Folyékony halmazállapot Bio-üzemanyagok Drink the best and drive the rest Etanol = CH3CH2OH vagy C 2 H 6 O
A világ folyékony bioüzemanyag termelése
A termelés területi megoszlása 2001-2011 között Million tonnes oil equivalent
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. 2012. decemberi döntés szerint max. 5% lehet első generációs!!
EU szabályozás 2. 45 /ha energianövény-támogatás 2003. 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
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.
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
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 2007. december és 2008. április közti 76%-os rizs áremelkedésnek. A bioüzemanyag-gyártók szerint a nagy olaj, és nagy élelmiszer bussiness egyesítették erőiket ellenük.
Az Utrechti Egyetem kutatója szerint (2012. 11. 27.) 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
Alapanyag az EU25- ben ÁRPA ROZS BÚZA Alapanyag az AEÁ KUKORICA SZÓJA
A bioüzemanyagok termesztésébe vont terület és az itt megtermelt alapanyag mennyiségének változása búza kukorica cukornád szója árpa kukorica búza terület mennyiség
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)
Bioetanol-előállítás 2009
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
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;
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
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 2 + 4 H 2 O
Harmadik generációs bioüzemanyagok Algák felhasználásával CO2 elnyeletéssel
Kinyerhető energia / befektetett fosszilis üzemanyag kátrányhomok
Az üzemanyag-alkohol tiszta etanol ( 5-10-22-85% ) benzin + etanol adalék benzin + etanol + izobutilén = ETBE (Etil Tercier Butil Éter) finomítási melléktermékkel, izobutilénnel oktánszámnövelés gázolaj + etanol adalék biodízel + etanol adalék
gasohol
Az EU27 kukorica-felhasználása
Az EU25 búza felhasználása
Brazília program indítása 1975 (olajválságot követően) E20-20:80 bioetanol-benzin keverék (gasohol) E100-100% 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
Bioetanol-üzemű autók Brazíliában 2002-ig illetve 2002-2005 között
Bioetanol gyártás az EU-ban - 2009 20 MJ/litre Million litre PJ EU 27 3703 74,06 France 1250 25 Germany 750 15 Spain 465 9,3 Austria 180 Sweden 175 Poland 166 Hungary 150 3 Belgium 143 Slovakia 118 Czech Republic 113 Italy 72 United Kingdom 70 Lithuania 30 Latvia 15 Finland 4 Ireland 2
Svédország bioetanol program 2008-10-06 16:44 (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. 2009-től minden töltőállomáson tankolható. Svédországban a bioetanol 35%-kal olcsóbb a benzinnél.
Magyarország Bioetanol (cukorrépa, kukorica, búza, burgonya) kukorica hozama: 7,5-9 millió t/év kukorica hazai felhasználás: 3-4 millió t/év reális lehetőség: 1 500 000 liter/év ( 2009 ) gyártási kapacitás: 150 000 liter Szabadegyházai Keményítő és Izocukor Gyártó Kft. Közép-Európa legnagyobb üzeme Győri Szeszgyár és Finomító Rt. Dunaföldvár (átadás 2012. 03.) input: 575 e t kukorica/év output: 240 millió liter bioetanol + 175 e t gabonatörköly (takarmány)/év
Néhány szántóföldi melléktermék keletkezésének éves mértéke hazánkban Mennyiség [1000 t/év] 12000 10780 10000 8000 6000 4000 3910 búzaszalma árpaszalma kukoricaszár kukoricacsutka kukoricacsuhé cukorrépa maradék 2000 0 922 90 180 935
Biodízel Magas olajtartalmú növényekből
34 MJ/litre Million litre PJ EU 27 10187 346,358 Germany 2859 97,206 France 2206 75,004 Spain 967 328,78 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 2009 http://www.biofuels-platform.ch/en/infos/eu-biodiesel.php
http://news.mongabay.com
( 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
NÖVÉNYOLAJ kiserőmű Appropriate technology
NÖVÉNYOLAJ kiserőmű A Lambach (Bajor-erdő), Kolping üdülőszálló 100 000 liter/év kb. 70 hektár repce
Magyarországi lehetőségek ( len Biodízel (napraforgó, repce, szója, ricinus, Kunhegyes Mátészalka Mosonmagyaróvár
Tervezett biodízel-kapacitások + a napraforgó- és repcetermelés 5 éves (2001-2005) 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
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)
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.