A bietanl magyarrszági bevezetésének műszaki, gazdasági és környezetvédelmi feltételei Emőd István PhD, egyetemi dcens Budapesti Műszaki és Gazdaságtudmányi Egyetem Gépjárművek Tanszék Füle Miklós PhD, egyetemi dcens Budapesti Műszaki és Gazdaságtudmányi Egyetem Környezetgazdaságtan Tanszék Tánczs Katalin DSc, tanszékvezető egyetemi tanár Budapesti Műszaki és Gazdaságtudmányi Egyetem Közlekedésgazdasági Tanszék Zöldy Máté PhD hallgató Budapesti Műszaki és Gazdaságtudmányi Egyetem Gépjárművek Tanszék mate.zldy@aut.bme.hu Bevezetés Bár az etanlt már a belsőégésű mtrk születésekr számn tarttták mint lehetséges hajtóanyagt, de a kőlajalapú nyersanyagk alacsny ára és nagy mennyisége miatt az etanl legfeljebb mint ktánszámnövelő mtrhajtóanyagadalék frdult elő a mtrtechnika történetében. Hsszú időn keresztül csak akkr alkalmaztak etanlt a mtrkban üzemanyagként, ha nyersanyaghiány lépett fel. Az első lajválság adta meg a kezdeti lökést a kutatásknak, mikr is a hetvenes évek közepén több rszág is rádöbbent, hgy mennyire függ az imprtált kőlajtól. Az elmúlt husznöt évben a szakembereket fglalkztatta a gndlat, hgy miként lehet a bimasszából alkhlt előállítani a kőlajalapú mtrhajtóanyagk helyettesítésére. Ekkr indult meg az a ma is tartó flyamat, melynek célja az imprt kőlaj bietanllal helyettesítése. De mi is az a bietanl? A bietanl egy szerves vegyület: az etil-alkhl, képlete: C 2 H 5 OH. Az etanl melyet bietanlnak akkr nevezzünk, ha növényi anyagkból állítjuk elő, s csak ez utóbbi esetben jöhet szóba mint megújuló nyersanyag legegyszerűbben cukrtartalmú növényi anyagk erjesztésével állítható elő. A nyersanyag lehet búza, kukrica, de lehet például kukricaszár, csutka vagy krumplihéj is, vagyis előállítása az egyik lehetőség lehet a bihulladék hasznsítására. Az átalakítási metódust már régóta ismerik, de ebből mtrk hajtására nagybb mennyiségeket csak a II. világhábrú előtt és alatt használtak. Ezután az lcsó mtrbenzin hamar kiszríttta a bietanlt és a más növényi alapú mtrhajtóanyagkat az üzemanyag-ellátásból, és csak az lajválság évei, majd a környezet ólmterhelésének csökkentésére 1
irányuló rendszabályk terelték ismét a figyelmet a bialkhlra mint mtrhajtó anyagra. A kőlajalapú üzemanyagkészletek kimerülésével illetve a fkzódó környezeti terheléssel jó eséllyel veheti fel a küzdelmet a bietanl is. Az emberiség számára rendelkezésre álló hagymánys tüzelő- és üzemanyagkészlet (laj, szén, földgáz) véges, a különféle becslések szerint a készletek 50 150 év múlva egyszerűen elfgynak. A helyettesítésükre használt egyéb energiafrrásk többsége visznt környezeti kárkat kzhat, így a fsszilis készletek kimerülésével a szakemberek szerint ma a növényi hajtóanyagknak van a legnagybb esélyük az energiapiacn a kőlajalapú mtrhajtóanyagk részleges helyettesítésére. A biüzemanyagknak ugyanis az évről évre megújuló növényi bimassza a nyersanyaguk, s felhasználásuk srán a környezet terhelése is kisebb mértékű a fsszilis rknkénál. Tanulmányunkban a bietanl magyarrszági bevezetésének lehetőségét egy új, még kevésbé ismert alkalmazási területen, a dízelmtrs járművek példáján mutatjuk be. Ismerkedjünk meg közelebbről az egyik legelterjedtebb növényi eredetű mtrhajtóanyaggal, a bietanllal. Az etanl tulajdnságai Történet A mtrizáció kezdeti időszakában az alkhlnak mint mtrhajtóanyagnak a jelentősége elhanyaglható vlt, adalékként aznban szinte mindig jelen vlt a kőlajtechnika történetében. Ennek ellenére már a