POTRAVINOVÁ SOBĚSTAČNOST A UDRŽITELNÁ VÝROBA SMĚSNÝCH A BIOGENNÍCH POHONNÝCH HMOT - STAV A ROZVOJ DO ROKU Sborník přednášek a odborných prací

Transkript

1 MINISTERSTVO ZEMĚDĚLSTVÍ ČESKÉ REPUBLIKY VÝZKUMNÝ ÚSTAV ZEMĚDĚLSKÉ TECHNIKY, v.v.i. Praha SDRUŽENÍ PRO VÝROBU BIONAFTY, Praha MINISTRY OF AGRICULTURE OF THE CZECH REPUBLIC RESEARCH INSTITUTE OF AGRICULTURAL ENGINEERING, p.r.i. Prague ASSOCIATION FOR BIODIESEL PRODUCTION, Prague POTRAVINOVÁ SOBĚSTAČNOST A UDRŽITELNÁ VÝROBA SMĚSNÝCH A BIOGENNÍCH POHONNÝCH HMOT - STAV A ROZVOJ DO ROKU 2020 Sborník přednášek a odborných prací vydaný k mezinárodnímu semináři konanému 28. června 2013 jako odborná doprovodná akce Národní výstavy hospodářských zvířat a zemědělské techniky, Brno výstaviště, Veletrhy Brno, a.s. FOOD SELF SUFFICIENCY AND SUSTAINABLE PRODUCTION OF BLENDED AND BIOGENIC FUELS - PRESENT STATE AND DEVELOPMENT UP TO 2020 Proceedings of the International Seminar edited for the International Seminar held on 28 June 2013 as professional accompanying action of the National Exhibition of Farm Animals and Agricultural Equipment, organized in Brno exhibition grounds by Fairs Brno, joint-stock company Praha, 2013 Prague, 2013

2 Poděkování Organizátoři si dovolují zvláště poděkovat firmám BASF, spol. s r.o. Praha a FABIO PRODUKT, spol. s r.o. Holín za podporu realizace tohoto semináře. Acknowledgement The organizers gratefully acknowledge the companies BASF, Ltd. Prague and FABIO PRODUKT, Ltd. Holín for their support in this seminar implementation. Tento seminář byl za VÚZT, v.v.i. proveden v rámci řešení výzkumného záměru MZE etapy 5 Technologické postupy udržitelné výroby a užití biosurovin a energetických nosičů nové generace se zřetelem na potravinovou bezpečnost a globální trhy souvisejících produktů. This seminar was realizad in behalf of the Research Institute of Agricultural Engineering, p.r.i. Prague in the framework of solution of the research project MZe Part 5: Technological processes of sustainable production and utilization of bio-raw materials and energy carrier of new generation with respect to food security and global market with relevant products. Ministerstvo zemědělství České republiky Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i. Praha Sdružení pro výrobu bionafty, Praha Zdeňka Šedivá, Petr Jevič, 2013 ISBN

3 Anotace Potravinová soběstačnost a udržitelná výroba směsných a biogenních pohonných hmot - stav a rozvoj do roku 2020 Prezentují se podmínky rozvoje zemědělství České republiky po roce 2013 a příspěvek biomasy v energetickém mixu se zřetelem na obnovitelné zdroje energie v odvětví dopravy a biopaliva. V návaznosti na hodnocení globálního trhu s biopalivy se uvádí tuzemská bilance motorových paliv a biopaliv. Nové kvalitativní požadavky na motorová paliva se rozvádějí o výsledky výzkumu a vývoje dalšího zlepšování kvality biopaliv. Představuje se návrh novelizace směrnice Evropského parlamentu a Rady, kterou se mění směrnice 98/70/ES o jakosti benzinu a motorové nafty a směrnice 2009/28/ES o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů a pozice České republiky k tomuto návrhu. Návrh zpřísňuje kritéria udržitelnosti biopaliv ve vztahu k úspoře emisí skleníkových plynů zavedená výše uvedenými směrnicemi, řeší problematiku nepřímé změny ve využívání půdy (ILUC) způsobenou pěstováním biomasy pro výrobu biopaliv. Revize dále omezuje příspěvek konvenčních biopaliv vyrobených z potravinářské biomasy do povinného 10% podílu obnovitelných zdrojů v dopravě v roce 2020 na 5 % a zavádí podporu moderních biopaliv (biopaliva 2. a 3. generace, která jsou vyráběna z odpadů, zbytků nebo nepotravinářské biomasy). Klíčová slova: biogenní paliva, směsná paliva, bionafta, bioethanol, konvenční biopaliva, moderní biopaliva, emise ILUC, kritéria udržitelnosti Summary Food Self Sufficiency and Sustainable Production of Blended and Biogenic Fuels - State and Development up to 2020 There are presented the conditions of agriculture development in the Czech Republic after 2013 and contribution of biomass in energy mix in consideration of renewable energy sources in the sector of transport and biofuels. In relation to the evaluation of global market with biofuels there is mentioned the domestic balance of motor fuels and biofuels. The new qualitative requirements for motor fuels are extended by results of research and development in the area of further improvement of biofuels quality. There is presented draft amendment of Directive of the European Parliament and of the Council amending Directive 98/70/EC relating to the quality of petrol and diesel fuels and amending Directive 2009/28/EC on the promotion of the use of energy from renewable sources and position of the Czech Republic to this proposal. The directive proposal strengthens the sustainability criteria for biofuels in relation to greenhouse gas emissions savings established by those directives, addresses the issue of indirect land use change (ILUC) caused by the cultivation of biomass for biofuel production. The proposal further limits contribution of conventional biofuels made from "food" biomass to the mandatory 10% renewable energy target in transport in 2020 to 5% and introduces support for advanced biofuels (biofuels, which are made from waste, residues or "non-food" biomass). Keywords: biogenic fuels, blended fuels, biodiesel, bioethanol, conventional biofuels, advanced biofuels, ILUC emissions, sustainability criteria

4 OBSAH CONTENT Podmínky rozvoje zemědělství v rámci Společné zemědělské politiky EU po roce 2013 a příspěvek biomasy v energetickém mixu ČR...6 Conditions of Agricultural Development within the Common Agricultural Policy of European Union after 2013 and Contribution of Biomass in Energy Mix of the Czech Republic Ing. Petr Jílek - Ministerstvo zemědělství České republiky Akční plán pro biomasu se zřetelem na potravinovou soběstačnost a zajištění stanoveného podílu biopaliv v roce Biomass Action Plan in Consideration of Food Self Sufficiency and Assurance of Defined Share of Biofuels in 2020 Ing. Tereza Musilová, Ing. Karel Trapl, Ph.D. - Ministerstvo zemědělství České republiky Návrh revize směrnic Evropského parlamentu a Rady o kvalitě paliv a o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů...19 Proposal for the Revision of European Parliament and Council Directive on Fuel Quality and Directive on the Promotion of the Use of Energy from Renewable Sources Ing. Jiří Hromádko, Ph.D. - Ministerstvo životního prostředí České republiky Bilance výroby a uplatnění motorových paliv na trhu ČR se zřetelem na směsné a biogenní pohonné hmoty...27 Balance of Production and Usage of Motor Fuels on the Market in the Czech Republic in Consideration of Blended Biogenic Fuels Ing. Luděk Dušek - Ministerstvo průmyslu a obchodu České republiky Nové kvalitativní požadavky na motorová paliva...33 New Qualitative Demands for Automotive Fuels Ing. Vladimír Třebický, CSc. - SGS Czech Republic, s.r.o., Praha Podpora vysokoobjemových biopaliv na trhu s motorovými palivy v ČR...40 Promotion of High-Volume Biofuels on Market with Motor Fuels in the Czech Republic Ing. Jiří Trnka - CZ Biom - České sdružení pro biomasu, Praha Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s...49 High-Volume Biofuels in ČEPRO, Inc. Ing. Pavel Cimpl - ČEPRO, a.s. Praha Certifikace udržitelnosti biopaliv a ověřování zprávy o emisích skleníkových plynů z dodaných pohonných hmot...66 Sustainable Biofuels Certification and Verification of Report on GHG emissions from Delivered Fuels Ing. Soňa Hykyšová - TÜV SÜD Czech s.r.o. Globální trh s biopalivy - současný stav a možný vývoj...79 Global Market with Biofuels - the Present State and Possible Development Ing. Dalibor Delong - BZK Group Ltd. Teresin

5 Možnosti a předpoklady využití bionafty v zemědělství...88 Possibilities and Assumptions of Using Biodiesel in Agriculture Karel Hendrych - PREOL, a.s. Lovosice Stav a rozvoj biogenních pohonných hmot v ČR do roku 2020 s ohledem na úsporu a snížení emisí skleníkových plynů...94 Present State and Development of Biogenic Fuels in the Czech Republic up to 2020 in Relation to Saving and Reduction of GHG Emissions Ing. Petr Jevič, CSc., prof. h.c., Ing. Zdeňka Šedivá - VÚZT, v.v.i. & SVB Praha Bilance rostlinných olejů na světovém, evropském a tuzemském trhu Balance of Vegetable Oils on Global, European and Domestic Market Ing. Miroslav Bažata - GLENCORE GRAIN CZECH s.r.o. Certifikace biopaliv vyrobených z odpadů a zbytků - Novela 36. prováděcího nařízení k spolkovému zákonu o ochraně proti imisím (BlmSchV) Certification of Biofuels Produced from Wastes and Residues - Amendment of 36 th Implementing Regulation to the Federal Imission Control Act (BlmSchV) Wolf-Dietrich Kindt - Verband der Deutschen Biokraftstoffindustrie e. V., Berlin Parametry paliv a funkční vlastnosti emisí esterů kyseliny citrónové Fuel Characteristics and Emission Behaviour of Citric Acid Esters G. Huber, E. Remmele, K. Thuneke, P. Emberger - Technology and Support Centre in the Centre of Excellence for Renewable Resources, Straubing Zkušenosti s novými traktory s pohonem na rostlinné oleje v Německu Experiences with New Vegetable Oil Compatible Tractors in Germany K. Thuneke, P. Emberger - Technology and Support Centre in the Centre of Excellence for Renewable Resources, Straubing Spalování čistých rostlinných olejů v zařízení na testování zážehu paliv Combustion of Pure Vegetable Oils in a Fuel-Ignition-Tester P. Emberger, K. Thuneke, E. Remmele - Technology and Support Centre in the Centre of Excellence for Renewable Resources, Straubing Biooleje z rýchlej pyrolýzy biomasy Biooils from Fast Pyrolysis of Biomass J. Cvengroš, Z. Cvengrošová, E. Buzetzki, J. Augustínová, B. Vasilkovová - Fakulta chemickej a potravinárskej technológie STU, Bratislava J. Mikulec - VÚRUP, a.s., Bratislava Stav a perspektivy normativního zajištění výroby a využití motorových biopaliv na Ukrajině Current State and Perspectives of Normative Securing of Production and Utilization of Biofuels in Ukraine V.A. Dubrovin, S.V. Dragnev, A.I. Grigorovič - National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Kyiv

6 P. Jílek Podmínky rozvoje zemědělství v rámci Společné zemědělské politiky EU po roce 2013 a příspěvek biomasy v energetickém mixu ČR Podmínky rozvoje zemědělství v rámci Společné zemědělské politiky EU po roce 2013 a příspěvek biomasy v energetickém mixu ČR Conditions of Agricultural Development within the Common Agricultural Policy of European Union after 2013 and Contribution of Biomass in Energy Mix of the Czech Republic Ing. Petr Jílek - Ministerstvo zemědělství České republiky Hlavním strategickým cílem dalšího rozvoje českého zemědělství je podílet se na dlouhodobém a trvalém zajištění potravinové bezpečnosti na národní a evropské úrovni a přispět také k větší energetické bezpečnosti ČR, a to při podstatném zvýšení efektivnosti a konkurenceschopnosti zemědělského sektoru a zlepšení vztahů k jím užívaným přírodním zdrojům a rozvoji venkova. Sektor zemědělství by tedy měl dokázat na výzvy spojené se zajištěním potravin a příspěvku k energetické bezpečnosti ČR reagovat a významnou měrou přispět k jejich řešení. Jedním z klíčových faktorů, který významně ovlivní naplnění těchto výzev, bude podoba implementace Společné zemědělské politiky EU, zejména pak nastavení a distribuce přímých plateb a také podpor v rámci Programu rozvoje venkova. Vhodné nastavení jednotlivých podpor může významně přispět nejenom k uskutečnění strukturálního ozdravení zemědělskopotravinářského sektoru v ČR, ale může pozitivně ovlivnit i rozvoj využití biomasy pro energetické účely. V této souvislosti je třeba zdůraznit, že ČR disponuje dostatečnou kapacitou zemědělské půdy tak, aby nedocházelo ke vzájemné konkurenci mezi využitím zemědělských komodit pro potravinářské a nepotravinářské účely. Jak uvádí Vládou ČR schválený Akční plán pro biomasu v ČR na období (APB) z celkové zemědělské půdy v ČR tis. ha je při zajištění 100 % potravinové soběstačnosti k dispozici teoreticky plocha zemědělské půdy pro energetické využití ve výši až tis. ha (s přihlédnutím k agrotechnickým, klimatickým a environmentálním hlediskům). Z tohoto hlediska je tedy vhodné věnovat se v rámci zemědělského sektoru i efektivnímu využití zemědělské půdy pro nepotravinářské účely, včetně energetického. Tento přístup může výrazně pomoci diverzifikovat zemědělský příjem a snížit tak rizika spojená s volatilitou cen zemědělských komodit. Základní rámec pro budoucí vývoj ve využívání OZE je formován závazky ČR v oblasti podpory využívání energie z obnovitelných zdrojů. Tyto závazky vymezují národní cíl podílu OZE na hrubé energetické spotřebě do roku 2020 na 13 %, resp. na 10 % podílu biopaliv v dopravě. The principal strategic objective of ongoing development of the Czech agriculture is share in longlasting and sustainable assuring of food safety on national and European level and contribution to the greater energy security of the Czech Republic associated with essential increase of effectiveness of agricultural sector and improvement of relations to the utilized natural resources and rural development. The sector of agriculture should be able to respond to challenges linked with food assurance and contribute significantly to their solution. One of the key factors, which influences notably the meeting of these challenges, will be form of implementation of the Common Agricultural Policy of European Union, especially the fixing and distribution of direct payments and as well as subventions within the Rural Development Programme. The suitable determination of particular subventions can contribute significantly not only to the realization of structural sanitation of agricultural and food sector in the Czech Republic, but it can influence also positively the development of biomass utilization for energy purposes. In this connection it is necessary to emphasize, that the Czech Republic disposes of sufficient capacity of agricultural land, it means therefore, that it won t come to the competitive relations in utilization of agricultural commodities for food and non-food purposes. As it is mentioned in the Biomass Action Plan in the CR for the period , which was approved by the government of the Czech Republic, from the total area of agricultural land in the CR ha and at securing of 100% food selfsufficiency, it is theoretically available up to ha of agricultural land for energy utilization (with regard to agronomical, climatic and environmental aspects). From this point of view, it is desirable to spend an effort within the agricultural sector as well as on effective utilization of agricultural land for non-food purposes inclusive of energy ones. This attitude can help considerably to diversify the income of farmers and reduce the risks linked with price fluctuations of agricultural commodities. The basic framework for future development in utilization of renewable energy sources is formed by the obligations of the Czech Republic in area of their support. These obligations define the national objective related to the share of renewable energy sources in gross energy consumption up to 2020 in the amount of 13% and 10% share in biofuel consumption in transport sector. 6

7 P. Jílek Podmínky rozvoje zemědělství v rámci Společné zemědělské politiky EU po roce 2013 a příspěvek biomasy v energetickém mixu ČR Avšak s ohledem fakt, že současné provozní podpory pro OZE, které jsou hrazeny odběrateli elektřiny, představují výraznou finanční zátěž, a to zejména pro průmyslovou výrobu v ČR, je nezbytné očekávat podstatné snížení podpor v oblasti OZE, resp. zpřísnění podmínek jejich poskytování. Finanční zdroje pro ekonomickou podporu OZE i jejich další rozvoj bude tedy nezbytné zajišťovat jiným způsobem, zejména z energetických daní a poplatků a povinných plateb za externality (povolenky CO 2, uhlíkové daně) případně investičních podpor. Tyto nástroje mohou pomoci rozvoji efektivních OZE (zejména biomasa), s řadou doprovodných pozitivních efektů, jako je např. zlepšení kvality ovzduší. Perspektivu dalšího rozvoje využití biomasy v energetice potvrzuje i aktualizovaná Státní energetická koncepce, která stanoví důležitou komplementární roli biomasy pro energetickou politiku ČR a biomasa je uváděna jako jediný dodatečný a ve větším rozsahu dostupný obnovitelný zdroj energie v ČR a to pro potřeby teplárenství. Pro energetické využití biomasy bude splnění cílů spojeno se zaměřením na využití zemědělských komodit (včetně víceletých energetických plodin) a především zemědělských odpadů a zbytků, na výrobu tepla, kombinovanou výrobu elektřiny a tepla nebo výrobu biopaliv. Předpokládá se, že pěstování víceletých bylin pro energetické účely bude v rámci SZP stimulováno zařazením jejich výměry do ekologicky zaměřených oblastí. Pěstování rychle rostoucích dřevin pro OZE by mělo být jednoznačně prostorově a druhově vymezeno tak, aby nedocházelo k povolování výsadby plantáží RRD na druhově bohatých trvalých travních porostech a také zejména na orné půdě první a druhé bonity. V této souvislosti se APB zabýval propojením hlavní sektorové priority určení potenciálu zemědělské půdy pro zajištění 100% potravinové soběstačnosti země s možností efektivního využití zbývajícího potenciálu zemědělské půdy ČR a lesní dendromasy pro energetickou potřebu. V tabulce je uveden odhad možného přínosu biomasy pro energetickou bilanci ČR a kvantifikace množství energie, která by mohla být v ČR vyrobená z biomasy s výhledem do roku However, with regard to the fact, that current operational subsidies for renewable energy sources, which are covered by users of electricity, represent considerable financial burden, especially for industrial production in the Czech Republic, it is necessary to await the essential reduction of subsidies in the above mentioned area and tighten up of conditions for their granting. It means, that the funding of economic support of renewable energy sources and their further development have to be ensured by other way, especially by means of energy taxes and fees and obligatory payments for externalities (CO 2 permits, carbon taxes), eventually by means of investment supports. These tools can help to the development of effective renewable effective sources (mainly biomass) with a number of accompanying positive effects, as it is for example an improvement of air quality. The further development of biomass utilization in energy industry in future is confirmed as well as by the updated State Energy Policy, which specifies an important complementary role of biomass for energy policy of the Czech Republic and the biomass is mentioned as the only one additional and in larger extent available source of renewable energy for heat production in the Czech Republic. For the biomass utilization from the energy point of view, the meeting of objectives will be linked with using of agricultural commodities (inclusive of perennial energy crops). Furthermore, the biomass utilization from the energy point of view will be aimed above all at agricultural wastes and residues, heat production, combined production of power and heat (cogeneration) or biofuel production. There is supposed, that the cultivation of perennial plants for energy purposes will be supported within the Common Agricultural Policy (CAP) by inclusion of their growing area into environmentally oriented areas. The cultivation of fast growing wood species for the purposes of renewable sources of energy should be clearly defined as for area and particular species in order not to come to the approval of establishment of fast growing wood species plantations on permanent grasslands rich in various kinds of plants and especially on arable land of the first and second class of soil quality. In this connection, the Biomass Action Plan dealt with interconnection of main sector priority, it means determination of agricultural land potential for assuring of 100% food self-sufficiency of the CR with possibility of effective utilization of remaining agricultural land and wood mass from forests for energy purposes. In the table there is mentioned an estimate of possible contribution of biomass to energy balance of the Czech Republic and quantification of energy, which could be produced in the Czech Republic from biomass with perspective up to

