakorlatban, BME TDK 2003, konzulens: dr. Tánczos Lászlóné 22. Zöldy M.: E-dízellel végzett motorfékpadi mérések műszaki és gazdasági értékelése, BME TDK 2003, konzulens: dr. Emőd István 23. Zöldy M.: Bioetanol autóbuszoknak való alkalmazásának költségvizsgálata KTE konferencia, Budapest 2003 március 6. 24. Zöldy M.:Közlekedési externáliák internalizálásának lehetőségei, BME TDK 2003, konzulens: dr. Füle Miklós 25. Zöldy M.: Bioetanol autóbuszoknak való alkalmazásának költségvizsgálata, XVII OTDK 2003, konzulens: dr. Tánczos Lászlóné 26. Zöldy M.: Tüzelőanyagok keverésének hatása a dízelmotorban lejátszódó égésfolyamatokra, XVII OTDK 2003, konzulens: dr. Emőd István 27. Zöldy M., Juhász T.: Bioetanol bevezetésének gazdasági és környezetvédelmi előnyei, OFKD 2002, konzulens: dr. Füle Miklós 28. Zöldy M.: Biológiai úton előállított etanol, mint Otto- és dízelmotorok hajtóanyaga, XVII OTDK 2003, konzulens: dr. Emőd István 29. Zöldy M.: Bioetanol, mint Otto- és dízelmotorok hajtóanyaga, Járművek, 2001/12, 48. évf. 30. Juhász T., Zöldy M.: Bioetanol, mint motorhajtóanyag bevezetése Magyarországon, BME TDK 2001, konzulens: dr Füle Mikós