kezdetekkr is felmerült mint lehetséges mtrhajtóanyag, ugyanis Niclaus August Ott, a négyütemű mtrk ősének megalktója, az alkhlt tüzelőanyagként alkalmazta első mtrjaiban. Az etanl először az első világhábrú után került középpntba mint mtrhajtóanyag. A vesztes rszágkban ekkr a nemzetközi blkádnak köszönhetően óriási benzinhiány lépett fel, s a jelentéktelen kőlajkincsnek köszönhetően rászrultak az alternatív üzemanyagk kutatására és felhasználására. Hazánkban a húszas-harmincas évek frdulójától, egészen pntsan 1929-től fglalkztak az alkhlk mtrban való felhasználásának lehetőségeivel. Az év nvember elsején lépett életbe az a törvény, mely egyötöd arányban tette kötelezővé víztelenített alkhlk mtrbenzinekhez való hzzákeverését. Az alkhl mtrbenzinhez keverésének célja ekkr az ktánszám javítása vlt. Ettől kezdve a másdik világhábrú végéig a magyar üzemanyag-felhasználás közel felét tette ki az úgynevezett mtalkó (Emőd, 1995). A másdik vesztes hábrú után az etanlt csak mtrhajtóanyag-adalékként alkalmazták, de ezt is elhanyaglható mértékben. Ma már a világ száms pntján támgatja az állam az etanllal üzemelő járművek használatát. Nemcsak az Egyesült Államkban vagy Franciarszágban, hanem Lengyelrszágban, Litvániában, Brazíliában, Svédrszágban vagy Zimbabwében. Itt mst ismerkedjünk meg két, számunkra fnts rszág etanlprgramjával. Brazília Dél-Amerika legnagybb államának alkhl-prgramja 1975-ben indult, közvetlenül az első lajárrbbanás után, nha már 1920-ban alkalmaztak etanlt mtrhajtásra. A hetvenes évekbeli úgynevezett Pralcl-prgram (La Rvere, 2
1999) két fő irányt jelölt meg célként: elsőként a brazil gépjárműpark gazhllal benzin-etanl keverékkel való működtetése, másdsrban tiszta alkhllal működő járművek kifejlesztése és frgalmba hzása az állam hathatós közreműködésével, a brazil gépjárműgyártás támgatásával. A prgram hatéknyságát jelzi, hgy 1993-ra kötelező jelleggel bevezethetővé vált a 22% etanltartalmú mtrbenzin. 1995-ös adatk szerint a brazil járművek 45%-a, körülbelül 4,6 millió gépjármű közlekedik tiszta etanllal, a többi pedig alkhl és benzin 22:78 arányú keverékével. A prgram sikeréhez szükség vlt a brazil állam szerepvállalására, mely vállalata, hgy a biüzemanyag ára nem fgja meghaladni a benzin árának 65%-át, illetve támgatta bietanlt előállító üzemek létrehzását, melyek így azns szabványk szerint épülhettek fel. Az alkhlprgram támgatására külföldi hiteleket vett fel a krmány, kb. 8 milliárd USD értékben, míg a nylcvanas évek közepére a prgram önfinanszírzóvá nem vált. Ugyancsak nem hanyaglható el a nagy nemzetközi autógyárak (Vlkswagen, Frd, General Mtrs, Daimler-Benz) támgatása sem, melyek részt vettek az alkhl hajtású járművek kifejlesztésében. Svédrszág Európában a bietanllal kapcslats fő kutatásk és eredmények felmutatója Svédrszág. Mára már az rszágt behálózó ötven kútból álló hálózat létezik. Az autógyárak a Frd vezetésével egy értékesítési knzrciumt hztak létre, mely ötezer krnával kínálja lcsóbban a tisztán alkhl üzemű járműveket. Ezért, illetve az állami adótámgatásk révén versenyképes árú tiszta bietanl üzemanyag (E100) miatt, a kilméterre vetített gazdaságsság tekintetében az alkhllal hajttt autók vezetnek a hagymánys benzinnel működő járművek előtt. Örnsklödsvikben és Stckhlm belvársában is, tiszta etanllal hajttt buszk szállítják az utaskat. Az SLC, a stckhlmi közlekedési vállalat, több mint négyszáz buszt üzemeltet etanl üzemanyaggal. A belvársban közlekedő tiszta