8 P. Jílek Podmínky rozvoje zemědělství v rámci Společné zemědělské politiky EU po roce 2013 a příspěvek biomasy v energetickém mixu ČR Celkový energetický potenciál biomasy v ČR/Total energy potential of biomass in the Czech Republic (PJ) Druh biomasy/ Kind of biomass Hodnota potenciálu/ Value of potential Střední hodnota/ Median value Zemědělská biomasa/agricultural biomasa Lesní dendromasa/wood mass from forest Celkem/Total Biologicky rozložitelný komunální odpad/ Biological degradable municipal waste Celkem/Total Pro efektivní a účelné využití energetického potenciálu biomasy je klíčové především vymezit vhodná opatření a principy. V oblasti zemědělství se jedná zejména o: stimulaci pěstování víceletých energetických plodin zařazením jejich výměry do podmínek ozelenění přímých plateb v rámci SZP, stimulaci pěstování pícnin na orné půdě jako náhrada za kukuřici pro BPS, podporu pro lokální a regionální využití biomasy (např. v rámci PRV) na výrobu pelet a briket a obnovy kotelního fondu na pevnou biomasu v malých lokálních výtopnách. V oblasti energetiky se jedná zejména o: zajištění vysoké účinnosti využití paliv z biomasy podporovat přednostní využití biomasy pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla (KVET) s co nejvyšším energetickým podílem tepla a tím dosažení vysoké účinnosti energetické přeměny (minimálně %), využití biomasy přednostně pro výrobu tepla a její využití v domácnostech, upřednostnění energetického využití zemědělské a lesní biomasy v obcích jako náhradu zejména za spalování nekvalitního uhlí, zachování současného systému definování min. % podílu biosložky v PHM. Na závěr je tedy třeba uvést, že dobře nastavenými podmínkami rozvoje využití biomasy pro energetické účely lze dosáhnout řady doprovodných environmentálních (v lokálním i globálním kontextu), krajinářských či regionálně-rozvojových přínosů pro ČR. Vedle již zmíněné diverzifikace zemědělského hospodaření lze významně přispět k rozvoji biodiverzity české krajiny a rovněž sladit pěstování biomasy s půdoochrannými a protipovodňovými opatřeními. Vhodnou formou podpory rozvoje vybraných technologií využití biomasy lze dosáhnout i příznivého dopadu na rozvoj zaměstnanosti na českém venkově. For the effective and purposeful utilization of biomass potential it is essential to define above all the suitable measures and principles. In the area of agriculture in particular: support destined for cultivation of perennial energy plants by inclusion of their area into conditions for landscape gardening relating to the direct payments within the Common Agricultural Policy (CAP); stimulation of fodder plants cultivation on arable land instead of maize for biogas plants; stimulation of local and regional utilization of biomass (for example within the Rural Development Program) for the production of pellets and briquettes and renovation of solid biomass boilers in small district heating plants. In the area of energetic in particular: securing of high utilization efficiency of fuels produced from biomass support for preferential utilization of biomass destined for combined production of power and heat with as high as possible energy share of heat and thus to achieve high efficiency of energy conversion (at least 60-70%); preferential utilization of energy for heat production and its use in households; prioritization of energy utilization of agricultural and forest biomass in communities instead of combustion of low-class coal; maintenance of current system in definition of minimal percentual share of biocomponent in fuels and lubricants. In conclusion it is therefore necessary to mention, that by means of well-adjusted conditions for utilization of biomass grown for energy purposes, it is possible to achieve a number of accompanying environmental (in local and as well as global context), landscaping or regionally developing benefits for the Czech Republic. In addition to already mentioned diversification of agricultural husbandry it is possible to contribute significantly to the development of biodiversity of the Czech landscape and also bring into harmony the cultivation of biomass with soilprotective and flood protection measures. By the suitable form of support of selected technologies using biomass we can attain favourable impact on development of employment in the rural areas of the Czech Republic. 8

9 P. Jílek Podmínky rozvoje zemědělství v rámci Společné zemědělské politiky EU po roce 2013 a příspěvek biomasy v energetickém mixu ČR Kontakt: Ing. Petr Jílek - ředitel - Vrchní ředitel a ředitel odboru Sekce zemědělských komodit, Odbor environmentální a ekologického zemědělství Ministerstvo zemědělství, Těšnov 17, Praha 1 Tel.: petr.jilek@mze.cz 9

10 T. Musilová, K. Trapl Akční plán pro biomasu se zřetelem na potravinovou soběstačnost a zajištění stanoveného podílu biopaliv v roce 2020 Akční plán pro biomasu se zřetelem na potravinovou soběstačnost a zajištění stanoveného podílu biopaliv v roce 2020 Ing. Tereza Musilová, Ing. Karel Trapl, Ph.D. - Ministerstvo zemědělství České republiky Biomass Action Plan in Consideration of Food Self Sufficiency and Assurance of Defined Share of Biofuels in 2020 Abstract: Biomass Action Plan sets out the potential of biomass for energy use while ensuring full food self sufficiency of the Czech Republic. One of its results is the estimate of the necessary amount of crops and cropping areas for achieving the objectives of biofuels usage in transport by Keywords: biomass, Biomass Action Plan, biofuels, food self sufficiency Akční plán pro biomasu v ČR na období byl vypracován Ministerstvem zemědělství a schválen vládou ČR dne pod č.j. 920/12. Hlavním cílem akčního plánu je stanovení energetického potenciálu zemědělské a lesní biomasy a kvantifikace množství energie, která by mohla být vyrobená v ČR z biomasy s výhledem do roku Využití biomasy pro energetické účely je v ČR tradičním a v posledních 20 letech rozvíjejícím se oborem hospodářské činnosti. Přestože vyrobený objem energie z biomasy nemůže výrazně konkurovat jiným primárním zdrojům energie, zaujímá stále významnější komplementární postavení v energetickém mixu energetických zdrojů v ČR. Při trvale udržitelném nastavení využití biomasy pro výrobu energie lze dosáhnout řady doprovodných ekologických (v lokálním i globálním kontextu), krajinářských či regionálně-rozvojových přínosů pro ČR. Vedle diversifikace zemědělského hospodaření lze významně přispět k rozvoji biodiverzity české krajiny a rovněž sladit pěstování biomasy s půdoochrannými a protipovodňovými opatřeními. Vhodnou formou podpory rozvoje vybraných technologií využití biomasy lze dosáhnout i příznivého dopadu na rozvoj zaměstnanosti na českém venkově a zároveň snížit strategickou závislost na dovážených primárních zdrojích. S cílem poskytnout flexibilitu pro případná opatření ke zvýšení potravinové produkce z důvodu tržních výkyvů, klimatických dopadů a strategické bezpečnosti na jedné straně a případné flexibilitě pro zvýšené energetického využití půdního energetického potenciálu na straně druhé, byly vytvořeny tři scénáře potravinového využití zemědělské půdy v rozsahu 70 %, 100 % a 130 %. Protyto tři varianty míry potravinové soběstačnosti byl kvantifikován rozsah ploch zemědělské a orné půdy, nezbytný pro zajištění těchto úrovní. Zároveň byla stanovena plocha zemědělské půdy a orné půdy (tzv. disponibilní plocha), která je při daných variantách k dispozici pro energetické i jiné využití. V tab. 1 je zobrazeno využití půdy pro zajištění produkce potravin a krmiv v jednotlivých scénářích potravinové soběstačnosti a plocha půdy k jinému využití. Prioritou Ministerstva zemědělství je dosažení 100% míry soběstačnosti; ostatní scénáře jsou alternativní a slouží především pro možnost vzájemného porovnání. Grafické znázornění využití zemědělské půdy pro 100% potravinovou soběstačnost je znázorněno na obr. 1. Tabulka 1: Plocha zemědělské půdy disponibilní pro energetické využití při různých stupních zajištění určité míry potravinové soběstačnosti (zdroj: ÚZEI, 2011) Způsob využití půdy Půda pro potravinovou soběstačnost Druh zemědělské půdy Míra soběstačnosti (lineární pro všechny potravinářské komodity) 70 % 100 % 130 % Plocha půdy (tis. ha) orná půda trvalé travní porosty Volná půda orná půda /(689) 169 (využitelná pro OZE) volné trvalé travní porosty /(819) 99 Celkem zemědělská půda pro energetické využití /(1508) 268 Celkem zemědělská půda Pozn.: Stanoveno pro vyšší měrné zatížení trvalých travních porostů (TTP) skotem bez tržní produkce mléka (0,3 VDJ na/ha), při standardním zatížení překročena výměra TTP ČR. 10

11 T. Musilová, K. Trapl Akční plán pro biomasu se zřetelem na potravinovou soběstačnost a zajištění stanoveného podílu biopaliv v roce 2020 Obr. 1: Využití zemědělské půdy při zajištění 100% potravinové soběstačnosti a rozloha půdy pro jiné využití (např. OZE), (o.p. orná půda, TTP trvalé travní porosty) Využívání biopaliv v dopravě vyplývá především ze směrnic Evropského parlamentu a Rady 2009/28/ES (o podpoře OZE) a 2009/30/ES (o kvalitě paliv). Cílem EU je využívat v roce 2020 v dopravě 10 % energie z OZE. Do plnění cíle je možné zahrnout v podstatě libovolný druh OZE, ale největší zastoupení se předpokládá u biopaliv. Směrnice zároveň zavádí tzv. kritéria udržitelnosti pro biopaliva, která mají zajistit, aby byla uplatňována jen taková biopaliva, která splňují požadavky na úsporu emisí skleníkových plynů (v současnosti úsporu 35 %) a jsou vyráběna jen ze surovin, které nesmí být pěstovány na půdách s vysokou hodnotou biologické rozmanitosti, velkou zásobu uhlíku, nebo na rašeliništích. V současné době se připravuje revize obou uvedených směrnic a očekává se zpřísnění podmínek pro biopaliva. Především by měla být více preferována pokročilá biopaliva (biopaliva 2. generace) a rovněž budou zohledněny emise skleníkových plynů způsobené nepřímým využitím půdy (ILUC). Ministerstvo zemědělství s dosud navrženými omezeními pro tradiční biopaliva vyráběná z potravinářské biomasy nesouhlasí, neboť dle akčního plánu Česká republika disponuje dostatečnými plochami jak k zajištění 100% potravinové soběstačnosti, tak i k produkci takového množství tradičních biopaliv, které by zajistilo naplnění závazných národních cílů v oblasti podílu OZE v dopravě. V současnosti jsou v EU, ale i celosvětově, nejvíce využívána tradiční biopaliva (nebo také biopaliva 1. generace), která jsou zastoupena zejména bioethanolem, který tvoří náhradu benzínu, a metylestery mastných kyselin FAME, které tvoří náhradu motorové nafty. Bioetanol je v EU vyráběn nejčastěji z obilovin nebo cukrové řepy, v Jižní Americe z cukrové třtiny. FAME je vyráběno z olejnatých plodin, v ČR především z řepky olejky. Biopaliva 2. generace zatím nejsou komerčně využívána. Zákon o ochraně ovzduší (č. 201/2012 Sb.) ukládá osobám dodávajícím pohonné hmoty do volného daňového oběhu povinnost přimíchávat do pohonných hmot minimální podíl biopaliv: 6 % V/V FAME do motorové nafty a 4,1 % V/V bioetanolu do benzínů. Tímto zákonem byla transponována i kritéria udržitelnosti biopaliv a všechna biopaliva a suroviny využité pro jejich výrobu musí být certifikována ; přičemž je možné využít buď národní certifikační systém, nebo některý nadnárodní dobrovolný certifikační systém (např. ISCC). V ČR jsou rovněž biopaliva uplatňována v podobě vysokoprocentních směsí a čistých biopaliv (E85 etanolové biopalivo, B30 a B100 biopaliva na bázi FAME); tato biopaliva jsou podporována ve formě úlevy na spotřební dani z minerálních olejů. Uvedená podpora je realizována na základě Víceletého programu dalšího uplatnění biopaliv v dopravě, který vypracovalo Ministerstvo zemědělství. ČR disponuje ročními výrobními kapacitami 410 tis. t FAME-MEŘO a 292 tis. t bioetanolu. Následující tabulky (tab. 2 a 3) zobrazují bilanci biopaliv v letech 2011 a 2012 v ČR. Tabulka 2: Bilance FAME MEŘO, využité plochy zemědělské půdy (zdroj: SVB) FAME MEŘO Výroba FAME (t) Hrubá spotřeba FAME (t) Spotřeba MEŘO v B100 (t) Spotřeba MEŘO v B30 (t) Potřebná osevní plocha (ha) Podíl ploch řepky zpracované na MEŘO (%) 48,2 36,8 11

12 T. Musilová, K. Trapl Akční plán pro biomasu se zřetelem na potravinovou soběstačnost a zajištění stanoveného podílu biopaliv v roce 2020 Tabulka 3: Bilance bioetanolu, využité plochy zemědělské půdy (zdroj: SVB) Bioetanol Výroba bioetanolu (t) Hrubá spotřeba bioetanolu (t) Spotřeba E85 (t) Potřebná osevní plocha cukrovky (ha) Potřebná osevní plocha obilovin (ha) * Podíl ploch cukrovky zpracované na bioetanol (%) 16,7 21,6 Podíl ploch obilovin zpracovaných na bioetanol (%) - 9,5 * * V roce 2012 byla využívána jen kukuřice, v roce 2009 a 2010 byla využívána jen pšenice. Pro detailnější přiřazení odhadnuté disponibilní zemědělské půdy pro jednotlivé formy biomasy je třeba nejprve odhadnout potřebné plochy pro splnění závazku kapalných biopaliv a zbývající disponibilní půda je přiřazena k výrobě biomasy v tuhé a plynné podobě. Akční plán vychází z údajů predikce spotřeby pohonných hmot v ČR do roku 2020 (zdroj MPO, 2010). V souladu s evropskou směrnicí se předpokládá podíl kapalných biopaliv ve výši 10 % energetického obsahu na celkové spotřebě pohonných hmot. Tomu odpovídá energetický obsah ve výši 26 PJ. Jako hlavní plodiny pro výrobu biopaliv lze označit cukrovou řepu, obiloviny a řepku olejku. Každá z těchto plodin má různý výnos a různou energetickou výtěžnost biopaliv z hektaru. Na základě těchto jednotkových hodnot je stanoven optimální mix plodin pro zajištění suroviny na výrobu biopaliv. Kombinací více plodin je také zajištěna určitá strategická flexibilita využití přebytečné produkce obilovin nebo řepky. Z těchto důvodů Akční plán navrhuje palivový mix, který je uveden v tab. 4. Tato tabulka ilustruje kombinaci plodin, výtěžnosti biopaliv z hektaru a energetické hodnoty jednotlivých plodin. V tomto základním scénáři je potřebná plocha půdy pro dosažení výroby pro pokrytí vlastní 100% spotřeby biopaliv ve výši 380 tis. ha. Energetická hodnota biomasy v základním scénáři pěstované pro účely výroby biopaliva představuje celkovou hodnotu ve výši 26,2 PJ. Za předpokladu, že ve střednědobém horizontu stát výrazně podpoří využití lihu na trhu kapalných biopaliv, uvádí Akční plán alternativní scénář (tab. 5) s menší náročností půdního potenciálu (319 tis. ha.). Tabulka 4: Základní scénář výroby suroviny pro produkci biopaliv Základní scénář Alokovaná Spotřeba * plodiny Druh plocha na výrobu Plodina paliva půdy biopaliva Výtěžnost biopaliva z ha Obsah energie Celková energetická hodnota tis. ha t/m 3 m 3 /ha GJ/m 3 GJ/ha PJ Cukrovka etanol 80 9,32 5, ,85 9,8 Kukuřice/ etanol 30 2,13/2,57 3,43/2, /42,8 1,7 Pšenice Řepka FAME 240 2,3 1, ,3 TTP biometan 20 0, , ,24 1,4 Kukuřičná siláž biometan 10 0, , ,7 BRO (tis. t) biometan ,0212-0,1 Použité kuchyňské FAME GJ/t - 1,18 oleje a tuky (tis. t) Celkem ,2 * Při zohlednění rozdílné výhřevnosti, TTP - trvalé travní porosty Tabulka 5: Návrh k prostorově a energeticky efektivnější konverzi biopaliv při dosažení stejného energ. výnosu Alternativní scénář Spotřeba plodiny na Výtěžnost Celková Alokovaná Druh výrobu biopaliva biopaliva Obsah energie energetická Plodina plocha půdy paliva (rozdílná výhřevnost) z ha hodnota tis. ha/tis. t t/m 3 m 3 /ha GJ/m 3 GJ/ha PJ Cukrovka etanol 130 9,32 6,06 21,2 128,5 16,5 Pšenice etanol 24 2,6 2,03 21,2 43,0 1 Řepka FAME 135 2,4 1, ,3 5,4 TTP biometan 20 0, , ,24 1,4 Kukuřičná siláž biometan 10 0, , ,7 BRO (tis. t) biometan - 0, ,0212-0,3 Celkem ,3 12

13 T. Musilová, K. Trapl Akční plán pro biomasu se zřetelem na potravinovou soběstačnost a zajištění stanoveného podílu biopaliv v roce 2020 Na obr. 2 a 3 jsou uvedeny vývoje osevních ploch řepky olejné, pšenice a cukrovky využité na výrobu biopaliv. Kukuřice zde není zohledněna, neboť nebyla ve sledovaném období využívána. Obr. 2: Vývoj osevních ploch řepky olejné Obr. 3: Vývoj osevních ploch zemědělských komodit využívaných k výrobě bioetanolu Z celkové výměry zemědělské půdy v ČR tis. ha je při zajištění 100% potravinové soběstačnosti k dispozici pro jiné využití včetně energetického, teoreticky celkem maximálně tis. ha až tis. ha. S přihlédnutím k agrotechnickým, klimatickým, environmentálním a sezónním vlivům stanovil Akční plán maximální možnou disponibilní plochu pro energetické využití ve výši tis. ha. Tato plocha zahrnuje ornou půdu a rovněž trvalé travní porosty. Základní scénář výroby surovin pro biopaliva počítá s celkovou plochou 380 tis. ha. Z těchto údajů vyplývá, že ČR je schopna plně zajistit svoji potravinovou soběstačnost a zároveň splnit cíle EU ve využívání obnovitelných zdrojů v dopravě. Akční plán pro biomasu v oblasti biopaliv doporučuje zejména: V případě biopaliv pro dopravu zachovat současný systém "kvót", tj. definování pouze min. % podílu biosložky ve všech pohonných hmotách uvedených na trh a ponechat na distributorech, aby si je pořizovali nákladově nejefektivnějším způsobem, Umožnit nastavením vhodných podmínek využívání bioplynu jako motorového paliva pro mobilní dopravní prostředky a současně tím přispět ke splnění závazku v oblasti obnovitelné energie v dopravě. Zdroj: Akční plán pro biomasu v ČR na období , Ministerstvo zemědělství ČR, Praha 2012, (v plném znění na Zpráva pro MZe o uplatňování biopaliv v roce 2012, Sdružení pro výrobu bionafty, Praha

14 T. Musilová, K. Trapl Akční plán pro biomasu se zřetelem na potravinovou soběstačnost a zajištění stanoveného podílu biopaliv v roce 2020 Akční plán pro biomasu se zřetelem na potravinovou soběstačnost a zajištění stanoveného podílu biopaliv v roce 2020 Abstrakt: Akční plán pro biomasu stanoví potenciál využití biomasy pro energetické účely při zajištění plné potravinové soběstačnosti České republiky. Jedním z výsledků je odhad potřebného množství plodin a jejich výměry pro dosažení cílů ve využití biopaliv v dopravě do roku Klíčová slova: biomasa, Akční plán pro biomasu, biopaliva, potravinová soběstačnost Kontakt: Ing. Tereza Musilová - vedoucí Oddělení obnovitelných zdrojů energie a environmentálních strategií Ministerstvo zemědělství, Těšnov 17, Praha 1 Tel.: tereza.musilova@mze.cz Ing. Karel Trapl, Ph.D. - Oddělení obnovitelných zdrojů energie a environmentálních strategií Ministerstvo zemědělství, Těšnov 17, Praha 1 Tel.: karel.trapl@mze.cz Akční plán pro biomasu se zřetelem na potravinovou soběstačnost a zajištění stanoveného podílu biopaliv v roce 2020 Ing. Karel Trapl, Ph.D. Oddělení obnovitelných zdrojů energie a environmentálních strategií Ministerstvo zemědělství 14

15 T. Musilová, K. Trapl Akční plán pro biomasu se zřetelem na potravinovou soběstačnost a zajištění stanoveného podílu biopaliv v roce 2020 Akční plán pro biomasu Vypracován MZe, schválen vládou ČR dne Cíl: stanovení energetického potenciálu zemědělské a lesní biomasy a určení množství energie, která by mohla být vyrobena v ČR z biomasy s výhledem do roku 2020 Primární je zajištění 100% potravinové soběstačnosti ČR, zbývající potenciál zemědělské půdy může být určen pro plnění závazků v oblasti OZE Závazky ČR do roku 2020 (dle Směrnice 2009/28/ES): Podíl energie z OZE na hrubé domácí spotřebě ve výši 13 % Podíl energie z OZE v dopravě ve výši 10 % Potravinová soběstačnost Pro zajištění flexibility předpokládané produkce potravin a energií byly vytvořeny 3 scénáře podle úrovně potravinové soběstačnosti: 70 %, 100 %, 130 % Prioritou MZe je scénář 100 %; závěry Akčního plánu jsou odvozeny od tohoto scénáře Postup: nejprve stanovení ploch zemědělské půdy pro potraviny a krmiva a následně určení disponibilní plochy pro ostatní (energetické) využití Potenciál biomasy je stanoven na základě odhadů bonity půd a výnosů jednotlivých plodin Plocha zemědělské půdy pro energetické využití Způsob využití půdy Půda pro potravinovou soběstačnost Volná půda (využitelná pro OZE) Druh zemědělské půdy Míra soběstačnosti (lineární pro všechny Potravinářské komodity) 70% 100% 130% plocha půdy (tis. ha) Orná půda Trvalé travní porosty Orná půda /(689) 169 Volné trvalé travní porosty /(819) 99 Celkem zemědělská půda pro energetické využití /(1508) 268 Celkem zemědělská půda

16 T. Musilová, K. Trapl Akční plán pro biomasu se zřetelem na potravinovou soběstačnost a zajištění stanoveného podílu biopaliv v roce 2020 Využití zemědělské půdy o.p. orná půda, TTP trvalé travní porosty Biopaliva v dopravě Uplatňována na základě směrnic 2009/28/ES (o podpoře OZE) a 2009/30/ES (o kvalitě paliv) Plnění kritérií udržitelnosti požadavky na úsporu emisí skleníkových plynů a na původ biomasy, certifikace Připravuje se revize směrnic zpřísnění podmínek pro biopaliva (preferovat pokročilá biopaliva, zohledňovat emise z nepřímého využití půdy) MZe s omezením tradičních biopaliv nesouhlasí; ČR má dostatečný potenciál pro tradiční biopaliva, naopak nemá kapacity pro pokročilá biopaliva, nepřímé emise v EU nehrozí díky legislativním pravidlům na ochranu půd Uplatňování biopaliv Nízkoprocentní přimíchávání do pohonných hmot 6 % V/V FAME do motorové nafty a 4,1 % V/V bioetanolu do benzínů Povinnost pro osoby uvádějící paliva do volného daňového oběhu Zákon č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší Vysokoprocentní a čistá biopaliva B30, B100 MEŘO/FAME; E85 bioetanol Podpora ve formě úlevy na spotřební dani z minerálních olejů Zákon č. 353/2003 Sb., o spotřebních daních 16

17 T. Musilová, K. Trapl Akční plán pro biomasu se zřetelem na potravinovou soběstačnost a zajištění stanoveného podílu biopaliv v roce 2020 FAME-MEŘO Výrobní kapacity ČR: 410 tis. t /rok (nejsou plně využity) Bilance a využité osevní plochy: FAME MEŘO Výroba FAME (t) Hrubá spotřeba FAME (t) Spotřeba MEŘO v B100 (t) Spotřeba MEŘO v B30 (t) Potřebná osevní plocha (ha) Podíl ploch řepky zpracované na MEŘO (%) 48,2 36,8 Bioetanol Výrobní kapacity ČR: 292 tis. t /rok (nejsou plně využity) Bilance a využité osevní plochy: Bioetanol Výroba bioetanolu (t) Hrubá spotřeba bioetanolu (t) Spotřeba E85 (t) Potřebná osevní plocha cukrovky (ha) Potřebná osevní plocha obilovin (ha) * Podíl ploch cukrovky zpracované na bioetanol (%) 16,7 21,6 Podíl ploch obilovin zpracovaných na bioetanol (%) - 9,5 * * v roce 2012 byla využívána jen kukuřice, v roce 2009 a 2010 byla využívána jen pšenice Palivový mix Podíl biopaliv ve výši 10 % e.o. z celkové spotřeby paliv odpovídá 26 PJ Akční plán pro biomasu navrhuje optimální mix výchozích surovin (řepka olejka, cukrová řepa, pšenice/kukuřice) s ohledem na dostupnost plodin a možnost zužitkování přebytečné produkce Podle základního scénáře je zapotřebí 380 tis. ha zemědělské půdy pro pokrytí vlastní 100% spotřeby biopaliv 17

18 T. Musilová, K. Trapl Akční plán pro biomasu se zřetelem na potravinovou soběstačnost a zajištění stanoveného podílu biopaliv v roce 2020 Základní scénář výroby surovin pro biopaliva Plodina Druh paliva Alokovaná plocha půdy Základní scénář Spotřeba plodiny na výrobu biopaliva * Výtěžnost biopaliva z ha Obsah energie Celková energetická hodnota tis. ha t/m 3 m 3 /ha GJ/m 3 GJ/ha PJ Cukrovka Etanol 80 9,32 5, ,85 9,8 Kukuřice/Pšenice Etanol 30 2,13/2,57 3,43/2, /42,8 1,7 Řepka FAME 240 2,3 1, ,3 TTP biometan 20 0, , ,24 1,4 Kukuřičná siláž biometan 10 0, , ,7 BRO (tis.t) biometan ,0212-0,1 Použité kuchyňské oleje a tuky (tis.t) FAME GJ/t - 1,18 Celkem ,2 Závěr Akční plán pro biomasu stanovuje maximální možnou disponibilní plochu pro energetické využití ve výši 1,12 mil. ha (zahrnuje ornou půdu a TTP) Základní scénář výroby surovin pro biopaliva počítá s celkovou plochou 380 tis. ha ČR je schopna zajistit svoji 100% potravinovou soběstačnost, splnit cíle EU ve využívání OZE v dopravě za pomoci tradičních biopaliv a zbylý potenciál zužitkovat pro další energetické či jiné potřeby Akční plán doporučuje zachovat stávající systém povinného podílu biopaliv ve všech pohonných hmotách Děkuji za pozornost Ing. Karel Trapl, Ph.D. karel.trapl@mze.cz 18

19 J. Hromádko Návrh revize směrnic Evropského parlamentu a Rady o kvalitě paliv a o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů Návrh revize směrnic Evropského parlamentu a Rady o kvalitě paliv a o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů Ing. Jiří Hromádko, Ph.D. - Ministerstvo životního prostředí České republiky Proposal for the Revision of European Parliament and Council Directive on Fuel Quality and on the Promotion of the Use of Energy from Renewable Sources Abstract: The objective of this contribution is presentation of a proposal for Directive of the European Parliament and of the Council amending Directive 98/70/EC relating to the quality of petrol and diesel fuels and amending Directive 2009/28/EC on the promotion of the use of energy from renewable sources. The directive proposal strengthens the sustainability criteria for biofuels in relation to greenhouse gas emissions savings established by those directives, addresses the issue of indirect land use change caused by the cultivation of biomass for biofuel production. The proposal further limits contribution of biofuels made from "food" biomass to the mandatory 10% renewable energy target in transport in 2020 to 5% and introduces support for advanced biofuels (biofuels, which are made from waste, residues or "non-food" biomass). Keywords: ILUC emissions, biofuels made from "food" biomass, advanced biofuels, national schemes and voluntary schemes 1. Úvod V roce 2009 byla přijata směrnice Evropského parlamentu a Rady 2009/28/ES o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů, podle které každý stát zajistí, aby podíl energie z obnovitelných zdrojů v dopravě v roce 2020 činil alespoň 10 %. Téhož roku byla přijata revize směrnice Evropského parlamentu a Rady 98/70/ES o kvalitě paliv, která zavedla povinnost dodavatelům pohonných hmot snižovat emise skleníkových plynů vyprodukovaných v celém životním cyklu pohonné hmoty o 6 % do roku 2020 v porovnání s rokem Těchto cílů má být dosaženo používáním biopaliv a elektrické energie z obnovitelných zdrojů. Obě směrnice zavedly zcela novou povinnost pro biopaliva tzv. kritéria udržitelnosti biopaliv (zákaz pěstování biomasy na půdách s velkou zásobou uhlíku, např. prales, mokřad, rašeliniště, a povinnost dosáhnout určité úspory emisí skleníkových plynů v porovnání s fosilní alternativou). Pouze biopaliva splňující tato kritéria jsou zohledněna do splnění 10% cíle spotřeby energie z obnovitelných zdrojů v dopravě, zohledňují se dodavatelům pohonných hmot do povinných cílů minimálního objemu biopaliv a snížení emisí skleníkových plynů z dodaných pohonných hmot a dále pouze tato biopaliva jsou způsobilá k finanční podpoře na jejich spotřebu. Obě směrnice obsahují povinnost pro Evropskou komisi vypracovat metodiku zohlednění produkce emisí skleníkových plynů vzniklých nepřímou změnou ve využívání půdy známé jako indirect land use change ILUC a navrhnout případnou revizi směrnic. Návrh revize směrnic předložila Evropská komise dne 17. října Nejzásadnější změny výše uvedených směrnic Upřesnění povinnosti dodavatelům pohonných hmot zasílat členským státům do 31. března každého roku zprávu o objemu dodaných biopaliv, způsobu jejich výroby a o emisích skleníkových plynů vzniklých v celém životním cyklu biopaliva (tzv. přímé emise) a její rozšíření o povinnost reportovat emise vzniklé nepřímou změnou ve využívání půdy (ILUC emise). Zvýšení minimální požadované úspory emisí skleníkových plynů z biopaliv na 60 % z výroben uvedených do provozu dne 1. července 2014 nebo později (stávající směrnice a národní úprava vyžadují tuto úsporu až od roku 2018 a pouze u výroben uvedených do provozu po ). Zrovnoprávnění možnosti používaní zjednodušeného způsobu vykazování úspory emisí CO 2 (používání tzv. standardních hodnot produkce emisí CO 2 ) jak při pěstování biomasy pro výrobu biopaliv pocházející z EU tak ze států mimo EU. Nyní mohou pěstitelé biomasy mimo EU automaticky používat standardní hodnoty, zatímco pěstitelé v EU jen za předpokladu, že to schválila Evropská komise. Vytvoření jednotného elektronického formuláře pro zasílání zpráv o kvalitě pohonných hmot a zavedení povinnosti snižovat obsah manganu v pohonných hmotách. Vložení přílohy s tzv. ILUC emisemi zohledňující riziko nepřímého využívání půdy, které budou dodavatelé pohonných hmot reportovat členským státům. Produkce ILUC emisí je rozdělena do 3 skupin plodin. Obiloviny a jiné škrobem bohaté plodiny mají ILUC emise 12 g CO 2ekv /MJ, cukernaté plodiny 13 a olejniny 55. Snížení možnosti započítávat biopaliva vyrobená z potravinářské biomasy do 10% cíle podílu obnovitelné energie v dopravě v roce 2020 na polovinu. Zbylých 5 % by mělo být dle předpokladů Evropské komise dosaženo tzv. pokročilými biopalivy s nulovými nebo nízkými ILUC emisemi (jedná se o biopaliva z odpadů nebo z nepotravinářské biomasy). Pro snadnější splnění tohoto cíle se příspěvek biopaliv vyrobených z odpadu, řas, slámy, glycerolu a jiných v příloze obsažených surovin bude považovat za čtyřnásobný. 19

20 J. Hromádko Návrh revize směrnic Evropského parlamentu a Rady o kvalitě paliv a o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů Příspěvek z použitých rostlinných olejů, živočišných tuků a lignocelulózových materiálů bude považován za dvojnásobný. 3. Pozice ČR k návrhu revize směrnic ČR má výhrady ke dvěma bodům: ILUC emise ČR nesouhlasí s tím, aby byly ILUC emise stanoveny globálně bez rozlišení oblasti, ve které je daná plodina pěstována. Právě oblast, ve které je plodina pěstována, má velkou vypovídací schopnost o riziku vzniku ILUC emisí. Návrh zcela opomíjí skutečnost, že v EU platí řada legislativních pravidel na ochranu půd s velkou zásobou uhlíku (zákon o ochraně přírody a krajiny, společná zemědělská politiky a jiné) a riziko vzniku ILUC emisí je tak nulové. Princip globálního přístupu tak diskriminuje evropské zemědělce a žádným způsobem nemotivuje nezodpovědné zemědělce ve třetích zemích ke změně svého přístupu k ochraně půd s velkou zásobou uhlíku. ČR se proto snaží vyjednat, aby byly ILUC emise považovány za nulové v oblastech, kde je legislativně zaručeno, že nemůže docházet k tomuto problému. Jednalo by se zejména o plodiny pěstované v EU. Použití nulových ILUC emisí by však mělo být umožněno i pro plodiny pocházející ze třetích zemí, pokud v dané zemi nemůže docházet k problému ILUC. Takové záruky mohou být předmětem dohody mezi daným státem a Komisí. Omezení příspěvku biopaliv vyrobených z potravinářské biomasy na 5 % ČR nepodporuje zavedení 5% limitu pro biopaliva vyrobená z potravinářské biomasy, neboť výroba pokročilých biopaliv je stále ve fázi výzkumu a nelze tak předpokládat, že jejich množství, byť by se dle návrhu započítávalo 2krát či 4krát, by výrazněji přispělo ke splnění závazného 10% cíle OZE v dopravě. Z Akčního plánu pro biomasu v ČR na období vypracovaného Ministerstvem zemědělství v roce 2012 navíc vyplývá, že ČR má dostatek orné půdy jak pro zajištění 100% potravinové soběstačnosti, tak i pro splnění 10% cíle OZE v dopravě, aniž by mohlo dojít ke vzájemné konkurenci ve využití orné půdy pro tyto jednotlivé účely. Zavedením 5% limitu pro biopaliva vyrobená z potravinářské biomasy by EU výrazně měnila stanovená pravidla hry pro dosažení povinného 10% cíle v polovině hrací doby. Tato změna by výrazně přispěla k nestabilitě podnikatelského prostředí a vzniklá nejistota by odradila i investory od výzkumu pokročilých biopaliv. Je velmi pravděpodobné, že při schválení 5% omezení příspěvku biopaliv vyrobených z potravinářské biomasy by ČR nebyla za současných podmínek schopna splnit závazný 10% cíl OZE v dopravě. 4. Současný stav projednávání Od začátku roku 2013 se uskutečnilo několik jednání pracovní skupiny, na kterých se projednávaly úpravy návrhu předkládané irským předsednictvím. Na základě uskutečněných jednání zpracovalo předsednictví zprávu o pokroku, která shrnuje návrhy na změnu revize směrnic a další doporučení. Nejzásadnější z nich jsou: Omezení příspěvku biopaliv vyrobených z potravinářské biomasy Irské předsednictví prvně navrhlo dvě varianty řešení omezení využívání biopaliv vyrobených z potravinářské biomasy (A - vztažení omezení biopaliv vyrobených z potravinářské biomasy na 5 % pouze u olejnin a zohlednění vícenásobného započítávání pokročilých biopaliv i do celkového 20% cíle OZE v roce 2020, B - zvýšení 5% omezení podílu biopaliv vyrobených z potravinářské biomasy na vyšší procento). Ani jedna z variant však nebyla odsouhlasena. Následně navrhlo irské předsednictví 3. variantu (C), podle které by byla výše omezení příspěvku rovna spotřebě daného státu v roce 2011 nebo 5% podílu v roce Ani tato varianta však není průchozí. Z tohoto důvodu navrhlo irské předsednictví čtvrtou variantu (D), která by zavedla povinný minimální 2% podíl pokročilých biopaliv v roce Jednalo by se o biopaliva vyrobená ze surovin obsažených v příloze IX (sláma, glycerín, řasy atd.) s výjimkou použitých rostlinných olejů a živočišných tuků. Členské státy by navíc mohly zdvojnásobit jejich energetický obsah do splnění 10% cíle OZE v dopravě v roce 2020, nikoli však do 2% cíle. V případě biopaliv vyrobených z použitých rostlinných olejů a živočišných tuků by ČS taktéž mohly zdvojnásobit jejich energetický obsah, ale biopaliva vyrobená z těchto surovin by se nesměla započítávat do 2% cíle pro pokročilá biopaliva. Dle zprávy o pokroku se irské předsednictví domnívá, že právě tato varianta má největší podporu ze všech variant. ILUC emise Jelikož některé delegace požadovaly povinné zohlednění ILUC emisí do 6% cíle snížení emisí skleníkových plynů dodavateli pohonných hmot a některé naopak odstranění zmínky o těchto emisí vzhledem k jejich nedostatečnému vědeckému poznání, ponechalo irské předsednictví povinnost reportovat tyto emise s tím, že bude zapotřebí tuto problematiku ještě dále diskutovat za litevského předsednictví. Vzájemná uznatelnost národních a dobrovolných systémů Na žádost několika členských států, zejména ČR a AT, doplnilo do textu směrnice irské předsednictví automatickou vzájemnou uznatelnost národních a dobrovolných systémů prokazujících splnění kritérií udržitelnosti. Řada států se však k automatickému uznávání vyjádřila negativně. Komise odmítla 20