etanllal üzemelő buszknak köszönhetően annyira lecsökkent a kibcsáttt gázk mennyisége, hgy Stckhlm Európa legtisztább vársa lett. Svédrszág célul tűzte ki, hgy 2015-re a közlekedés energiaszükségletének 10%-át biüzemanyagkkal helyettesítse. Svédrszágban a bietanlt fahulladékból, bihulladékkból és fölösleges brból állítják elő a Sekab alkhlgyár vezetésével. Nemcsak tiszta alkhlt lehet tanklni a flexibilis kutaknak köszönhetően, hanem lehetőség van E85 (85% etanlt és 15% benzint tartalmazó mtrhajtóanyag) és E5 (5% etanl és 95% benzin tartalmú mtrhajtóanyag) tanklására is (Zöldy, 2001). Gyártás Az alkhl-előállítás technlógiája relatíve egyszerű flyamat (Zöldy Juhász, 2002). Ha egy közönséges élesztőgmbát levegőtől elzárt környezetbe helyezünk, és ellátjuk cukrral, leginkább szőlőcukrral, vagyis glükózzal, akkr az élesztőgmba a cukrból alkhlt fg erjeszteni, úgy ahgy a kipréselt szőlőlében lévő szőlőcukrt erjesztik az élesztők brrá. Tehát könnyen előállíthatunk alkhlt, ha van kellő mennyiségű cukrunk. A leggyakribb két cukrplimer a keményítő és a cellulóz. Ahhz, hgy a plimerekből cukrt tudjunk előállítani, le kell bntani őket. A lebntási flyamat neve hidrlízis, vagyis a keményítőt vagy a cellulózt kell hidrlizálnunk. Előfrdul aznban néhány lyan növény is, ami mnmer frmában tartalmazza a cukrt. Ilyenek a cukrrépa és a cukrnád. Ha ezeket használjuk fel bietanl termelésre, akkr nincs szükség a hidrlízisre. 3
Mezőgazdasági előnyök Ma az Európai Unióban élelmiszer túltermelés van, melyet a parlagn hagyási támgatással próbálnak meg megldani. Másik lehetőség a földek tvábbi hasznsítására, hgy nem élelmiszerként felhasználandó növényeket termelnek rajta. Az EU ezt a hasznsítást is támgatja, igényelhetők az EU kmpenzációs frrásai. Felmerül ugyanakkr a kérdés: szabad-e élelmiszer-növény helyett energiahrdzó növényeket termelni, mikr a világ más részein éheznek? Gndljunk arra, hgy krábban egy parasztgazdaság a területének egyharmadán a munka-állatknak szükséges tápanyagt termelte meg. Ha mst a termőterület egy ötödén bietanl előállítására alkalmas növényeket termesztenének, újra önellátók lehetnének. A bietanl alapanyag-előállítás bizts piact és így bizts megélhetést jelent a mezőgazdaságból élőknek. A gabnafélékből képződő felesleg felhasználásának egyik praktikus módja lenne a bietanl előállítás, mert így az exprt-szubvenció megtakarítható lenne (László Réczey, 2000). Nem elhanyaglható az a tény sem, hgy az etanl-alapanyag termelése munkahelyeket teremt a mezőgazdaságban, illetve gátlja a munkaerő átáramlását más szektrkba. Növeli a gazdaságk bevételeit és erősíti a piac elsztó szerepét. Az etanl gyártása abból a szempntból is előnyös, hgy nem szükséges hzzá első sztályú termék, a hibásat is fel lehet dlgzni. Ezzel csökkenthető a termelésből származó ilyen típusú veszteség (EC Directrate, 1994). Környezetvédelmi jellemzők Az etanl újra bevezetésének Magyarrszágn ma környezetvédelmi, integrációs és gazdasági megfntlásai vannak. A Klíma-egyezményben megfgalmaztt kibcsátás-csökkentés mellett az EU mtrszabványai is a kibcsátásk mérséklésére ösztönöznek. A bietanl létjgsultságát leginkább a környezet jelenlegi állapta indklja. A bietanl hasznsságát a környezet szempntjából az 1. ábrán figyelhetjük meg. 1. ábra A zárt szén-dixid ciklus 4