21 J. Hromádko Návrh revize směrnic Evropského parlamentu a Rady o kvalitě paliv a o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů samotnou možnost vzájemné uznatelnosti s tím, že dobrovolné systémy jsou propracovanější. Předsednictví následně navrhlo, aby se způsob prokazování splnění kritérií udržitelnosti v národním systému posuzovalo na výborech (Výbor ke kritériím udržitelnosti biopaliv). Toto řešení by mohlo být přijatelné pro řadu států, které se negativně vyjádřily k automatickému uznávání. Na druhou stranu tento přístup zbytečně ztěžuje vzájemné uznávání. Některé státy však považují automatické uznávání za lepší variantu. Irské předsednictví se však domnívá, že projednávání ve výborech by mohlo být základem pro kompromisní řešení. Revizní klauzule Na žádost řady členských států doplnilo irské předsednictví do textu směrnice revizní klauzuli, podle které by Komise do konce roku 2015 předložila Evropskému parlamentu a Radě zprávu o dostupnosti a ekonomické náročnosti výroby biopaliv s nízkými ILUC emisemi (pokročilá biopaliva) a zprávu o pokroku ve stanovení ILUC emisí. 5. Pozice ČR k úpravám navrženými irským předsednictvím ČR se nemůže ztotožnit se dvěma zásadními úpravami irského předsednictví. Jedná se: Stanovení minimálního 2% podílu pokročilých biopaliv v roce 2020 ČR nepodporuje stanovení nového povinného 2% podílu pokročilých biopaliv (varianta D předsednictví) za nejlepší cestu k omezení využívání biopaliv vyrobených z potravinářské biomasy. Dle našeho názoru nelze dnes bez podrobných analýz o jejich dostupnosti, ekonomické efektivnosti a dopadů na životní prostředí zavést žádné závazné cíle pro tato biopaliva. Před přijetím jakýchkoliv nových opatření je třeba se důkladně podívat na to, jaké budou mít skutečné dopady, zda by takový cíl byl reálně splnitelný, a za jakých ekonomických podmínek. Vzájemná uznatelnost národních a dobrovolných systémů ČR se snaží prosadit automatickou vzájemnou uznatelnost národních a dobrovolných tak jak to původně na žádost ČR a AT navrhlo irské předsednictví. ČR nepodporuje kompromisní text, podle kterého by členský stát musel pro uznávání svého národního systému nejdříve požádat Komisi o jeho notifikaci. ČR nevidí dostatečné důvody, proč by Komise měla znovu hodnotit věrohodnost našeho systému, když už jej musela posoudit v rámci implementačního postupu. ČR se však nebrání zaslat Komisi podrobnější informace o národním systému. 6. Závěr Z uvedených informací vyplývá, že vyjednávání o revizi výše uvedených směrnic je velmi komplikované a hledání kompromisu nebude jednoduché. Návrh revize směrnic bude v druhé polovině tohoto roku projednáván litevským předsednictvím, které by chtělo připravit konečnou pozici Rady EU. Návrh revize směrnic Evropského parlamentu a Rady o kvalitě paliv a o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů Abstrakt: Cílem příspěvku je představení návrhu revize směrnice Evropského parlamentu a Rady, kterou se mění směrnice 98/70/ES o jakosti benzinu a motorové nafty a směrnice 2009/28/ES o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů. Návrh revize zpřísňuje kritéria udržitelnosti biopaliv ve vztahu k úspoře emisí skleníkových plynů zavedená výše uvedenými směrnicemi, řeší problematiku nepřímé změny ve využívání půdy způsobenou pěstováním biomasy pro výrobu biopaliv. Revize dále omezuje příspěvek biopaliv vyrobených z potravinářské biomasy do povinného 10% podílu obnovitelných zdrojů v dopravě v roce 2020 na 5 % a zavádí podporu pokročilých biopaliv (biopaliva 2. a 3. generace, která jsou vyráběna z odpadů nebo nepotravinářské biomasy). Klíčová slova: ILUC emise, biopaliva vyrobená z potravinářské biomasy, pokročilá biopaliva, národní systémy a dobrovolné systémy Kontakt: Ing. Jiří Hromádko, Ph.D. - Odbor ochrany ovzduší Ministerstvo životního prostředí, Vršovická 65, Praha 10 Tel.: jiri.hromadko@mzp.cz 21

22 J. Hromádko Návrh revize směrnic Evropského parlamentu a Rady o kvalitě paliv a o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů Návrh revize směrnice EpR o kvalitě paliv a směrnice o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů Jiří Hromádko Platná právn vní úprava využívání biopaliv Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2009/28/ES o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů, podle které každý stát zajistí, aby podíl energie z obnovitelných zdrojů v dopravě v roce 2020 činil alespoň 10 %. Směrnice Evropského parlamentu a Rady 98/70/ES o kvalitě paliv, která zavedla povinnost dodavatelům pohonných hmot snižovat emise skleníkových plynů z jimi dodaných paliv o 6 % do roku Uvedených cílů má být dosaženo používáním biopaliv a elektrické energie z obnovitelných zdrojů. Biopaliva však musí splňovat kritéria udržitelnosti uvedená v daných směrnicích. 22

23 J. Hromádko Návrh revize směrnic Evropského parlamentu a Rady o kvalitě paliv a o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů Kritéria udržitelnosti biopaliv Kritéria udržitelnosti biopaliv lze rozdělit na 2 základní povinnosti: Zákaz pěstování biomasy pro výrobu biopaliv na půdách s vysokou zásobou uhlíku (pralesy, mokřady, rašeliniště, atd.). Biopaliva musí vykazovat určitou minimální úsporu emisí skleníkových plynů v porovnání s fosilní alternativou (nyní minimálně 35 %, od roku 2017 minimálně 50 %. Biomasa vypěstovaná v EU musí být navíc vypěstovaná v souladu se standardy správné zemědělské praxe. Nejzásadnější změny směrnic 1 Uložení povinnosti dodavatelům pohonných hmot zasílat členským státům informace o emisích vzniklých nepřímou změnou ve využívání půdy (tzv. ILUC emise). Zvýšení minimální úspory emisí skleníkových plynů z biopaliv na 60 % z výroben uvedených do provozu dne 1. července 2014 nebo později. Zrovnoprávnění možnosti používaní standardních hodnot produkce emisí CO 2 jak při pěstování biomasy pro výrobu biopaliv pocházející z EU, tak ze států mimo EU. Vytvoření jednotného elektronického formuláře pro zasílání zpráv o kvalitě pohonných hmot. Nejzásadnější změny směrnic 2 Vložení přílohy s tzv. ILUC emisemi zohledňující riziko nepřímého využívání půdy. Obiloviny a jiné škrobem bohaté plodiny mají ILUC emise 12 gco 2ekv /MJ, cukernaté plodiny 13 a olejniny 55. Snížení možnosti započítávat biopaliva vyrobená z potravinářské biomasy do 10% podílu OZE v dopravě na 5 %. Zbylých 5 % by mělo být dosaženo tzv. pokročilými biopalivy s nulovými nebo nízkými ILUC emisemi (biopaliva z odpadů nebo z nepotravinářské biomasy). Pro snadnější splnění cíle se příspěvek pokročilých biopaliv bude považovat za dvojnásobný (použité kuchyňské oleje), respektive čtyřnásobný (sláma, řasy). 23

24 J. Hromádko Návrh revize směrnic Evropského parlamentu a Rady o kvalitě paliv a o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů Pozice ČR k návrhu revize směrnic 1 ILUC emise ČR nesouhlasí s tím, aby byly ILUC emise stanoveny globálně bez rozlišení oblasti, ve které je plodina pěstována. Právě oblast pěstování má velkou vypovídací schopnost o riziku vzniku ILUC emisí. V EU platí řada leg. pravidel na ochranu půd s velkou zásobou uhlíku, nedochází tak ke vzniku ILUC emisí. Princip globálního přístupu diskriminuje evropské zemědělce a nepostihuje zemědělce ve třetích zemích. ČR prosazuje, aby byly ILUC emise považovány za nulové v oblastech, kde nemůže docházet k tomuto problému. Jednalo by se zejména o plodiny pěstované v EU. Pozice ČR k návrhu revize směrnic 2 omezení příspěvku biopaliv vyrobených z potravinářské biomasy na 5 % ČR nesouhlasí s tímto omezením, neboť nelze předpokládat, že by bylo dostatečné množství pokročilých biopaliv, jež by umožnilo splnění 10% cíle. Z Akčního plánu pro biomasu navíc vyplývá, že ČR má dostatek orné půdy jak pro zajištění 100% potravinové soběstačnosti, tak i pro splnění 10% cíle. Zavedením 5% limitu by EU výrazně měnila pravidla hry pro dosažení povinného 10% cíle v polovině hrací doby. To by přispělo k nestabilitě podnikatelského prostředí. Je velmi pravděpodobné, že při schválení tohoto omezení by ČR nesplnila 10% cíl OZE v dopravě. Současně navržené úpravy návrhu 1 V červnu představena zpráva o pokroku obsahující tyto úpravy omezení příspěvku biopaliv vyrobených z potravinářské biomasy: Poprvé navrženy dvě varianty řešení omezení (A - vztažení 5% omezení pouze na olejniny, B - zvýšení 5% omezení na vyšší procento). Následně navržena varianta C výše omezení rovno spotřebě daného státu v roce 2011). Poslední varianta D stanovení minimálního 2% podílu pokročilých biopaliv v roce 2020 s výjimkou použitých rostlinných olejů a živočišných tuků. Dle zprávy o pokroku se předsednictví domnívá, že varianta D má největší podporu ze všech variant. 24

25 J. Hromádko Návrh revize směrnic Evropského parlamentu a Rady o kvalitě paliv a o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů ILUC emise Současně navržené úpravy návrhu 2 Návrh předsednictví nemění návrh Komise s tím, že je zapotřebí tuto problematiku ještě diskutovat. Vzájemná uznatelnost národních a dobrovolných systémů prokazující splnění kritérií udržitelnosti Na žádost ČR a AT směrnice doplněna o automatickou vzájemnou uznatelnost systémů. Některé státy však žádaly, aby věrohodnost národních systémů potvrdila Komise. Předsednictví proto do textu doplnilo povinnost členským státům požádat Komisi o notifikaci svého národního systému. Revizní klauzule Doplněno znění, podle kterého Komise do konce roku 2015 předloží EpR zprávu o dostupnosti a ekonomické náročnosti výroby pokročilých biopaliv. Pozice ČR k navrženým úpravám stanovení minimálního 2% podílu pokročilých biopaliv v roce 2020 ČR nepodporuje stanovení povinného 2% podílu pokročilých biopaliv (varianta D) za nejlepší cestu k omezení využívání biopaliv vyrobených z potravinářské biomasy. Bez podrobných analýz o jejich dostupnosti, ekonomické efektivnosti a dopadů na životní prostředí nelze zavést žádné závazné cíle pro tato biopaliva. Vzájemná uznatelnost národních a dobrovolných systémů ČR nepodporuje nový text, kde by stát musel pro uznání svého národního systému požádat Komisi o jeho notifikaci. ČR podporuje automatickou vzájemnou uznatelnost národních a dobrovolných systémů jak bylo dříve navrženo. Závěr a další postup vyjednávání Z uvedeného vyplývá, že vyjednávání o znění revize je velmi komplikované, nalezení kompromisu nebude jednoduché. Návrh revize směrnic bude v druhé polovině tohoto roku projednáván litevským předsednictvím, které by mělo připravit konečnou pozici Rady EU. 25

26 J. Hromádko Návrh revize směrnic Evropského parlamentu a Rady o kvalitě paliv a o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů Děkuji za pozornost 26

27 L. Dušek Bilance výroby a uplatnění motorových paliv na trhu ČR se zřetelem na směsné a biogenní pohonné hmoty Bilance výroby a uplatnění motorových paliv na trhu ČR se zřetelem na směsné a biogenní pohonné hmoty Ing. Luděk Dušek - Ministerstvo průmyslu a obchodu České republiky Balance of Production and Usage of Motor Fuels on the Market in the Czech Republic in Consideration of Blended Biogenic Fuels Abstract: Consumption of classical fuels in the Czech Republic in 2012 has dropped by 2.4 % compared to 2011, which means, that the established trend after 2007 goes on. This continuous decrease is caused by economy stagnation in the Czech Republic in recent years and as well as by relatively high prices of fuels on the domestic market. The influence of alternative fuels on total consumption of conventional fuels isn t too significant. From the statistical records of the Ministry of Industry and Trade result, that in 2012 there was the FAME consumption for transport purposes thous. tons and the bioethanol consumption made 89.6 thous. tons. From this statistical survey resulted furthermore, that the consumption of blended diesel B 30 in 2012 has dropped significantly by 32,2%, which was probably a consequence of closedown of oil processing and fuel production in Paramo, joint-stock company. The consumption of other alternative fuels with high concentration of biocomponents has increased. The consumption of ethanol fuel E 85 was 15.5 thous. tons and in case of pure biodiesel it was ca 15.2 thous. tons. In the register of filling stations administered by the Ministry of Industry and Trade according to the Act No. 311/2006 Coll. on Fuels there was listed 6872 filling stations in total, of which 261 stations sell blended diesel B 30, 129 of these stations keep at disposition the fuel E 85 and other 123 filling stations dispose of biodiesel B 100. In the 844 stations in total we can obtain the liquified petroleum gas (LPG) and 53 filling stations sell the compressed natural gas (CNG). Keywords: automotive fuels, diesel fuel, biodiesel B100, diesel fuel blends B30, bioethanol, ethanol E85, filling stations Spotřeba klasických pohonných hmot v České republice zaznamenala v roce 2012 ve srovnání s rokem 2011 pokles o 2,4 %. U spotřeby motorových benzinů v množství tis. tun došlo k výraznému meziročnímu poklesu o cca 115 tis. tun (o 6,4 %) a tak se dále zachovává trend snižující se poptávky po tomto výrobku, který započal již v roce Spotřeba motorové nafty ve výši tis. tun v meziročním srovnání mírně poklesla o cca 28 tis. tun (o 0,7 %) a za uplynulé pětileté období prakticky zůstává na stejné úrovni. Zásadní podíl na poklesu celkové spotřeby klasických motorových paliv za období posledních pěti let má zejména celková ekonomická situace v ČR a také její ovlivňování vývojem tržních podmínek v ČR a v okolních evropských zemích. V ČR nejsou klasická motorová paliva obsahující povinně přimíchávané biosložky nijak daňově zvýhodňována a jejich zatížení spotřební daní patří mezi nejvyšší mezi evropskými zeměmi. Tyto dvě okolnosti, které zvyšují cenu paliv, ovlivňují jak tuzemskou, tak mezinárodní poptávku, kdy tranzitní doprava ztratila o tuzemskou motorovou naftu prakticky zájem. Čerpací stanice z příhraničních oblastí stále zaznamenávají propad roční výtoče motorových paliv oproti stavu před rokem Menší, ale postupně narůstající vliv na spotřebu klasických paliv mají některá alternativní paliva, mezi která lze zařadit jak paliva s vyšší koncentrací biosložek (směsná motorová nafta B30, biodiesel B100, směsné palivo E85), tak čistě uhlovodíkové palivo (CNG). Spotřeba LPG (propan-butanová směs) zůstává dlouhodobě vyrovnaná a spíše dochází k jejímu mírnému poklesu. Snížení možnosti uplatnění klasických motorových paliv na trhu v ČR má značný vliv na množství zpracovávané ropy v domácích rafinériích a významně snižuje jejich využití. Toto riziko je natolik závažné, že nejdříve vyústilo v roce 2011 v omezení zpracování ropy v rafinérii Paramo a.s. a posléze, ve druhém čtvrtletí roku 2012, v její úplné a konečné odstavení. Z trhu tak odešel, mimo jiné, významný výrobce směsné motorové nafty B30. Vedle změn v celkové spotřebě paliv dochází postupně ke změnám ve složení nejvíce používaných druhů motorových paliv. Od počátku roku 2012 z trhu, až na několik výjimek, prakticky vymizel motorový benzin BA 91. Povinně přidávané množství biosložek u motorové nafty se postupně navýšilo, od počátku roku 2007 do června roku 2010, na 6 % obj. U motorových benzinů bylo započato s přidáváním biosložek od roku 2008 a povinný podíl se od června roku 2010 ustálil na 4,1 % obj. V následujících letech je očekáváno další zvýšení podílu biosložek v klasických palivech a počátek uplatňování dalších alternativních paliv vzniklých z biomasy nebo čistých technologií. Celkový přehled o spotřebě kapalných pohonných hmot, zjištěný oficiálním statistickým šetřením Českým statistickým úřadem, je uveden v tab

28 L. Dušek Bilance výroby a uplatnění motorových paliv na trhu ČR se zřetelem na směsné a biogenní pohonné hmoty Tabulka 1: Celková spotřeba motorových paliv v ČR v letech 2006 až Motorová nafta (tis. tun) Motorový benzin (tis. tun) Z přehledu je zřejmé, že v průběhu let nedošlo k žádným význačným nárůstům spotřeby motorových paliv (mezi lety 2004 až 2007 byl dosahován cca 4,5 % roční nárůst celkové spotřeby). Podíl dovozu na celkové spotřebě činí u motorových benzinů 27,5 %, u motorové nafty 36,8 %. Ministerstvo průmyslu a obchodu se na získávání těchto statistických výsledků podílí prováděním oficiálního statistického zjišťování o kapalných biosložkách pro mísení do motorových paliv a o čistých nebo vysokoprocentních biopalivech určených přímo pro pohon motorů (např. B30, E85, B100). Výsledky statistických zjišťování u hlavních kapalných biopaliv jsou uvedeny v následujících tab. 2 a 3. Tabulka 2: Bilance FAME pro dopravní účely Výroba (tis. tun) 110,2 81,8 76,7 154,9 198,0 210,1 172,7 Dovoz (tis. tun) 23,0 8,3 43,7 10,9 21,7 54,3 78,3 Vývoz (tis. tun) 110,9 53,6 34,4 24,2 35,2 16,8 6,7 Změna zásob (tis. tun ) 2,0-0,4-2,1 0,3-0,3 2,4 2,1 Spotřeba (tis. tun) 20,2 36,9 88,1 135,6 184,2 245,2 242,3 Tabulka 3: Bioethanol pro dopravní účely Výroba (tis. tun) 60,2 89,6 94,4 54,4 102,2 Dovoz (tis. tun) 20,4 42,9 27,7 35,7 5, 2 Vývoz (tis. tun ) 31,9 51,0 36,6 7,4 16,6 Změna zásob (tis. tun) -2,0-3,3 0,8 3,8 1,1 Spotřeba (tis. tun) 50,7 84,9 86,3 79,0 89,6 Mimo těchto hlavních biokomponent je od roku 2008 používán bio-etbe (ethyl-terc-butyl ether) pro mísení do motorového benzinu. V roce 2012 jej bylo uplatněno 11,0 tis. tun a celé toto množství bylo dovezeno. V tab. 4 je uvedeno využití biosložek v palivech s jejich vyšší koncentrací. Obecně se dá říci, že s výjimkou směsné motorové nafty B30, která má tradici založenou již v roce 1992, jsou ostatní paliva na trhu v ČR relativně nová a jejich význam postupně roste. Jejich značnou nevýhodou je, že jejich praktické využití prakticky závisí na podpoře státu a do značné míry na speciálně přizpůsobených dopravních prostředcích. Tabulka 4: Spotřeba motorových paliv s vyšší koncentrací biosložek v ČR Směsná motorová nafta B30 (tis. tun) 18,6 101,0 148,6 100,9 Ethanol E85 (tis. tun) 4,1 4,8 7,1 15,5 Biodiesel B100 (tis. tun)* 0 (10,0) (13,1) (15,2) * Spotřeba B100 je odhadnuta ze stat. zjišťování MPO o provozu čerpacích stanic pohonných hmot. Ministerstvo průmyslu a obchodu vede evidenci čerpacích stanic pohonných hmot (zákon č. 311/2006 Sb., o pohonných hmotách). Mezi evidovanými údaji jsou také informace o druhu pohonných hmot, které jsou na čerpacích stanicích prodávány (veřejné čerpací stanice a čerpací stanice s vymezeným přístupem) nebo vydávány (neveřejné stanice). V tab. 5 je podán ucelený přehled o počtu evidovaných čerpacích stanic a vybraných palivech, která jsou na nich vytáčena. Evidence čerpacích stanic byla založena v roce 2006 a celkový počet stanic vedených v evidenci neustále vzrůstá. Současně vzrůstá také počet čerpacích stanic s palivy s vyšší koncentrací biosložek, a to u veřejných i neveřejných stanic. K velkému rozvoji 28

29 L. Dušek Bilance výroby a uplatnění motorových paliv na trhu ČR se zřetelem na směsné a biogenní pohonné hmoty dochází rovněž u plnících stanic CNG, které je předmětem státní podpory ve spotřební dani. Tabulka 5: Přehled počtu evidovaných čerpacích stanic s vybranými palivy k Celkem B30 E85 B100 LPG CNG Počet provozovaných stanic z toho: veřejné s vymezeným přístupem neveřejné O významu a do jisté míry i podílu paliv na trhu rozhoduje jejich regionální dostupnost. Platí to zejména u některých rozvíjejících se paliv, která vyžadují speciálně upravené dopravní prostředky, v nichž nelze toto palivo efektivně nahradit (CNG, E95). Nejméně rozvinutá obchodní síť veřejných stanic je u CNG, která zasahuje pouze 26 % okresů. Palivo E95 není v hodnocení zahrnuto, protože na trhu prakticky není. Z hlediska regionální dostupnosti jsou paliva na trhu v ČR u veřejných čerpacích nebo plnících stanic rozdělena v tab. 6. Tabulka 6: Počet okresů s prodejními místy vybraných paliv (z celkového počtu 77) Celkem B30 E85 B100 LPG CNG Počet okresů s veřejnými stanicemi Bilance výroby a uplatnění motorových paliv na trhu ČR se zřetelem na směsné a biogenní pohonné hmoty Abstrakt: Spotřeba klasických pohonných hmot v České republice v roce 2012 klesla o 2,4 % oproti roku 2011 a tak pokračuje trend nastolený po roce Důvodem je pokračující pokles, resp. stagnace ekonomiky ČR v posledních letech a relativně vysoké ceny motorových paliv na domácím trhu. Vliv alternativních paliv není na celkovou spotřebu konvenčních motorových paliv příliš významný. Ze statistického zjišťování Ministerstva průmyslu a obchodu vyplývá, že v roce 2012 byla spotřeba FAME v ČR pro dopravní účely ve výši 242,3 tis. tun, spotřeba bioethanolu ve výši 89,6 tis. tun. Ze zjišťování dále vyplynulo, že spotřeba směsné motorové nafty B30 v roce 2012 významně klesla o 32,2 %, patrně vlivem ukončení zpracování ropy a výroby motorových paliv ve společnosti Paramo a.s. Spotřeba dalších alternativních paliv s vysokou koncentrací biosložek stoupla, paliva ethanol E85 se spotřebovalo 15,5 tis. tun a čistého biodieselu (FAME) cca 15,2 tis. tun. V evidenci čerpacích stanic, vedené MPO podle zákona č. 311/2006 Sb., o pohonných hmotách, je k zapsáno celkem čerpacích a plnících stanic, z toho jich 261 vydává směsnou motorovou naftu B30, 129 má palivo E85 a 123 disponuje biodieselem B100. S dalšími alternativními produkty je 844 míst vybaveno LPG a 53 míst CNG. Klíčová slova: motorová paliva, motorová nafta, bionafta B100, směsná motorová nafta B30, bioethanol, ethanol E85, čerpací stanice Kontakt: Ing. Luděk Dušek - Odbor surovinové a energetické bezpečnosti, Oddělení datové podpory koncepcí Ministerstvo průmyslu a obchodu Na Františku 32, Praha 1 tel dusek@mpo.cz 29

30 L. Dušek Bilance výroby a uplatnění motorových paliv na trhu ČR se zřetelem na směsné a biogenní pohonné hmoty Bilance výroby a uplatněnímotorových paliv na trhu ČR se zřetelem na směsné a biogenní pohonné hmoty Bilance výroby a uplatněnímotorových paliv na trhu ČR se zřetelem na směsné a biogennípohonnéhmoty Ing. Luděk Dušek Oddělenídatovépodpory koncepcí Spotřeba klasických motorových paliv zdroj dat: ČSÚ (tis. tun) Motorová nafta Motorové benziny Bilance výroby a uplatněnímotorových paliv na trhu ČR se zřetelem na směsné a biogennípohonnéhmoty Ing. Luděk Dušek Oddělenídatovépodpory koncepcí Spotřeba motorové nafty v ČR a sousedních zemích zdroj dat: IEA Bilance výroby a uplatněnímotorových paliv na trhu ČR se zřetelem na směsné a biogennípohonnéhmoty Ing. Luděk Dušek Oddělenídatovépodpory koncepcí 30

31 L. Dušek Bilance výroby a uplatnění motorových paliv na trhu ČR se zřetelem na směsné a biogenní pohonné hmoty Bilance FAME (MEŘO) zdroj dat: MPO (tis. tun) Výroba 110,2 81,8 76,7 154,9 198,0 210,1 172,7 Dovozy 23,0 8,3 43,7 10,9 21,7 54,3 78,3 Vývozy 110,9 53,6 34,4 24,2 35,2 16,8 6,7 Hrubá spotřeba 20,2 36,9 88,1 135,6 184,2 245,2 242,3 Bilance výroby a uplatněnímotorových paliv na trhu ČR se zřetelem na směsné a biogennípohonnéhmoty Ing. Luděk Dušek Oddělenídatovépodpory koncepcí Bilance bioethanolu zdroj dat: MPO (tis. tun) Výroba 60,2 89,6 94,4 54,4 102,2 Dovozy 20,4 42,9 27,7 35,7 5,2 Vývozy 31,9 51,0 36,6 7,4 16,6 Hrubá spotřeba 50,7 84,9 86,3 79,0 89,6 Bilance výroby a uplatněnímotorových paliv na trhu ČR se zřetelem na směsné a biogennípohonnéhmoty Ing. Luděk Dušek Oddělenídatovépodpory koncepcí Spotřeba paliv s vyšší koncentrací biosložek zdroj dat: MPO, ČSÚ (tis. tun) SMN (B30) 18,6 101,0 148,6 100,9 E 85 4,1 4,8 7,1 15,5 Biodiesel (B100)* 0 (10) (13,1) (15,2) * - odhad spotřeby čistého FAME (MEŘO) podle statistiky čerpacích stanic Bilance výroby a uplatněnímotorových paliv na trhu ČR se zřetelem na směsné a biogennípohonnéhmoty Ing. Luděk Dušek Oddělenídatovépodpory koncepcí 31

32 L. Dušek Bilance výroby a uplatnění motorových paliv na trhu ČR se zřetelem na směsné a biogenní pohonné hmoty Evidence čerpacích stanic pohonných hmot stav ke dni zdroj dat: MPO Celkem s B30 s E 85 s B100 LPG CNG Celkový počet provozovaných Veřejné S vymezeným přístupem Neveřejné Bilance výroby a uplatnění motorových paliv na trhu ČR se zřetelem na směsné a biogennípohonnéhmoty Ing. Luděk Dušek Oddělení datovépodpory koncepcí Evidence čerpacích stanic pohonných hmot Počet okresů s prodejními místy vybraných paliv zdroj dat: MPO Celkem s B30 s E 85 s B100 LPG CNG Počet okresůs veřejnými stanicemi Bilance výroby a uplatněnímotorových paliv na trhu ČR se zřetelem na směsné a biogennípohonnéhmoty Ing. Luděk Dušek Oddělenídatovépodpory koncepcí Děkuji za pozornost Bilance výroby a uplatněnímotorových paliv na trhu ČR se zřetelem na směsné a biogennípohonnéhmoty Ing. Luděk Dušek Oddělenídatovépodpory koncepcí 32

33 V. Třebický Nové kvalitativní požadavky na motorová paliva Nové kvalitativní požadavky na motorová paliva Ing. Vladimír Třebický, CSc. - SGS Czech Republic, s.r.o., Praha New Qualitative Demands for Automotive Fuels Abstract: In connection with the tightening of emissions limits regulated and established requirements for greenhouse gas savings are anticipated changes in the composition of fuels. There is a new kind of gasoline containing 3,7% oxygen by weight, and is preparing a European standard for diesel fuel containing FAME up to 30% by volume. At the same time begin to apply the fuel containing HVO with significantly improved combustion and other utility features. The greater development in terms of preventing the EU has insufficient capacity for the production of this raw material. Keywords: automotive fuels, diesel fuels, unleaded petrol, greenhouse gas savings Snaha o snižování emisí se projevuje nejen tlakem na technická vylepšení vozidel, zejména v oblasti vstřiku paliva, způsobu spalování a úpravy emisí výfukových plynů, ale i tlakem na kvalitativní úpravy paliv a biopaliv. V průběhu roku 2012 a 2013 došlo ke změnám prakticky u všech používaných druhů paliv. Jakým způsobem jsou změny vyjádřeny v technických normách? Paliva pro zážehové motory Pro zážehové motory se používá automobilový benzin, vesměs ve dvou oktanových hladinách 95 a 98. V normě ČSN EN 228 došlo k zásadní změně. Kromě dosavadního druhu, který mohl obsahovat kyslíkaté látky až do obsahu kyslíku 2,7% hm. (m/m), je nově možné používat i automobilový benzin s obsahem kyslíku až do 3,7% hm. Znamená to možnost použít přídavek etanolu až do objemu 10% anebo étery až do množství 22% obj. (V/V), nebo kombinaci etanolu a éterů. Další kyslíkaté látky, tj. vyšší alkoholy se ve větší míře nepoužívají. Automobilový benzin s obsahem kyslíku do 3,7% hm. se musí při prodeji označit, obvykle se označuje symbolem E-10. Palivo je určeno pro vozidla obvykle vyrobená po roce 2000, přesný seznam vozidel a jednotlivých typů je k dispozici u jednotlivých výrobců. Přímý přídavek etanolu do benzinu zvyšuje jeho těkavost, zejména se jedná o předestilovaný objem při 70 C a 100 C a tlak par. Přídavek etanolu nad 5% V/V dále ovlivňuje průběh destilační křivky (předestilovaný objem při 70 C a 100 C) a technická norma byla pro tento druh upravena. Při zvýšení obsahu etanolu nad 5% nenastává již další zvýšení tlaku par. Směrnice 30/2009 EC, která upravuje požadavky na kvalitu paliv sice umožňuje výjimku z tlaku par, tj. zvýšení tlaku par v letním období nad stanovený limit o vliv etanolu, ale o tuto výjimku je nutné žádat. Česká republika o tuto výjimku žádala, ale žádost byla ze strany EU zamítnuta. V rámci uvedené směrnice je nutné minimálně do roku 2018 v ČR zachovat na trhu benzin s obsahem kyslíku do 2,7% m/m (max. 5% V/V etanolu). V současné době se uvažuje i o vývoji vozidel pro automobilové benziny s obsahem nad 10% V/V, uvažuje se s obsahem až 25% etanolu, ale vývoj vozidel a vytvoření jakostní specifikace předpokládá dobu cca 6 až 8 let od vytvoření potřebné evropské legislativy, ke které dosud nedošlo. Další změnou v kvalitativních požadavcích na automobilové benziny je stanovení limitu na obsah manganu, v současné době je 6 mg/l, od roku 2014 je limit snížen na 2 mg/l. Mangan se používá ve sloučeninách používaných pro zvýšení oktanového čísla. Všechny přísady obsahující kovy jsou v automobilových benzinech zakázány vzhledem k jejich negativnímu vlivu na katalytické systémy, emise a životní prostředí. V kvalitativních požadavcích na automobilové benziny nelze předpokládat v nejbližší budoucnosti žádné radikální změny. Ve druhé polovině tohoto desetiletí by mohlo však dojít ke zpřísnění požadavků na obsah olefínů a aromátů a benzenu. Předpokládá se zavedení metody ČSN EN pro hodnocení destilačního zbytku benzinu, zejména s ohledem na přítomnost vysokovroucích podílů a FAME, které mají výrazně negativní vliv na čistotu spalovacího prostoru, katalytického systému i velmi negativní vliv na životnost olejové náplně. Lze předpokládat i zavedení nových metod pro hodnocení vlivu paliva na čistotu palivového systému a spalovacího prostoru motoru. Dalším druhem paliva pro zážehové motory je palivo E-85. Palivo je určeno pouze pro tzv. flexi fuel vozidla. Současné palivo E-85 je koncipováno na oktanovou úroveň nad 100 jednotek, ale oktanové číslo se nestanovuje. Do budoucna se předpokládá, že oktanová úroveň bude v rozmezí 101 až 104 a systém nástřiku a spalování v těchto vozidlech bude koncipován tak, aby ve větší míře mohl využívat vysokou oktanovou úroveň paliva pro kompenzaci nižší energetické hladiny paliva Je nežádoucí, aby toto palivo i v kombinaci se standardním benzinem bylo používáno v neupravených vozidlech, protože je riziko vysokých emisí, zejména aldehydů. Palivo E-85 je obvykle dotováno nižší nebo dokonce nulovou úrovní spotřební daně. Od července 2011 byla zavedena evropská norma pro toto palivo ČSN P CEN/TS Paliva pro vznětové motory Pro vznětové motory se používá jako palivo motorová nafta. V současné době se používá motorová 33

34 V. Třebický Nové kvalitativní požadavky na motorová paliva nafta s přídavkem až 7% V/V biopaliva, je v současné době je to obvykle FAME (metylestery mastných kyselin), ale již se objevují i přídavky HVO (hydrogenované rostlinné oleje. V současné době se připravuje novelizace technické normy pro motorovou naftu. Zásadní změnou je pouze zavedení limitu pro obsah manganu, který je shodný s požadavkem pro automobilové benziny. Další změny se chystají pouze v použití zkušebních norem, kde se jedná např. o zavedení alternativní metody pro stanovení cetanového čísla. Snaha po úsporách ropy a snižování emisí CO 2 vede k používání směsí motorové nafty s FAME a používání 100% FAME. V praxi se v současné době používá i vyšší obsah než je povoleno v motorové naftě. Připravují se technické normy na evropské úrovni pro paliva s obsahem FAME 10%V/V až do 30%V/V. V ČR byla novelizována norma pro směsnou motorovou naftu ČSN Byly zrušeny zkoušky na stanovení kontaminantů, alkalických kovů a fosforu, ale byla zavedena zkouška na oxidační stabilitu podle ČSN EN Podle připravované evropské normy pro palivo s obsahem FAME nad 10% V/V je limit stanoven stejně jako u motorové nafty na min. 20 hodin. Pro splnění limitu je nutné v souladu s doporučením této připravované normy přidat antioxidační přísadu. Druhou změnou je úprava limitu pro obsah vody na 250 mg/kg. Splnění tohoto limitu nedělá v praxi žádné problémy. Pro všechna paliva s obsahem FAME jsou podstatné jeho vlastnosti. Důležitý je zejména obsah kontaminantů, zejména obsah glycerolu a glyceridů, stopový obsah kovů a fosforu, obsah nenasycených esterů mastných kyselin. Všechny tyto látky ovlivňují nejen užitné vlastnosti FAME, ale i výsledného směsného produktu. FAME je velmi citlivé na způsob manipulace, skladování a dopravy. Protože je FAME citlivé na manipulaci během distribučního procesu, je nutné věnovat pozornost i mikrobiologické kontaminaci, která může významně ovlivňovat užitné vlastnosti těchto paliv. Došlo ke k novelizaci normy na FAME na evropské úrovni ČSN EN Změny se týkají zejména nízkoteplotních vlastností. Pokud se FAME používá ve 100% podobě jsou požadavky stejné jako pro motorovou naftu. Pokud se mísí do motorové nafty jsou limitovány nízkoteplotní vlastnosti jako je CFPP, bod zákalu a obsah monoglyceridů. Pro tyto vlastnosti jsou stanoveny třídy a výběr si provádějí jednotlivé státy podle klimatických podmínek. Požadavky na teplotu filtrovatelnosti a bod zákalu jsou stanoveny pro produkty bez obsahu přísad. Podle doporučení evropské normy by v případě míšení s motorovou naftou měly být přidávány přísady pro zlepšení nízkoteplotních vlastností až do výsledného produktu. Pro ČR byly zvolena pro letní období třída d (CP 5 C a CFPP 0 C), pro přechodné a zimní období třída f (CP -3 C a CFPP -10 C). Pro obsah monoglyceridů byla zvolena celoročně třída 6 (max. 0,70%hm.). Kromě metylesterů olejů a tuků se využívají i paliva vyrobená hydrogenací a následnou isomerací přímo rostlinného oleje. Tato paliva mají prakticky stejné uhlovodíkové složení jako motorová nafta, pouze se liší výrazně nižším obsahem aromatických a olefinických uhlovodíků., mají nulový obsah síry, mají vynikající cetanová čísla, velmi dobré nízkoteplotní vlastnosti, minimální emise pevných částic a nespálených uhlovodíků. Jakostní požadavky pro tento druh paliva jsou definovány ve specifikaci CWA V současné době se v omezené míře používá tento produkt v určitém poměru přídavku do motorové nafty. Kromě uvedených změn lze předpokládat do budoucnosti i změny ve složení motorové nafty. Zejména se to týká zvýšení požadavků na cetanový index a cetanové číslo, úprava průběhu destilační křivky (snížení teploty 95% předestilovaného objemu), další redukce obsahu polyaromátů a zavedení limitu pro obsah aromátů podobně jako u automobilových benzinů, a zpřísnění požadavků na mazivost pro paliva pro vznětové motory. Zavedení těchto změn bude znamenat zvýšení nákladů na výrobu a rychlost jejich zavedení bude závislá na ekonomické situaci. Nové kvalitativní požadavky na motorová paliva Abstrakt: V souvislosti se zpřísňujícími limity regulovaných emisí a se stanovenými požadavky na úsporu skleníkových plynů se předpokládají změny ve složení paliv. Byl zaveden nový druh benzinu s obsahem kyslíku 3,7%hm, připravuje se evropská norma na palivo pro vznětové motory s obsahem FAME až 30 % obj. Současně se začínají uplatňovat vyspělá biopaliva s výrazně zlepšenými spalovacími i dalšími užitnými vlastnostmi. Jejich většímu rozvoji v podmínkách EU brání zatím nedostatečná kapacita pro výrobu této suroviny. Klíčová slova: motorová paliva, motorové nafty, bezolovnaté benziny, úspora skleníkových plynů Kontakt: Ing. Vladimír Třebický, CSc. - Divize paliv a maziv, Vedoucí inspekčního a certifikačního orgánu SGS Czech Republic, s.r.o. U Trati 42, Praha 10 Strašnice tel.: vladimir.trebicky@sgs.com 34

35 V. Třebický Nové kvalitativní požadavky na motorová paliva Novékvalitativnípožadavky na motorová paliva Seminář Brno Ing.Vladimír Třebický,, CSc. Technické normy paliv a jejich změny Současnákvalita a nejbližšívývoj technických norem Automobilovébenziny Motorovénafty Paliva s vysokým obsahem biosložek Palivo E-85 SMN 30 FAME 2 Vývoj v kvalitě paliv - benziny Automobilové benziny Novela 2013 Automobilové benziny s obsahem kyslíku do 2,7%hm., max. obsah etanolu 5%obj. a nebo 15%obj. éterů Automobilový benziny s obsahem kyslíku do 3,7%hm. etanol až 10%V/V étery až 22%V/V mírná úprava průběhu destilační křivky vliv na tlak par se se zvýšením obsahu etanolu se nezvyšuje palivo určené pro vozidla, kde bylo schváleno výrobcem Nově zavedený limit pro obsah manganu do konce roku mg/l od roku mg/kg 3 35