Az ábrán zárt ciklus látható, mely a szén-dixid körfrgását követi nymn. A szén-dixid a ftszintézis srán a napenergia hatására beépül a növényekbe, így bimasszává alakul. A bimasszát bietanllá alakíthatjuk, ami hajtóanyagként szlgál. A tüzelőanyag elégetésével szén-dixid és víz keletkezik, amivel bezárul a kör. Az alapvető különbség a fsszilis energiahrdzókhz képest tehát az, hgy nem juttatunk többlet szén-dixidt a légkörbe, mivel az ismét visszakerül a flyamatba, ezáltal csökkentjük az üvegházhatást. Az egész flyamatban valójában a napenergiát használjuk fel mint energiafrrást. A környezetvédelemmel kapcslats előnyök is többfélék lehetnek. Nyilvánvalóan a legfőbb előny az, hgy nem szennyezzük a környezetünket. Másik előny pedig az, hgy egy hazai bietanl-prgrammal lehetővé válna a nemzetközi környezetvédelmi egyezmények könnyebb teljesíthetősége. A legfntsabb ezen szerződések közül a Kitói Egyezmény, melynek értelmében Magyarrszág 6%-s szén-dixid csökkentést vállalt. Az etanlban nincsen kén, így elégetésekr természetesen nem keletkeznek a savas esők kzójaként is számn tarttt kénxidk. A bietanlban nincsenek meg a dízelrészecske összetevői sem, így elégetésekr nem keletkezik sem dízelrészecske, sem pedig armásk, melyek között megtalálható a rákkeltő benzpirén. Emiatt az etanllal üzemeltettet dízelmtrnak hiányzik a dízelmtrk jellegzetes velejárója, a sűrű füst. A nitrgénxidk emisszióját csökkenti nemcsak az etanl nagy párlgáshője és ezáltal hengertöltet kisebb hőmérséklete, hanem a kipufgógáz visszavezetésének megnövekedett lehetősége is (Zahumenszky, 1990). Energetikai szempntk A világban a legtöbb állam kőlaj- és földgázbehzatalra szrul. Ennek először egy részét lehet kiváltani bietanllal, mely hsszú távn, a tisztán etanlhajtású járművekre való áttéréssel, akár nullára is csökkentheti a behzatalt. Ezzel, az anyagköltségen felül, megtakaríthatóvá válik a behzatal költsége is. A saját energiaelőállítás pedig megteremtheti a kisebb illetve ptimális esetben a teljes energetikai függetlenséget. Gazdaságsság Életciklus-elemzés A felhasznált energiára vnatkzó elemzésből kiderült (Zöldy Juhász 2002), hgy azns égéshőjű alkhl és benzin előállítása esetén az alkhl gyártása srán több energiát szükséges befektetni. Az összes fsszilis energiafelhasználás aznban a bietanl esetében skkal kevesebb. A gyártásnál jelentkező többletenergia-igény miatt a szennyező anyag mennyisége szempntjából előnyösebb a bialkhl alkalmazása a benzin helyett. A legtöbb esetben aznban nem keletkezik több szennyező anyag a bietanl elégetésével, így a benzin alkhlra cserélésével nem nőne a szennyező anyag kibcsátás. A bietanl hátrányai aznban elenyészők az előnyeivel szemben, mivel alkalmazása esetén jelentősen kevesebb üvegházgáz keletkezik, és jelenleg talán az üvegház gázk mennyiségének csökkentése a legfntsabb feladatunk. 5
Az életciklus-elemzéseket többek között azért is búzára készítettük, mert Magyarrszágn a búza igen jól termelhető. A másik termény, mellyel érdemes hazánkban fglalkzni, a kukrica. A bietanl kukricából való előállításra vnatkzóan nem állt rendelkezésünkre megfelelő mennyiségű adat, ezért nem végeztük el rá az életciklus elemzést. Valószínűsíthető, hgy az előállítás költségei arányaiban hasnlóan alakulnak a kukrica esetében is, mint a búzánál. Így várhatóan az életciklus-elemzés is hasnló eredményt ad. A kukrica aznban talán azért kedvezőbb, mert egy tnna bietanl előállítására kevesebb mennyiségű kukricát kell felhasználni, mint búzát. Kukrica esetén ez a mennyiség 2,72 tnna, míg búzánál 3,14 tnna. A kukricának tvábbi előnye még, hgy magasabb a termésátlaga. Egy