36 V. Třebický Nové kvalitativní požadavky na motorová paliva Vývoj v kvalitě paliv - benziny Připravuje se zavedení nové zkoušky pro hodnocení destilačního zbytku benzinu, zejména se zaměřením na obsah nafty a FAME předpokládá se zavedení kvalitativních požadavků a zkoušek pro hodnocení čistoty palivového systému předpokládané další změny v kvalitě-omezení obsahu aromátů a benzenu a olefinů, změny v destilační křivce a tlaku par 4 Vývoj v kvalitěpaliv palivo E-85 Paliva s vysokým obsahem biosložky Pro zážehové motory Palivo E-85 ČSN P CEN/TS Pro upravená vozidla FFV, V ČR třída a, b 70 až 85%V/V etanolu Nižší energetická hodnota Vysoké oktanové číslo Tlak par 35 až 60kPa a 50 až 80 kpa Snaha o úpravu vozidel pro lepší využití vysokého oktanového čísla paliva E-85 a stanovení optimalizovaných podmínek jeho stanovení 5 Palivo E-85 Paliva s vysokým obsahem biosložky Palivo E-85 pro zážehové motory Limitovaný obsah kontaminantů Kyselost 0,005%m/m Obsah metanolu (max.1,0%v/v, vyšší alkoholy nově 6%V/V, Obsah vody 0,4%m/m, Chloridy 1,2 mg/kg Měď 0,1 mg/kg, Fosfor 0,15mg/kg, Sulfáty 4mg/kg Elektrická vodivost 1,5µS/cm 6 36

37 V. Třebický Nové kvalitativní požadavky na motorová paliva Vývoj v kvalitě paliv - motorové nafty Motorové nafty Současná norma z roku 2010 Bezsirné palivo (10mg/kg) Obsah vody 200mg/kg Obsah mechanických nečistot 24mg/kg Obsah polyaromátů max. 8%hm. Obsah FAME max. 7%obj. Připravuje se novela cca na začátku roku 2014, změnou je zavedení požadavku pro obsah manganu 2mg/l od roku 2014 Do budoucna se předpokládá zavedení limitu pro obsah aromátů 7 Paliva s vysokým obsahem biosložky -SMN 30 Směsná motorová nafta Kvalitativní požadavky obdobné jako pro motorovou naftu ČSN , novela 2013 min. 30%V/V Směs motorové nafty a FAME Limit pro vybrané kontaminanty mechanické nečistoty,vodu (250mg/kg), Zavedení limitu pro oxidační stabilitu Rancimat 20 hod Pro splnění nutný přídavek antioxidantu Připravuje se EN norma pro palivo B11-B30 (FprCEN/TR 16557) 8 Paliva s vysokým obsahem biosložky B 100 FAME metylestery mastných kyselin, novela 2013 Kromě tradičních rostlinných olejů se využívají nepotravinářské plodiny (jatropa), živočišné tuky, odpadní suroviny, v budoucnosti lze předpokládat využití řas Kvalitativní požadavky definované v ČSN EN min. 96,5%m/m esterů s ohledem na původ FAME nutný přídavek antioxidační přísady Limit pro mechanické nečistoty 24mg/kg Zvýšení limitu pro oxidační stabilitu Rancimat 8 hod Limit pro obsah vody 500mg/kg riziko mikrobiologické kontaminace, rychlá metoda bioluminiscence stanovení ATP 9 37

38 V. Třebický Nové kvalitativní požadavky na motorová paliva Paliva s vysokým obsahem biosložky B 100 FAME Kvalitativní požadavky obdobné jako pro motorovou naftu ČSN EN Nové požadavky pro nízkoteplotní vlastnosti pro FAME jako přídavek do motorové nafty Obsah monoglyceridů max. 0,7%hm třída 6 Bod zákalu letní období 5 C třída d, přechodné a zimní období -3 C, třída f Teplota filtrovatelnosti, letní období 0 C třída d, přechodné a zimní období -10 C, třída f Výpočet obsahu nasycených monoglyceridů podle empirického vzorce na základě obsahu monoglyceridů jako ukazatele chování za nízkých teplot Pro použití FAME jako paliva B 100 se požadavky nemění, jsou stejné jako pro motorovou naftu 10 Alternativní paliva Další alternativní paliva Vyspělá biopaliva, syntetická paliva, hydrogenované rostlinné oleje a živočišné tuky Specifikace CWA (CEN Workshop agreement) CWA parafinická motorová nafta spolupráce výrobců automobilů a výrobců paliv dva druhy (A, B) v závislosti na cetanovém čísle (nad 70 a 51 až 66),minimálně 98,5% parafinů, nízký obsah síry, olefinů aromátů a polyaromátů, nižší hustota při 15 C 770 až 800 kg/m 3 Přídavek HVO používá firma OMV v palivu Maxxmotion diesel 11 Alternativní paliva Srovnání vlastností paliv pro vznětové motory Vlastnost paliva CWA CWA NExT BTL GTL diesel NM EN biodiesel 590 třída A třída B bezsirná Hustota při 15 C kg/m Viskozita při 40 C mm 2 /s 2,5-4,5 2,5-4,5 2,9-3,5 3,2-4,5 2,5-3,5 Cetanové číslo min * Teplota 90% předestilovaného objemu C 360/95% 360/95% Cloud point C EN 590 EN (-30) 0-(-25) 5 Výhřevnost MJ/l uhlovodíky Polyaromatické aromatické olefiny %m/m 0,1 1,0 0,1 0,1 1,0 0, Obsah kyslíku % m/m Obsah síry mg/kg <10 <

39 V. Třebický Nové kvalitativní požadavky na motorová paliva ZÁVĚR Závěr změny v kvalitě paliv Automobilové benziny novela 2013 zvýšení podílu kyslíkatých látek na 3,7%hm, obsah etanolu až 10%V/V, obsah éterů až 22%obj. Motorové nafty novela se připravuje na začátek roku 2014, zavedení limitu pro obsah manganu Směsná motorová nafta, novela 2013, zavedení limitu pro oxidační stabilitu Rancimat 20 hod, nutný přídavek antioxidační přísady FAME rozšíření požadavků na nízkoteplotní vlastnosti pro FAME jako složku motorové nafty Zvýšení požadavků na oxidační stabilitu FAME a zlepšení jeho nízkoteplotních vlastností Příprava evropské normy pro B11 až B30 Příprava využití vyspělých biopaliv a syntetických paliv 13 Děkuji za pozornost Kontaktní osoba: Ing. Vladimír Třebický, CSc. vladimir.trebicky@sgs.com Telefon:

40 J. Trnka Podpora vysokoobjemových biopaliv na trhu s motorovými palivy v ČR Podpora vysokoobjemových biopaliv na trhu s motorovými palivy v ČR Ing. Jiří Trnka - CZ Biom - České sdružení pro biomasu Promotion of High-Volume Biofuels on Market with Motor Fuels in the Czech Republic Abstract: In the Czech Republic within the period of there was recorded the significant development of market with Fatty Acid Methyl Esters (FAME) as the standardized fuel B100 for adapted compression-ignition engines and ethanol E85 with quality according to technical specification ČSN P CEN/TS 15293:2011. The blended diesel containing 30 % V/V FAME of rapeseed oil (B30) is sold at the filling stations since In 2012 there were sold on the market in the Czech Republic ca 63.1 Mio. litres of B100, ca Mio. litres of B30 and 19.6 Mio. litres of E85. The Czech Biomass Association - CZ Biom ensures from 2011 the informative and educational campaign Biofuels on increase. Within this campaign this Association strives to inform comprehensively the drives about the offer of biofuels on the market, biofuel properties and as well as about suitable manner of car driving. Keywords: biofuels, supportive campaign, organization of campaign, sustainable production and utilization Podpora vysokoobjemových biopaliv na trhu s motorovými palivy v ČR Brno, Ing. Jiří Trnka výkonný ředitel CZ Biom České sdružení pro biomasu CZ Biom a biopaliva bohatá historie sekce kapalných biopaliv členem sdruženívýznamníproducenti biopaliv autor studiítrhu s biopalivy, strategických materiálů, spolutvůrce legislativy člen meziresortnískupiny BIOPALIVA a dalších pracovních skupin nositel kampaně Biopaliva frčí

41 J. Trnka Podpora vysokoobjemových biopaliv na trhu s motorovými palivy v ČR Obsah prezentace Úvod O čem je řeč Co na nějezdí Kde je natankovat Kolik se jich projezdí Kolik nás to stojí Úvod Evropskásměrnice 2009/28/EC o podpoře využitíoze cíl zavést 10% alternativních palivv dopravěv roce 2020 Důvody: Ochrana životního prostředí a klimatu Nahrazeníneobnovitelného zdroje obnovitelným Posílení soběstačnosti Rozvoj pracovních míst na venkově O čem je řeč biopaliva I., II., III., IV. generace??? min. do roku generace 2 nejrozšířenější druhy: Bioetanol etanol vyráběný kvašením zemědělských surovin (cukrovka, obilí) a následnou destilací Bionafta estery vyšších mastných kyselin (FAME), u nás nejčastěji používanéestery řepkového oleje (MEŘO), výroba lisováním semen olejnatých rostlin a následná transesterifikace 41

42 J. Trnka Podpora vysokoobjemových biopaliv na trhu s motorovými palivy v ČR Legislativní podpora Zákon č. 86/2002, o ochraně ovzduší Od roku 2007 povinnost povinného přimíchávání biopaliv do fosilních paliv Zákon 292/2009, o spotřebních daních Implementace Víceletého programu podpory paliv do roku 2015 z roku 2008 Stanovenídaňovéúlevy na paliva E85, B30, B100, rostlinný olej Nízkoprocentní přimíchávání biopaliv Do benzínů 1/ /2008 1/2009-5/2010 2% bioetanolu 3,5% bioetanolu 6/ současnost 4,1% bioetanolu Do nafty 9/ /2008 2% FAME 1/2009-5/2010 4,5% FAME 6/2010 -současnost 6% FAME Povinnost je možnéplnit i uplatněním vysokoobjemových biopaliv a čistých biopaliv Speciální směsi paliv a čistá biopaliva Jejich konkurenceschopnost zajištěna prostřednictvím daňového zvýhodnění platného od 1/10/2009 K dostánív ČR E85, B30, B100 spotřebnídaňje oproti fosilním palivům nižšíúměrněvýši obsahu biosložky Kč/l benzín 12,84 nafta 10,95 E85 1,93 B30 7,67 B100 0,00 42

43 J. Trnka Podpora vysokoobjemových biopaliv na trhu s motorovými palivy v ČR E85 Alternativa benzínu do upravených benzínových motorů (FFV) Směs 85% bioetanolu a 15% benzínu Parametry dány evropskou normou EN V současnosti je cena o 10 Kč/l nižší než cena benzínu K dostání u 350 pump Odhadovaný počet FFV aut 5 tis. (včetně přestaveb) Co na E85 jezdí E85 benzínová auta buď již z výroby upravená na jejich provoz (tzv. FFV) nebo upravená prostřednictvím přídavné řídící jednotky Flexi Fuel Vehicles 43

44 J. Trnka Podpora vysokoobjemových biopaliv na trhu s motorovými palivy v ČR Trh s novými FFV Přestavby na E85 Široká nabídka přestavbových kitů Odhadem předěláno cca 3000 vozů Nová etapa homologace přestaveb Od roku 2012 ve spolupráci s Ministerstvem dopravy a s Dekrou vytvořen národní Postup pro schvalování přestaveb vozidel na pohon E85 Prvníhomologovanou jednotkou -Elotec Od roku 2013 Motorsport, Biopowers 44

45 J. Trnka Podpora vysokoobjemových biopaliv na trhu s motorovými palivy v ČR Kde natankovat E pump! B 100 (FAME) Alternativa nafty do převážně nákladních vozidel, zemědělskéa lesnické techniky, lokomotiv, lodní dopravy jako sezónní palivo ČistéFAME jehožparametry jsou dány evropskou normou EN V současnosti cena nižšío 3,50 Kč/l než nafta K dostáníu cca 70 veřejných čerpacích stanic (palivo často používáno ve firmách s vlastníčerpacístanicí) SMN 30 (B 30) Alternativa nafty do všech moderních dieselových motorů Směs 31% metylesteru řepného oleje a 69% nafty Parametry dány českou normou ČSN V současnosti je cena o 2 Kč/l nižšínež cena nafty K dostáníu cca 250 pump 45

46 J. Trnka Podpora vysokoobjemových biopaliv na trhu s motorovými palivy v ČR Co na ně jezdí SMN 30, B100 modernínaftová vozidla jak osobní tak nákladní Kde bionaftu natankovat Zelená nafta končí nahradí jí bionafta? Zelenánafta = možnost vratky části spotřebnídaněpro naftu a SMN30 v zemědělství vroce % vratka na naftu, 85% na SMN30 vroce % vratka na naftu, 57% na SMN30 vroce 2014 Zrušení systému Zelené nafty Zdraženínafty pro zemědělce o 4,38 Kč/l Současný rozdíl v ceněnafty a bionafty 3,50 Kč/l 46

47 J. Trnka Podpora vysokoobjemových biopaliv na trhu s motorovými palivy v ČR Statistika spotřeby biopaliv v tunách rok E B B100 (FAME) zdroj: GŘcel, MPO, SVB Spotřeba E85 v ČR v tunách Kolik nás podpora biopaliv stojí Daňovápodpora pro FAME (B100), SMN 30 a E85 v roce 2011: 1,068 miliard Kč S výrobou MEŘO FAME a bioethanolu spojeno cca pracovních míst, z toho pracovníci zemědělské výroby cca Přínos jednoho pracovníka do státní pokladny tisíc Kč/rok (platba sociálního a zdravotního pojištěnía zdaněnípřepočtených příjmů): 1,7 1,85 miliardy Kč/rok Minimálníčistý příjem do státnípodklady bez souvisejících daníz přidanéhodnoty z biopalivového průmyslu v roce 2011/2012: 0,55 0,7 miliardy Kč 47

48 J. Trnka Podpora vysokoobjemových biopaliv na trhu s motorovými palivy v ČR DĚKUJI ZA VAŠÍ POZORNOST Ing. Jiří Trnka CZ Biom trnka@biom.cz Tel: Podpora vysokoobjemových biopaliv na trhu s motorovými palivy Abstrakt: V České republice se v letech významně rozvinul trh s methylestery mastných kyselin (FAME) jako standardizované palivo B100 pro přizpůsobené vznětové motory a ethanol E85 s kvalitou podle technické specifikace ČSN P CEN/TS 15293:2011. Směsná motorová nafta obsahující 30 % V/V FAME řepkového oleje (B30) se u čerpacích stanic prodává od roku V roce 2012 se na trhu ČR uplatnilo cca 63,1 mil. litrů B100, cca 153,5 mil litrů B30 a 19,6 mil. litrů E85. České sdružení pro biomasu CZ Biom od roku 2011 zajišťuje informační a osvětovou kampaň Biopaliva frčí. V rámci této kampaně se sněží komplexně informovat řidiče o nabídce biopaliv na trhu, o jejich vlastnostech a o způsobu, jak a čím na ně jezdit. Klíčová slova: biopaliva, kampaň na podporu, organizace kampaně, udržitelná výroba a využití Kontakt: Ing. Jiří Trnka - výkonný ředitel CZ Biom - České sdružení pro biomasu U Čtyř domů 1201/3, Praha 4 tel.: trnka@biom.cz 48

49 P. Cimpl Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Ing. Pavel Cimpl - ČEPRO, a.s. Praha High-Volume Biofuels in ČEPRO, Inc. Abstract: ČEPRO, Inc. as an entity engaged in the transmission, storage, sale and dispensing of fuel to the status of a tax warehouse within the meaning of the Act and besides owning a network of petrol stations EuroOil is required to ensure the addition of bio-components in motor fuels at the statutory rate (see Act No. 201/2012 Coll. The Air Protection), i.e.: - Min. 4.1% by volume of the total amount of biofuels for motor gasoline - Min. 6.0% by volume of the total biofuel diesel. In view of the fact that one of the main activities include the storage of strategic reserves of the State can not in their storage capacities normally keep products containing biofuels and these are added to fossil fuels to rule immediately before dispensing fuel. At present there is a situation that limits mandatory, statutory allowance biofuel approaches limit the relevant specification requirements. With this certain risks related to failure to comply with legislative requirements e.g. due to the quality of fossil fuels, which is no longer possible to add the required amount of biofuel, without exceeding the limit values for selected parameters specification standards or due to temporary outages supply the required volume of biofuels. These risks are eliminated possibilities for implementing the prescribed quota of pure biofuel dispensing or dispensing of fuels with high content of bio-components. The above factors have led, among other things, the company ČEPRO to extend the portfolio of distributed fuels for fuel FAME (B100), mixed diesel (SMN 30, B30) and ethanol E85 not only for wholesale customers, but also for sale in petrol stations EuroOil where these products gradually replaced discontinued gasoline BA Special. In this paper, we would like to briefly introduce the process of production of fuels with high volume of biocomponents - mixed diesel (SMN 30, B30) and ethanol E85 in ČEPRO, Inc., further progress of their implementation in the extensive network of filling stations nationwide and finally to you share experiences from the field of quality assurance focusing on selected risk parameters of oxidation stability SMN 30 and the vapor pressure of E85. Keywords: biofuel, biodiesel B100, biodiesel fuel blends B30, ethanol E85 automotive fuel, oxidation stability, vapor pressure Úvod Společnost ČEPRO, a.s. jako subjekt zabývající se přepravou, skladováním, prodejem a výdejem pohonných hmot se statusem daňového skladu ve smyslu zákona a mimo to vlastnící síť čerpacích stanic EuroOil je povinna zajistit přídavek biokomponent do motorových paliv v zákonné výši (viz Zákon č. 201/2012 Sb. O ochraně ovzduší /1/), tj.: - min. 4,1 % objemových biopaliva z celkového množství motorových benzinů - min. 6,0 % objemových biopaliva z celkového množství motorové nafty. V souladu s výše uvedeným legislativním dokumentem je možné plnění předepsané kvóty nejen ve formě výdeje běžné motorové nafty a automobilového benzínu, ale i výdejem čistého biopaliva, nebo výdejem paliva s vysokým obsahem biosložky /1/. S ohledem na skutečnost, že jednou z hlavních činností je skladování strategických rezerv státu nemůže ve svých skladovacích kapacitách běžně uchovávat produkty obsahující biopaliva a tato jsou do fosilních paliv přidávána až zpravidla bezprostředně před výdejem pohonné hmoty /13/, /14/, /15/. V současnosti dochází k situaci, že limity povinného, zákonného přídavku biopaliva se blíží příslušným limitním specifikačním požadavkům /1/, /3/, /4/. S tímto souvisí určitá rizika nesplnění legislativního požadavku např. z důvodu jakosti fosilních pohonných hmot, která již neumožňuje přidat požadované množství biosložky, aniž by došlo k překročení limitních hodnot vybraných parametrů specifikační normy nebo z důvodu časově omezených výpadků dodávek potřebného objemu biopaliv. Tato rizika jsou eliminována právě možností plnění legislativního požadavku výdejem paliv s vysokým podílem biosložek. Současné trendy postupné náhrady fosilních paliv alternativními palivy z obnovitelných zdrojů a zvýšený zájem zákazníků, spolu s tímto faktem, vedly společnost ČEPRO, a.s. k rozšíření portfolia distribuovaných pohonných hmot o paliva FAME (B100), směsnou motorovou naftu (SMN 30, B30) a ethanol E85 a to nejen pro potřeby velkoobchodních zákazníků, ale i za účelem prodeje v síti čerpacích stanic EuroOil, kde je těmito produkty postupně nahrazován výběhový benzín BA Speciál určený pro starší typy vozidel s pohonnými jednotkami s netvrzenými ventilovými sedly /17/. 49

50 P. Cimpl Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Tabulka 1. Zavádění vysokoobjemových biopaliv v síti čerpacích stanic EuroOil Stav Navýšení Palivo duben květen červen červenec srpen září říjen listopad prosinec E SMN Sumář E SMN Normativní a legislativní rámec. Co musí paliva splňovat? Shodně s běžnými fosilními palivy musí i paliva s vysokým obsahem biosložky při uvádění na trh splňovat požadavky příslušných legislativních předpisů a souvisejících specifikačních norem. V tomto případě se zejména jedná o tyto dokumenty: - Vyhláška č. 133/2010 Sb. Ministerstva průmyslu a obchodu o požadavcích na pohonné hmoty, o způsobu sledování a monitorování složení a jakosti pohonných hmot a o jejich evidenci (vyhláška o jakosti a evidenci pohonných hmot) /2/ - ČSN EN A1: Motorová paliva - Methylestery mastných kyselin (FAME) pro vznětové motory - Technické požadavky a metody zkoušení, v platném znění /5/ - ČSN : Motorová paliva - Směsné motorové nafty obsahující methylestery mastných kyselin (FAME) Technické požadavky a metody zkoušení, v platném znění /7/ - ČSN P CEN/TS 15293: Motorová paliva - Ethanol E85 - Technické požadavky a metody zkoušení, v platném znění /8/ Základní charakteristika produktů FAME /12/ FAME (z anglického fatty acid methyl ester) nebo MEŘO (metylester řepkového oleje) je látka, vyráběná esterifikací rostlinných olejů či živočišných tuků. FAME/MEŘO se používá jako biopalivo do vznětových motorů, kde nahrazuje tradiční fosilní palivo motorovou naftu. Má určité specifické vlastnosti: detergentní vlastnosti, biologickou odbouratelnost, reakci s tradičními pryžemi. Směsná motorová nafta - SMN 30 /12/ SMN 30 (směsná motorová nafta s obsahem MEŘO nad 30% objemových) je směsí běžné fosilní motorové nafty s více než 30% MEŘO. SMN 30 se používá jako biopalivo do vznětových motorů, kde nahrazuje tradiční fosilní palivo motorovou naftu. Svým složením částečně eliminuje výše uvedené negativní vlastnosti FAME/MEŘO a je tímto předurčena k masovějšímu použití. Ethanol E85 /12/ Ethanol E85 je směsí 70 až 85 % objemových ethanolu a 15 až 30 % automobilového benzínu BA 95 Super (obchodní název Natural 95). V letních měsících obsahuje tato směs zpravidla nižší obsah benzínu v zimních měsících je obsah benzínu vyšší s tím, že vždy musí být dodržen předepsaný výše uvedený koncentrační rozsah. Směsné palivo E85 je neomezeně mísitelné s klasickým benzínem fosilního původu splňujícím specifikaci ČSN EN 228. Ethanol E85 a jeho následné směsi se doporučují tankovat pouze do vozidel uzpůsobených k tankování vysokoprocentních směsí, tzv. FFV (Flexi Fuel Vehicle), která mohou jezdit jak na klasický benzín, ethanol E85 nebo jejich libovolnou kombinaci. Údaj o typu pohonné jednotky a schválených palivech je uveden v technické dokumentaci k vozidlu. U starších typů vozidel vybavených přímým vstřikováním je možná přestavba instalací přídavné řídící jednotky. I v tomto případě důrazně doporučujeme výhradně homologované díly instalované značkovými servisy. Jak jsou zákonné a kvalitativní požadavky na tato paliva zajišťovány? Jak bylo zmíněno v úvodu, výroba směsných paliv SMN 30 a ethanol E85 probíhá bezprostředně před výdejem paliva zákazníkovi. Z technologického hlediska se jedná buď o: - on-line dávkování na výdejních lávkách, tj. řízené vstřikování do proudu vydávaného paliva v okamžiku výdeje s využitím metrologicky ověřených objemových dávkovacích systémů, nebo řidčeji - vsádkový způsob, tj. mísení přímo v nádržích pomocí tangenciálních ejektorů o systém nádrž (A) - čerpadlo - nádrž (B) o nádrž (A) čerpadlo nádrž (A) Pro zajištění přísných podmínek jakosti má společnost ČEPRO, a.s. zavedeny procesy a postupy, které jsou nedílnou součástí implementovaného integrovaného systému řízení (IMS), který byl v loňském roce opakovaně úspěšně certifikován nezávislým, mezinárodně uznávaným akreditačním subjektem SGS v souladu s normami ČSN EN ISO 9001 a ČSN EN ISO Při zavádění těchto paliv se mohla společnost ČEPRO, a.s. opírat o dlouholeté zkušenosti spojené s plněním požadavků legislativy na povinné přidávání biosložek do fosilních paliv. V rámci tohoto procesu byl zaveden systém výběru dodavatelů vstupních surovin jednoznačně preferující subjekty se zavedenými a certifikovanými systémy řízení jakosti zahrnující podrobné zákaznické audity. 50

51 P. Cimpl Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Dodavateli splňujícími tyto podmínky jsou, mimo jiné, např.: Česká rafinerská, a.s. pro automobilový benzín a motorovou naftu, PREOL, a.s. pro FAME (MEŘO) a Tereos TTD pro ethanol. Veškerá paliva dodávaná do skladů společnosti musí bezvýhradně splňovat veškeré požadavky příslušných specifikačních norem, a to včetně zpřísněných smluvních limitů, např. pro parametry obsah vody v FAME (max. 300 mg/kg) a ethanolu (max. 0,2 % m/m) a oxidační stabilitu FAME (min. 2 hodiny nad rámec platného specifikačního limitu): - ČSN EN 228: Motorová paliva - Bezolovnaté automobilové benziny - Technické požadavky a metody zkoušení, 12/28; ve znění změny Z1, /3/ - ČSN EN A1: Motorová paliva - Motorové nafty - Technické požadavky a metody zkoušení, /4/ - ČSN EN A1: Motorová paliva - Methylestery mastných kyselin (FAME) pro vznětové motory - Technické požadavky a metody zkoušení, /5/ - ČSN EN 15376: Motorová paliva - Ethanol jako složka automobilových benzinů - Technické požadavky a metody zkoušení, /6/. Jakost vstupních surovin i konečných výrobků podléhá několikastupňové kontrole v celém distribučním řetězci. K tomuto účelu slouží 12 moderně vybavených laboratoří dislokovaných na jednotlivých terminálech společnosti. Dvě z těchto laboratoří zkušební laboratoř Střelice a Hněvice jsou akreditovány Českým institutem pro akreditaci ve smyslu normy ČSN EN ISO/IEC Spolupráce se SGS CZ Pro speciální analýzy jsou využívány služby akreditované, odborně způsobilé laboratoře SGS CZ, s.r.o., divize paliv a maziv. S tímto nezávislým subjektem, mimo to spolupracuje společnost ČEPRO, a.s. v rámci tří plošných kontrolních programů zaměřených na jakost prodávaných a vydávaných paliv. Jedná se o tzv.: - Monitoring terminálů týkající se jakosti produktů na výstupu ze skladových terminálů ČEPRO, a.s., tj. kontrola jakosti vzorků paliv v okamžiku, kdy opouští výdejní terminál. Testování škály stěžejních vybraných parametrů je prováděno dle statisticky stanoveného kontrolního plánu - Pečeť kvality týkající se jakosti produktů prodávaných v síti čerpacích stanic EuroOil - Zelená pečeť specializovaný projekt úzce zaměřený na jakost vysokoobjemových biopaliv prodávaných v síti EuroOil. Výzkum V průběhu zavádění vysokoobjemových biopaliv do sortimentu ČEPRO, a.s. byla problematika jakosti řešena i formou několika výzkumných a pilotních projektů zaměřených mimo jiné na problematiku chemické a fyzikální stability paliv s obsahem biosložek při jejich skladování /14/, následnou preventivní aplikaci antioxidantu /18/, ochranu a prevenci před mikrobiální kontaminací paliv na bázi FAME a výběru optimální úrovně tlaku par základního automobilového benzínu používaného pro výrobu paliva ethanol E85 /16/. Příkladně v problematice oxidační stability byla již v roce 2012 snaha dosažení limitů dle připravované novely specifikace ČSN , tj. oxidační stability minimálně 20 hodin postupem v souladu s normou ČSN EN Motorová paliva - Methylestery mastných kyselin (FAME) a směsi s motorovou naftou - Stanovení oxidační stability metodou zrychlené oxidace, /11/. ČEPRO, a.s. je rovněž aktivně zapojeno v normalizačním a legislativním procesu a spolupracuje se společností CZ Biom Českého sdružení pro biomasu. Stanovení optimální úrovně tlaku par základního automobilového benzínu pro výrobu E85 Norma ČSN P CEN/TS 15293: Motorová paliva - Ethanol E85 - Technické požadavky a metody zkoušení, v platném znění /8/ ve své národní příloze NA.2 předepisuje pro Českou republiku distribuci níže uvedených tříd těkavosti: - Od 1.5. do třídu těkavosti A - min. 35,0 kpa - Od do třídu těkavosti B - min. 50,0 kpa, resp. v přechodných obdobích jejich směs. Pro dosažení tohoto požadavku musí být, dle výsledků provedených analýz, při dávkování 28 % V/V automobilového benzínu 95 Super zajištěno, aby základový benzín dosahoval pro úrovně tlaku par dle ČSN EN : Kapalné ropné výrobky - Tlak par - Část 1: Stanovení tlaku vzduchem nasycených par (ASVP) a výpočet ekvivalentu tlaku suchých par (DVPE) /9/ minimálně: - 52 kpa pro dosažení požadavku těkavosti pro třídu A paliva E85, resp kpa pro dosažení požadavku těkavosti pro třídu B paliva E85, viz graf 1. V přechodném období probíhajícím v měsíci říjnu je vhodné, pro eliminaci kvality původní zásoby paliva na čerpací stanici, použít pro výrobu E85 pro závozy v tomto období automobilový benzín třídy D s tlakem par alespoň 82 kpa. 51

52 P. Cimpl Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Graf 1: Tlak par směsí E85 v závislosti na jakosti zdrojového BA Oxidační stabilita směsné motorové nafty Jedním ze základních parametrů limitovaných výše uvedenými normami /4/, /5/, /7/ je oxidační stabilita. Hodnota tohoto parametru ukazuje na schopnost paliva předcházet projevům stárnutí v běžných podmínkách, tzn. za přístupu vzdušného kyslíku, vlhkosti, katalytických kovů obsažených v konstrukčních materiálech a rovněž při změnách teploty. Veškeré tyto vlivy vedou k oxidační degradaci paliva za vzniku různých složitých chemických sloučenin např. charakteru pryskyřic, které mají povětšinou strukturu viskózních a lepivých úsad, které nejenže mohou způsobovat ucpávání filtrů palivové soustavy a zpravidla současně mají i zvýšené korozívní účinky na konstrukční materiály. Protože motorová nafta a zejména MEŘO vyrobené ze standardních surovin současnými technologiemi neobsahují dostatečné úrovně oxidační stability (neobsahují přirozené antioxidany např. tocoferol vitamin E), je nutné zvyšovat oxidační stabilitu přídavkem aditiv antioxidantů. V běžné praxi je nejčastěji používán butyl-hydroxytoluen (BHT) nebo modernější nebo účinnější antioxidanty fenolického typu (alkylfenoly). Používané zkušební metodiky musí svým provedením splňovat normy: - ČSN EN ISO 12205: Ropné výrobky - Stanovení oxidační stability středních destilátů, /10/, resp. - ČSN EN Motorová paliva - Methylestery mastných kyselin (FAME) a směsi s motorovou naftou - Stanovení oxidační stability metodou zrychlené oxidace /11/. Přídavkem uvedených antioxidantů má být dosaženo minimálně níže uvedených hodnot oxidační stability produktů: Motorová nafta dle ČSN EN max. 25 g/m 3 postupem dle normy ČSN EN ISO min. 20 hod postupem dle normy ČSN EN MEŘO (FAME) dle ČSN EN hod (připravovaná novela 8 hod, současný požadavek ČEPRO, a.s. 8 hod, po novele min. 10 hod) postupem dle normy ČSN EN (EN 14112) SMN 30 dle ČSN max. 25 g/m 3 postupem dle normy ČSN EN ISO min. 16 hod, pouze jako hodnota informativní (připravovaná novela 20 hod) postupem dle normy ČSN EN Testování nebo ověřování tohoto parametru probíhá v ČEPRO, a.s. těmito způsoby: - Motorová nafta dle ČSN EN 590 oxidační stabilita není běžně testována, jsou přebírány a akceptovány údaje z atestu dodavatelů a výrobců. - MEŘO (FAME) dle ČSN EN u všech nových, nebo potencionálně rizikových dodavatelů je prováděno testování v SGS CZ v rámci Monitoringu terminálů. U vybraných dodavatelů jsou přebírány údaje z atestu výrobce. - SMN 30 dle ČSN plošná kontrola dle vzorkovacího plánu v rámci projektu SGS CZ a ČEPRO, a.s. Zelená pečeť. V rámci projektu Zelená pečeť byly v roce 2012 zjištěny v síti ČS EuroOil mimo jiné i výsledky informativního limitu oxidační stability dle ČSN EN (viz tab. 2). Tabulka 2: Hodnota informativního parametru oxidační stability dle ČSN EN Číslo ČS Zásoba ke dni Den Průměrný denní výdej Oxidační stabilita lt 2,0 hod lt 12,8 hod lt 3,6 hod lt 7,5 hod lt 6,0 hod 52

53 P. Cimpl Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Z tohoto důvodu bylo přikročeno k aplikaci antioxidantu LC 3037 v předepsaném koncentračním rozmezí 0,05 0,1 % V/V. - Nespornou výhodou tohoto antioxidantu je jeho kapalné skupenství, dobrá rozpustnost velmi rychlá distribuce v produktu i při poměrně malé turbulenci. - Účinnost je rovněž vyšší než u běžného antioxidantu na bázi BHT (Potvrzeno dříve prováděnými testy). Výsledky aplikace splnily očekávání, byly dosaženy hodnoty oxidační stability s velmi dobrou rezervou: Další směr testování byl zaměřen na posouzení vlivu obrátky SMN 30 na čerpacích stanicích, jakosti použitého FAME (MEŘO) dle zdrojů a doby skladování FAME před jeho aplikací. Tyto analýzy však nevedly k jednoznačným výsledkům, a proto bylo na základě výsledků pilotního projektu přikročeno k zavedení plošného dávkování v preventivní koncentraci 0,03 % V/V. Tabulka 3: Hodnota informativního parametru oxidační stability dle ČSN EN po aplikaci antioxidantu Číslo Datum kontroly Oxidační stabilita ,8 hod ,1 hod ,3 hod ,9 hod ,3 hod Co můžeme nabídnout Nejen kvalita je to, co zákazníka zajímá. Zejména pokud se jedná o nový výrobek s nímž nejsou ještě široké zkušenosti a obecné znalosti zákaznické veřejnosti. Aby byl komfort pro zákazníka, pokud možno, co největší nabízí společnost ČEPRO,a.s.: - bezplatnou, vysoce odbornou poradenskou činnost týkající se problematiky nejen vlastního cílového použití, ale i technologie skladování, péče o produkt a skladovací kapacity a další. - vybrané technické informace a kontakty na - vyjádření výrobců a dovozců - služby akreditovaných laboratoří Střelice a Hněvice. Závěr Společnost ČEPRO, a.s. se dlouhodobě zabývá problematikou aplikace biopaliv. V posledním období se rovněž zaměřila na rozvoj výroby a distribuce biopaliv s vysokým obsahem biosložky. Pro zajištění jakosti má zaveden a aplikován systém řízení garantující kvalitu produktů v souladu s platnými legislativními předpisy. Literatura a odkazy 1. Zákon č. 201/2012 Sb. Parlamentu České republiky o ochraně ovzduší 2. Vyhláška č. 133/2010 Sb. Ministerstva průmyslu a obchod o požadavcích na pohonné hmoty, o způsobu sledování a monitorování složení a jakosti pohonných hmot a o jejich evidenci (vyhláška o jakosti a evidenci pohonných hmot) 3. ČSN EN 228: Motorová paliva - Bezolovnaté automobilové benziny - Technické požadavky a metody zkoušení, 12/28; ve znění změny Z1, 7/12 4. ČSN EN A1: Motorová paliva - Motorové nafty - Technické požadavky a metody zkoušení, 7/10 5. ČSN EN A1: Motorová paliva - Methylestery mastných kyselin (FAME) pro vznětové motory - Technické požadavky a metody zkoušení 6/2010, resp. 3/ ČSN EN 15376: Motorová paliva - Ethanol jako složka automobilových benzinů - Technické požadavky a metody zkoušení, 8/11 7. ČSN : Motorová paliva - Směsné motorové nafty obsahující methylestery mastných kyselin (FAME) Technické požadavky a metody zkoušení, 12/09 8. ČSN P CEN/TS 15293: Motorová paliva - Ethanol E85 - Technické požadavky a metody zkoušení, 6/11 9. ČSN EN : Kapalné ropné výrobky - Tlak par - Část 1: Stanovení tlaku vzduchem nasycených par (ASVP) a výpočet ekvivalentu tlaku suchých par (DVPE), 2/ ČSN EN ISO 12205: Ropné výrobky - Stanovení oxidační stability středních destilátů, 8/ ČSN EN 15751: Motorová paliva - Methylestery mastných kyselin (FAME) a směsi s motorovou naftou - Stanovení oxidační stability metodou zrychlené oxidace, 12/ Matějovský, V.: Automobilová paliva, Grada publishing, a.s., Praha, 2005, str. 10, 16, 17, 22, 147, Pešek, J.: Logistika a distribuce motorových paliv s obsahem limitovaného množství biogenní složky v souladu s platnou legislativou, konference Techagro, Brno, ČR, Pešek, J., Cimpl, P.: Ověřování chemické a fyzikální stability paliv s obsahem biosložek při jejich dlouhodobém skladování za období 10/ /2008, společný projekt ČR-SSHR a ČEPRO, a.s. za účasti Ústavu paliv a maziv, a.s. nyní SGS CZ, s.r.o., závěrečná zpráva ČEPRO, a.s., Praha, ČR, srpen