hektárn 2004-ben átlagsan 7,1 tnna kukrica és csak 5,1 tnna búza termett meg. Tehát azns termőterületet feltételezve a kukrica esetén több mint másfélszeres mennyiségű bialkhl állítható elő. Az életciklus-elemzés, a gazdasági számításk és a földrajzi adttságk miatt az első számú bietanl alapanyag Magyarrszágn a kukrica. Az amúgy exprtálandó termékfelesleg és a mezőgazdasági hulladéknak minősülő szárak és csutkák kiváló alapanyagt jelentenek. Az előállítás területén az előttünk álló feladatk a következő lehetnek: bietanl kukricából való előállítása, e flyamat hatéknyságának javítása. A felhasználás területén: mtrfékpadi kísérletek elvégzése a Stuttgartban elvégzett kísérletek mintájára, a kukricából előállíttt etanl, etanl-benzin keverék környezeti terhelésnek kimérése. Költség-haszn vizsgálat A számításk srán (Zöldy, 2003) az etanl mtrhajtóanyagként való alkalmazásának gazdasági körülményeit, lehetőségeit vizsgáltuk. A sk lehetőség közül a 5% etanltartalmú gázlaj vizsgálatát végeztük el, melyet mtrfékpadi méréseken választttunk ki, és vizsgáltunk meg részletesen. Először számításba vettük azkat a tényezőket, ahl az etanl alkalmazása többletköltségként jelentkezik. Ezek a költségeket két nagy csprtra bntttuk, mégpedig időbeli leflyásuk szerint: egyszeri illetve flyamats költségekre. Az E5 etanltartalmú emulzió használatakr egyszeri költségekkel nem kell számljunk, mert a mtr átalakítása nem szükséges, a tárlási kapacitás a rendelkezésre áll, s a technlógiája megfelelő. A flyamats költségek az etanl és a gázlaj árkülönbségén és az azns teljesítmény eléréséhez szükséges teljesítményhez szükséges mennyiségi különbségen alapulnak. A költségek után megvizsgáltuk azkat a területeket, ahl az etanl alkalmazása előnyös. Ez a terület tvábbi elemzési lehetőségeket is rejt magában például mezőgazdasági szektrban várható megtakarításk aznban a terjedelmi krlátk miatt ezek vizsgálatától eltekintettünk. A felhasználás srán jelentkező előnyök közül a legfntsabb a jelentősen csökkenő levegőszennyezés és a kárelhárítási költségek csökkenése. Az externális hatáskat internalizálva megbecsültük ezeknek a feltehető értékét. A költségek és a megtakarításk ezek után kerültek összevetésre. A költségszámítás srán a költségnemeket és a megtakarítási frmákat összesítettük. A flyamats költségek összehasnlítása az 1. táblázatban látható. A táblázat kiemelt 3. és 5. srának az összehasnlításáhz szükséges az az adat, hgy a vizsgált autóbuszknak mekkra a fgyasztásuk. A mai mdern szóló autóbuszk 6
a terep- és a frgalmi körülményektől függően 100 km-en körülbelül 32 litert fgyasztanak. Az egy liter tüzelőanyagra számíttt költségeket az externális költségekkel való összehasnlíthatáshz át kellett számítani 32 literre. Ezeket valós költségeknek neveztük. Az externális költségeket egy utaskilméterre számltuk ki, és 60%-s járműkihasználtság feltételezésével számítttuk át 100 járműkilméterre. Ezek a valós megtakarításk. A valós költségek és a valós megtakarításk egymáshz visznyítása adta meg, hgy az etanl mtrhajtóanyagként való használata nemzetgazdasági szinten kifizetődő-e, s ha igen mennyire. Ezeket az értékeket a keverék-összetétel függvényében mutatja meg az 1. táblázat: 1. táblázat. Flyamats költségek összehasnlítása Gázlaj E5 E5 adalék nélkül Etanl összesített ár [Ft] 156,4 161,5 159,1 209,4 Ft/l bruttó ktg. 5006,9 5169,3 5091,7 6702,3 Ft/32 liter valós ktg. 0 162,4 84,7 1695,4 Ft/32 liter ext. megt. 0 1,7 1,7 34,9 Ft/km valós megt. 0 174,5 174,5 3490,7 Ft/100 km Különbség 0 12,1 89,7 1795,3 Ft Az 1. táblázat utlsó sra megmutatja, hgy az externális költségek figyelembevételével az etanl használata 32 liter/100 km fgyasztást feltételezve előnyösebb a gázlajnál a kibcsáttt szennyezőanyagk kzta kárk költségeit is figyelembe véve. Ez alapján azt a következtetést vnható le, hgy az etanl buszk mtrhajtóanyagként való alkalmazáshatóságát a flyamats költségek elemzése alátámasztja. Az adalék nélküli váltzat mutatja meg az elméleti ár arányt, az adaléklt szlp pedig a mérésekben felhasznált, adaléklt keverék árát. A bevezetéssel kapcslats egyszeri költségek A bietanl bevezetésével kapcslats költségek hárm nagy csprtba srlhatók. A számítás srán a kiszlgáló létesítmények átalakításból jelentkező költséget elhanyaglhatónak tekintettük, lévén, hgy nincs szükség nagybb tartálykra a jelenlegiek nem teljes kihasználtsága miatt, míg anyaguk megfelel az etanl támaszttta körülményeknek. Az etanl-gázlaj emulzió bevezetésekr 5%-s etanltartalmnál nincs szükség a mtrban alkatrészek cseréjére. A harmadik költségnem a mtrhajtóanyaggal kapcslatba kerülő személyzet tvábbképzése. Ez szükséges, mert az emulzió tulajdnságai néhány esetben például lbbanáspnt jelentősen megváltznak (Zöldy et al., 2005). Összesített költségszámítás Az egyszeri és a flyamats költségek összesítését mutatja meg az alábbi, 2. ábra. 2. ábra Költségek és megtakarításk etanlüzem bevezetése és használata esetén 7
A 2. ábra adatai egy szóló autóbuszkra vnatkznak. Így a vízszintes tengelyen az egy járműre jutó szállítási teljesítmény, míg a függőleges tengelyen az egy buszra jutó megtakarítás/költség szerepel. Az ábrából látható, hgy az 5%-s etanlnál az egyszeri bevezetéssel kapcslats költségek elhanyaglhatóak, megtakarításk pedig ellensúlyzzák a kiadáskat. Természetesen ez az összeg az externális megtakarításknak köszönhető, melynek a pénzként való megjelenítése igencsak bnylult feladat a gazdasági életben. A legegyszerűbb az államra hárítani, amely tvább fgja ezt hárítani adók frmájában a nagybb környezeti terhet kzó mtrhajtóanyagk használói felé. A bevezetés lehetősége A bietanl bevezetését az állam több módn is támgathatja, hgy kiegyenlítse a környezetet kímélő, de drágább vlta miatti hátrányait. Az állami támgatás másik indka lehet az, hgy a bietanl alkalmazása kivált sk más költségvetési tételt mint például: az exprttámgatást, munkanélküli segélyt, parlagltatási támgatást, környezetkársítás elhárításának költségeit stb., mely megtakarításk egy részét ugyancsak a bietanlra lehet frdítani. A támgatási frmák skálája széles, a kutatás támgatásától az értékesítés szubvencinálásáig sk módja lehet: jövedékiadó-csökkentés, visszanemtérítendő támgatás, frgalmiadó-csökkentés, kamattámgatás, garantált ár, nem élelmiszer célú EU támgatásk igénybevétele. Az etanl kis százalékú hzzákeverése a benzinhez vagy gázlajhz nem jár nagy váltztatáskkal, a mai gépjárműparkn nem kell váltztatáskat végrehajtani a bevezetéséhez. Ugyanakkr javul a füstgáz összetétele, váltzatlan mtrteljesítmény mellet csökken a kársanyag-kibcsátás. Az előnyök közvetlenül a bevezetés után megmutatkznak. Az etanlt előállító gyárak is költségként jelentkeznek. Ez aznban sk esetben kiváltható a már meglévő szeszgyárak ki nem használt kapacitásának munkába állításával. 8
Fizikai tulajdnságk Az etanl kiválóan alkalmazható benzinmtrkban mint hajtóanyag. A mtr megváltztatását egészen 22%-s részarányig nem igényli. Magas ktánszáma miatt jó ktánszámnövelő adalék. Hátránya az alacsnyabb fűtőértéke, mely miatt nagybb mennyiség elégetésére van szükség, ha azns teljesítményt kívánunk elérni. A fékpadi mérésekhez kapcslódva következik a bietanl és a gázlaj összevetése. Az etanl nem használható annyira könnyen és egyszerűen dízelüzemben, mint Ott-mtrban, ahl minden mtrikus módsítás nélkül használható adalékként. Annak ellenére, hgy nem várható termikus hatásfkjavulás, sk helyen fglalkznak alkhlk dízelmtrkban való felhasználásával (Stirner, 2001). Ennek ka, hgy az alkhlüzem a környezetet skkal kevésbé szennyezi, s mert a dízelüzemű járműparkk általában zártak, például a vársi buszvállalatknál, ezért kisebb infrastrukturális beruházással megldható az átalakítás. Az alkhlk cetánszáma igen kicsi, így az etanlé is, melynek cetánszáma 8. Emiatt nem égethetőek el lyan egyszerűen dízelmtrkban, mint Ott-mtrkban. Keverékekben már 10%-nyi etanl annyira lecsökkenti a gázlaj cetánszámát, hgy az a szabványban előírt 45 alá kerül. Ezért szükséges égésjavító például ciklhexanl-nitrát hzzákeverése. Sem az alkhlk, sem az emulgeátr nem beflyáslják a cseppenéspntt (CFPP). Ebből a szempntból az etanl-gázlaj keverék egyenértékű a gázlajjal. Az alkhl-gázlaj keverékek viszkzitása 20 C-n kb. 1 mm 2 /s-mal kisebb, mint a gázlajké. Ez a viszkzitáscsökkenés nem kritikus a kenésre érzékeny alkatrészek, mint például az adaglószivattyú szempntjából. Az etanl alacsnyabb frráspntja és erősebb illéknysága nagymértékben megváltztatja a gázlaj frrásgörbéjét. Míg a gázlaj frráspntja kb. 180 C körül van, addig a keveréké a benne lévő etanl frráspntjánál kezd frrni. Az etanl frráspntja 78 C. A frráspntcsökkenés a tüzelőanyagrendszer módsítását igényelheti, mellyel a melegindítási tulajdnságk javíthatóak. Tűzveszélyességi szempntk alapján az etanl-gázlaj keverék egyenértékű a benzinnel. Mtrfékpadi és görgős járműfékpadi terheléses kísérletekkel bebiznyíttták, hgy teljes terhelésnél a gázlaj-etanl keverék fajlags energiafgyasztása megegyezik a gázlajéval. A térfgategységben kifejezett fgyasztás a keveréküzemben nagybb, ami egyenes következménye a keverék kisebb égéshőjének. Nagybb víztartalmú eleggyel a mtr teljesítménye 25% csökkent miközben a fgyasztás 3 4%-kal nőtt. Az etanl fűtőértéke körülbelül a gázlaj 60 százaléka. Mtrfékpadi mérések és értékelésük Az előzetes mtrfékpadi mérések srán kiválaszttt 5% etanltartalmú gázlajjal tvábbiakban E5 végeztük a méréseinket. A mérések srán a tüzelőanyag viselkedését egy Rába D10 UTLL 218-as mtrn vizsgáltuk. Méréseket végeztünk teljes terhelésen, majd pedig az EGB 96 a mezőgazdasági járművek kibcsátásait előíró ciklus és az ESC a közúti frgalmban részt vevő járművek kibcsátásait előíró ciklus szerint. A műszaki és a gazdaságssági szempntk értékelése alapján 9
megállapítttuk, hgy az etanl dízelmtr tüzelőanyagkénti felhasználási lehetőségei közül a krlátztt mennyiségű etanl és a gázlaj keveréke (mikremulzió) a legkedvezőbb. A keverékhez annyi és lyan minőségű adalékanyagt kell adni, amely növeli, az etanl hatására lecsökkent cetánszámt eredeti értékre az etanl által lecsökkentett kenőképességet a szükséges értékre növeli, és a keverék stabilitását szélsőséges időjárási körülmények között, esetleg víz jelenlétében is megőrzi. A vizsgálatk flyamán indítási vagy egyéb nehézség illetve üzemzavar nem frdult elő. A méréseredmények az egyes jellemzők alakulásával kapcslatsan a következőket mutatják (Emőd 2004): kisebb, az alkhls keverékkel teljes terheléssel a mtr teljesítménye az etiléntartalmtól függően kb. 2 5%-kal g/(kw h) mértékegységben kifejezett fajlags COkibcsátása és füstölése lényegesen csökken, és váltztt, fajlags NO x - és HC-kibcsátása gyakrlatilag nem az alkhls keverékkel részterheléssel üzemelő mtr azns feltételek (frdulatszám, frgatónymaték) mellett jelentősen kevesebb részecskekibcsátású, kissé kevesebb NO x -kibcsátású, kissé nagybb CO-kibcsátású és a terhelés csökkenésével egyre nagybb HC-kibcsátású. Ezekkel a váltzáskkal kapcslatsan megjegyzendő, hgy dízelmtrknál a részecskekibcsátás és az NO x -kibcsátás EU-határértékeinek kipufgógázutókezelés nélküli teljesítése általában kmly nehézségeket kz, míg a CO- és HC-kibcsátás a nagy légviszny követeztében lyan kicsi, hgy még jelentősen megnövekedve is nagyn távl van a jelenleg érvényes EU határértékektől. Tvábbi elvi előnye az etanls keverékekkel üzemelő mtrknak, hgy (egyrészt az etanl kisebb széntartalma miatt, másrészt az etanl zárt CO 2 - körflyamata miatt) CO 2 -kibcsátásuk kisebb; valamint az etanl kénmentessége miatt az égéstermékek kevesebb kén-dixidt és kén-trixidt tartalmaznak. Összességében az etanl a gázlaj környezetkársító hatását kedvező irányban beflyáslja. Hangsúlyzandó, hgy az etanl-gázlaj keverék tűzveszélyességi szintje a benzinével azns. Ez a gázlajnál megszktthz képest más előíráskat, fkztt dafigyelést igényel. 10
A vizsgálatk flytatását 5% etanlt tartalmazó gázlajjal tartjuk célszerűnek. Tvábbi vizsgálatkat igényel a gázlaj-etanl keverék téli körülmények közötti stabilitása, az ehhez szükséges emulgeátr mennyisége, a keverék esetleges krróziós hatása a mtr szerkezeti anyagaira. Kulcsszavak: bietanl, alternatív hajtóanyag, fenntartható fejlődés, életciklus elemzés, mtrfékpadi vizsgálat IRODALOM Bull, Stanley R. (1996): Renewable Energy Transprtatin Technlgies. WREC, Natinal Reneable Energy Labratry, Glden (Clrad, USA) Emőd István (1995): Alkhl hajtóanyag alkalmazása Ott-mtrkban. Megbízó: Győri Olajipari Rt. Emőd István (2004): Megújuló mtrhajtóanyagk alkalmazása mezőgazdasági hasznjárművekben, BME Gépjárművek tanszék, kutatási jelentés Eurpean Cmissin Directrate General XII, (1994): Ptential Benefits f Using Agricultural Cmmdties as Energy Surces (A mezőgazdasági termények energiafrrásként való felhasználatának rejtett előnyei), Science Research and Develpment, EUR15647 La Rvere, Emili Lèbre (1999): Twenty Five Years f the Brazilian Ethanl Prgram (A brazil etanl prgram husznöt éve). Ri de Janeir, nvember László Elemér Réczey Istvánné (2000). Megújuló nyersanyagk nem élelmiszeripari felhasználása. NF-2000 Magyarrszági Infrmációszlgáltató Rendszer, Budapest Stirner, Michael (2001: Pr & Kntra Diesel. aut turing. 3. Zahumenszky József (1990): Alternatív tüzelőanyagk alkalmazása a vársi tömegközlekedésben 1 2. rész, Járművek, Mezőgazdasági Gépek. 37. 4 5. Zöldy Máté Juhász Tamás (2002): A bietanl magyarrszági bevezetésének környezetvédelmi és gazdasági előnyei. TDK-dlgzat, knzulens: dr. Füle Miklós. Zöldy Máté (2003): Bietanl autóbuszkban való alkalmazásának költségvizsgálata. OTDK-dlgzat, knzulens: dr. Tánczs Katalin. Zöldy Máté (2001): Bietanl mint Ott- és dízelmtrk hajtóanyaga. Járművek. 48. 12. Zöldy Máté Emőd I. Pllák I. (2005): The Technical and Ecnmical Preparatin f Investigatins Carried ut with Ethanl-Diesel Oil Mixtures. Peridca Plitechnica. 32. 1 2. (megjelenés alatt) 11