54 P. Cimpl Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Plynový chromatograf Thermo GC O-FID, stanovení obsahu kyslíkatých látek Destilační zkouška automatický analyzátor Stanovení obsahu vody metodou Karla Fischera Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Abstrakt: Společnost ČEPRO, a.s. jako subjekt zabývající se přepravou, skladováním, prodejem a výdejem pohonných hmot se statusem daňového skladu ve smyslu zákona a mimo to vlastnící síť čerpacích stanic EuroOil je povinna zajistit přídavek biokomponent do motorových paliv v zákonné výši (viz Zákon č. 201/2012 Sb. O ochraně ovzduší), tj.: - min. 4,1 % objemových biopaliva z celkového množství motorových benzinů - min. 6,0 % objemových biopaliva z celkového množství motorové nafty S ohledem na skutečnost, že jednou z hlavních činností je skladování strategických rezerv státu nemůže ve svých skladovacích kapacitách běžně uchovávat produkty obsahující biopaliva a tato jsou do fosilních paliv přidávána až zpravidla bezprostředně před výdejem pohonné hmoty. V současnosti dochází k situaci, že limity povinného, zákonného přídavku biopaliva se blíží příslušným limitním specifikačním požadavkům. S tímto souvisí určitá rizika nesplnění legislativního požadavku např. z důvodu jakosti fosilních pohonných hmot, která již neumožňuje přidat požadované množství biosložky, aniž by došlo k překročení limitních hodnot vybraných parametrů specifikační normy nebo z důvodu časově omezených výpadků dodávek potřebného objemu biopaliv. Tato rizika jsou eliminována možností plnění předepsané kvóty výdejem čistého biopaliva, nebo výdejem paliva s vysokým obsahem biosložky. Výše uvedené skutečnosti vedly, mimo jiné, společnost ČEPRO, a.s. k rozšíření portfolia distribuovaných pohonných hmot o paliva FAME (B100), směsnou motorovou naftu (SMN 30, B30) a ethanol E85 a to nejen pro velkoobchodní zákazníky, ale i za účelem prodeje v síti čerpacích stanic EuroOil, kde je těmito produkty postupně nahrazován výběhový benzín BA Speciál. V tomto příspěvku bychom chtěli ve stručnosti představit proces výroby vysokoobjemových biopaliv - směsná motorová nafta (SMN 30, B30) a ethanol E85 ve společnosti ČEPRO, a.s., dále postup jejich zavádění v rozsáhlé síti čerpacích stanic s celostátní působností a v neposlední řadě se s vámi podělit o zkušenosti z problematiky zajištění jakosti se zaměřením na vybrané rizikové parametry oxidační stabilita SMN 30 a tlak par E85. Klíčová slova: biopalivo, bionafta B100, směsná motorová nafta B30, ethanol E85, oxidační stabilita, tlak par Kontakt: Ing. Pavel Cimpl - vedoucí odboru řízení jakosti ČEPRO, a.s. ČEPRO, a.s., Dělnická 12, č.p. 213, Praha 7 tel , mobil: , fax: pavel.cimpl@ceproas.cz 54

55 P. Cimpl Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Ing. Pavel Cimpl, ČEPRO, a.s. Potravinová soběstačnost a udržitelná výroba směsných a biogenních pohonných hmot - stav a rozvoj do roku Brno Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Obsah: 1) Základní pojmy, legislativa a normativní odkazy 2) Důvod zavádění (rozvoj biopaliv, náhrada BA Speciál) 3) Technologie výroby (mísení) v ČEPRO, a.s. 4) Zajištění jakosti (spolupráce s SGS Zelená pečeť) 5) Kritické parametry poznatky z výzkumu a praxe - Ethanol E 85 tlak par - SMN 30 oxidační stabilita 6) Problémy vyplývající z neznalosti co by měl vědět zákazník strana 2 Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. 1) Základní pojmy, legislativa a normativní odkazy Specifikační normy pro vysokoobjemová biopaliva: -FAME (MEŘO) B100 dle ČSN EN 14214, palivo pro vznětové motory -Směsné palivo SMN B30 dle ČSN , palivo pro vznětové motory -Ethanol E 85 dle ČSN P CEN/TC 15293, palivo pro zážehové motory strana 3 55

56 P. Cimpl Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Související legislativní předpisy: Zákon č. 201/2012 Sb. Parlamentu České republiky o ochraně ovzduší ( 19 - Povinnost zajištění minimálního obsahu biopaliv) Vyhláška MPO č. 133/2010 Sb. o požadavcích na pohonné hmoty, o způsobu sledování a monitorování složení a jakosti pohonných hmot a o jejich evidenci (vyhláška o jakosti a evidenci pohonných hmot) strana 4 Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Základní charakteristika: FAME FAME (z anglického Fatty acid methyl ester) nebo MEŘO (Metylester řepkového oleje) je látka, která se vyrábí esterifikací. Během této reakce se mísí methanol s hydroxidem sodným a následně s řepkovým či jiným olejem (příp.i živočišným tukem). Vedlejším produktem výroby je glycerin. FAME/MEŘO se používá jako biopalivo do vznětových motorů, kde nahrazuje tradiční fosilní palivo motorovou naftu. Má určité specifické vlastnosti: detergentní vlastnosti, biologickou odbourtatenost, reakci s tradičními pryžemi strana 5 Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Základní charakteristika: SMN 30 SMN 30 (směsná motorová nafta s obsahem MEŘO nad 30% objemových) je směsí běžné fosilní motorové nafty s více než 30% MEŘO. SMN 30 se používá jako biopalivo do vznětových motorů, kde nahrazuje tradiční fosilní palivo motorovou naftu. Svým složením částečně eliminuje výše uvedené negativní vlastnosti FAME/MEŘO a je tímto předurčena k masovějšímu použití strana 6 56

57 P. Cimpl Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Základní charakteristika: Ethanol E 85 Ethanol E85 je směsí 70 až 85% objemových ethanolu a 15 až 30% automobilového benzínu BA 95 Super (obchodní název Natural 95). V letních měsících obsahuje tato směs zpravidla nižší obsah benzínu v zimních měsících je obsah benzínu vyšší s tím, že vždy musí být dodržen předepsaný výše uvedený koncentrační rozsah. Směsné palivo E85 je neomezeně mísitelné s klasickým benzínem fosilního původu splňujícím specifikaci ČSN EN 228. strana 7 Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Ethanol E 85 Ethanol E85 a jeho následné směsi doporučujeme tankovat pouze do vozidel uzpůsobených k tankování vysokoprocentních směsí, tzv. FFV (Flexi Fuel Vehicle), která mohou jezdit jak na klasický benzín, ethanol E85 nebo jejich libovolnou kombinaci. Údaj o typu pohonné jednotky a schválených palivech je uveden v technické dokumentaci k vozidlu. U starších typů vozidel vybavených přímým vstřikováním je možná přestavba instalací přídavné řídící jednotky. I v tomto případě důrazně doporučujeme výhradně homologované díly instalované značkovými servisy. strana 8 Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. 2) Důvod zavádění (rozvoj biopaliv, náhrada BA Speciál) Plnění legislativního požadavku (Zákon 201/2012 Sb., 19) o min. objem biopaliva 4,1% V/V z vydaného množství BA o min. objem biopaliva 6,0% V/V z vydaného množství NM Náhrada produktu automobilový benzín BA 91 Speciál strana 9 57

58 P. Cimpl Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Obchodní činnost s uvedenými palivy - Velkoobchod distributoři, společnosti vlastnící sítě ČS, tzv. prémiové čerpací stanice - Maloobchod - vlastní síť ČS EuroOil: strana 10 Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Náhrada produktu BA Speciál biopalivy nová obchodní strategie v síti ČS EuroOil Plán Stav Navýšení duben květen červen červenec srpen září říjen listopad prosinec E SMN Sumář E SMN strana 11 Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Projekt ČEPRO, a.s.: Nevzdávejte to Spolupráce s výrobci: - TTD Tereos Dobrovice - Preol, a.s. Projekt: Biopaliva frčí Spolupráce: Sdružení pro využití biomasy: Biom.cz Projekt: Zelená pečeť Spolupráce: s SGS, s.r.o. strana 12 58

59 P. Cimpl Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. 3) Technologie výroby (mísení) v ČEPRO, a.s. Vsádkový způsob: -Mísení přímo v nádržích tangenciální ejektory o systém nádrž (1) - čerpadlo - nádrž (2) o nádrž (1) čerpadlo nádrž (1) On-line dávkování: -Dávkování na výdejních lávkách, řízené vstřikování do proudu vydávaného paliva v okamžiku výdeje strana 13 Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. strana 14 Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. 4) Zajištění jakosti (spolupráce s SGS Zelená pečeť) Kontrola jakosti základních, resp. kritických parametrů ve vlastních laboratořích Parametry ethanolu, resp. BA 95 a E 85 o Obsah vody, hustota ethanol o Obsah vody, hustota, tlak par, destilační zkouška BA, E85 Parametry FAME, resp. SMN a NM o Bod vzplanutí, hustota, nízkoteplotní vlastnosti CFPP a CP, obsah vody FAME o Bod vzplanutí, hustota, destilační zkouška, nízkoteplotní vlastnosti CFPP a CP, obsah vody, obsah síry SMN, NM strana 15 59

60 P. Cimpl Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Kontrola speciálních základních, resp. kritických parametrů v laboratoři SGS CZ Parametry ethanolu, resp. BA 95 a E 85 o Obsah denaturantu, obsah ethanolu, metanolu a vyšších alkoholů ethanol Parametry FAME, resp. SMN a NM o Oxidační stabilita, obsah a spektrum esterů, mikrobiální kontaminace, obsah sterylglykosidů FAME o Oxidační stabilita, mikrobiální kontaminace SMN, NM strana 16 Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Projekt: Zelená pečeť Spolupráce s SGS CZ, a.s. obdoba Pečeti jakosti (stav jakosti v síti ČS EuroOil ochrana konečného spotřebitele - Zaměření na kritické parametry biopaliv: E 85 obsah vody, tlak par SMN 30 - oxidační stabilita, bakteriální kontaminace, obsah vody, dále běžné parametry NM, tj. bod vzplanutí strana 17 Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. 5) Kritické parametry poznatky z výzkumu a praxe FAME B100 a SMN 30 Kritické parametry: obsah vody, oxidační stabilita, bakteriální kontaminace Kritická místa v distribučním řetězci: přepravní prostředky, skladování Opatření: -Skladování aplikace antioxidantu, odkalování, čištění, příp. dezinfekce a aplikace biocidních přísad strana 18 60

61 P. Cimpl Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Oxidační stabilita Jedním ze základních parametrů limitovaných výše uvedenými normami je oxidační stabilita. Hodnota tohoto parametru ukazuje na schopnost paliva předcházet projevům stárnutí v běžných podmínkách, t.zn. za přístupu vzdušného kyslíku, vlhkosti, katalytických kovů obsažených v konstrukčních materiálech a rovněž při změnách teploty. Veškeré tyto vlivy vedou k oxidační degradaci paliva za vzniku různých složitých chemických sloučenin např. charakteru pryskyřic, které mají povětšinou strukturu viskózních a lepivých úsad, které nejenže mohou způsobovat ucpávání filtrů palivové soustavy, ale současně mají i zvýšené korozivní účinky na konstrukční materiály. strana 19 Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Oxidační stabilita - pokračování Přídavkem těchto antioxidantů má být dosaženo minimálně níže uvedených hodnot oxidační stability produktů: Motorová nafta dle ČSN EN 590 Max. 25 g/m 3 postupem dle normy ČSN EN ISO Min. 20 hod postupem dle normy ČSN EN MEŘO (FAME) dle ČSN EN Min. 6 hod do 2/2013, 8 hod od 3/2013 (požadavek ČEPRO, a.s. zvýšení proti limitu o 2 hod) testováno metodikou dle ČSN EN SMN 30 dle ČSN Max. 25 g/m 3 postupem dle normy ČSN EN ISO Min. inf. 16 hod do 2/2013, 20 hod od 3/2013 dle ČSN EN strana 20 Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Oxidační stabilita - pokračování Protože motorová nafta a zejména MEŘO vyrobené ze standardních surovin současnými technologiemi neobsahují dostatečné úrovně oxidační stability (neobsahují přirozené antioxidany např. tocoferol vitamin E), je nutné zvyšovat oxidační stabilitu přídavkem aditiv antioxidantů. V běžné praxi je nejčastěji používán butyl-hydroxytoluen (BHT) nebo modernější nebo účinnější antioxidanty fenolického typu (alkylfenoly). strana 21 61

62 P. Cimpl Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. V rámci projektu Zelená pečeť byly v roce 2012 zjištěny v síti ČS EuroOil mimo jiné i tyto výsledky informativního limitu ox. stability dle ČSN EN Číslo ČS Název ČS Zásoba ke dni Den Průměrný denní výdej Ox. Stabilita 414 Hulín Jemnice ,8 306 Broumov ,6 559 Litultovice ,5 61 Cerekvice strana 22 Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Z tohoto důvodu bylo přikročeno k aplikaci antioxidantu LC 3037 v předepsaném koncentračním rozmezí 0,05 0,1% V/V. Nespornou výhodou tohoto antioxidantu je jeho kapalné skupenství, dobrá rozpustnost velmi rychlá distribuce v produktu i při poměrně malé turbulenci. Účinnost je rovněž vyšší než u běžného antioxidantu na bázi BHT (Potvrzeno dříve prováděnými testy). strana 23 Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Výsledky aplikace splnily očekávání, byly dosaženy hodnoty oxidační stability s velmi dobrou rezervou: Číslo Název Datum kontroly Oxidační stabilita, hod 61 Cerekvice na Bystřicí ,8 306 Broumov ,1 414 Hulín ,3 420 Jemnice ,9 559 Litultovice ,3 Závěr: Zavedení plošného dávkování v preventivní koncentraci 0,03% V/V strana 24 62

63 P. Cimpl Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Ethanol E 85 Kritické parametry: tlak par, obsah vody Kritická místa ve výrobním a distribučním řetězci: Výroba: tlak par základního BA Opatření: TP zdrojového BA pro E85 tř. A 52 kpa při dávkování 28% TP zdrojového BA pro E85 tř. B 72 kpa při dávkování 28% Skladování: obsah vody omezení přístupu vzdušné vlhkosti, obrátkovost zboží strana 25 Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s strana 26 Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. 6) Problémy vyplývající z neznalosti co by měl vědět zákazník SMN 30 Zákazník se může setkat s těmito problémy: - Ucpávání filtrů: SMN 30 obsahuje podstatnou část MEŘO (FAME),tedy produktu s významnou detergentní vlastností. Při prvním tankování může dojít k rozpuštění letitých úsad a následnému ucpání palivových filtrů. - SMN podléhá rychleji biologickému rozkladu, v nádrži a oblasti filtru může docházet k bakteriálnímu rozkladu. Metabolity (lepivé úsady a šlemy) mohou způsobit ucpání filtrů. - Rychlejší degradace oleje: zejména u starších vozidel, netěsnosti ve válcích způsobí, že se část nespáleného paliva dostává podél pístních kroužků do olejové náplně. Reakcí oleje s FAME je tvorba kalů, úsad a zvýšení viskozity olejové náplně - Reakce paliva s pryžemi: bobtnání pryží (těsnění, hadičky) zejména u starších vozidel může způsobit úniky paliva strana 27 63

64 P. Cimpl Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. E 85 Zákazník se může setkat s těmito problémy: - Špatná startovatelnost zejména za nízkých teplot: palivo vyžaduje pohonnou jednotku typu flexifuel s automatickým řízením kompresního poměru - Automobil není takto vybaven ani z výroby ani následnou montáží přídavné řídící jednotky - Tlak par, zejména v zimním období, nedosahuje spodní limit předepsaný normou. Může souviset se skutečností, že zákazník nakoupí produkt v letní kvalitě a současně dojde k výraznému poklesu teploty. strana 28 Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Obecná pravidla Palivo by mělo být schváleno výrobcem a uvedeno v technickém průkazu k vozidlu Použití by měl zákazník konzultovat s prodejcem či značkovým servisem Zejména v době záruky by měl být zákazník velmi obezřetný strana 29 Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. strana 30 64

65 P. Cimpl Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Vysokoobjemová biopaliva v ČEPRO, a.s. Děkuji za pozornost strana 31 65

66 S. Hykyšová Certifikace udržitelnosti biopaliv a ověřování zprávy o emisích skleníkových plynů z dodaných pohonných hmot Certifikace udržitelnosti biopaliv a ověřování zprávy o emisích skleníkových plynů z dodaných pohonných hmot Ing. Soňa Hykyšová - TÜV SÜD Czech s.r.o. Sustainable Biofuels Certification and Verification of Report on GHG emissions from Delivered Fuels Abstract: The paper discusses the legislation requirements for sustainability production of biofuels arising from Directive 2009/28/EC and 2009/30/EC and from their implementation in the Act No. 201/2012 Coll. and Government Decree No. 351/2012 Coll. The first part is focused on systems of biofuels sustainability certification, the national system according to the Czech legislation and voluntary schemes recognized by the European Commission. Main differences, trends and challenges for the future are discussed. The second part is focused on the verification of the Report on greenhouse gas emissions of supplied transport fuels, the legislation duty for suppliers of transport fuels. The paper provides the view from the perspective of the certification body accredited and authorised for the above mentioned activities. Keywords: biofuels, sustainability criteria, sustainability certification, ISCC, report on greenhouse gas emissions 66

67 S. Hykyšová Certifikace udržitelnosti biopaliv a ověřování zprávy o emisích skleníkových plynů z dodaných pohonných hmot 67

68 S. Hykyšová Certifikace udržitelnosti biopaliv a ověřování zprávy o emisích skleníkových plynů z dodaných pohonných hmot 68

69 S. Hykyšová Certifikace udržitelnosti biopaliv a ověřování zprávy o emisích skleníkových plynů z dodaných pohonných hmot 69

70 S. Hykyšová Certifikace udržitelnosti biopaliv a ověřování zprávy o emisích skleníkových plynů z dodaných pohonných hmot 70

71 S. Hykyšová Certifikace udržitelnosti biopaliv a ověřování zprávy o emisích skleníkových plynů z dodaných pohonných hmot 71

72 S. Hykyšová Certifikace udržitelnosti biopaliv a ověřování zprávy o emisích skleníkových plynů z dodaných pohonných hmot 72

73 S. Hykyšová Certifikace udržitelnosti biopaliv a ověřování zprávy o emisích skleníkových plynů z dodaných pohonných hmot 73

74 S. Hykyšová Certifikace udržitelnosti biopaliv a ověřování zprávy o emisích skleníkových plynů z dodaných pohonných hmot 74

75 S. Hykyšová Certifikace udržitelnosti biopaliv a ověřování zprávy o emisích skleníkových plynů z dodaných pohonných hmot 75

76 S. Hykyšová Certifikace udržitelnosti biopaliv a ověřování zprávy o emisích skleníkových plynů z dodaných pohonných hmot 76

77 S. Hykyšová Certifikace udržitelnosti biopaliv a ověřování zprávy o emisích skleníkových plynů z dodaných pohonných hmot 77

78 S. Hykyšová Certifikace udržitelnosti biopaliv a ověřování zprávy o emisích skleníkových plynů z dodaných pohonných hmot Certifikace udržitelnosti biopaliv a ověřování zprávy o emisích skleníkových plynů z dodaných pohonných hmot Abstrakt: Příspěvek pojednává o legislativních požadavcích na udržitelnost výroby biopaliv, vyplývajících ze směrnice 2009/28/ES a 2009/30/ES a z jejich implementace v zákoně č. 201/2012 Sb. a nařízení vlády č. 351/2012 Sb. První část je zaměřena na systémy certifikace udržitelnosti biopaliv, jak na národní systém dle české legislativy, tak na dobrovolná schémata schválená Evropskou komisí a vysvětluje základní rozdíly, trendy a výzvy do budoucna. Druhá část se týká ověřování zprávy o emisích skleníkových plynů z dodaných pohonných hmot, legislativní povinnosti pro dodavatele pohonných hmot. Příspěvek přináší pohled z pozice certifikačního orgánu akreditovaného a autorizovaného k uvedeným činnostem. Klíčová slova: biopaliva, kritéria udržitelnosti, certifikace biopaliv, ISCC, zpráva o emisích skleníkových plynů Kontakt: Ing. Soňa Hykyšová - manažerka pro oblast životní prostředí TÜV SÜD Czech s.r.o., Novodvorská 994/138, Praha 4 Telefon: Mobil: Fax: sona.hykysova@tuv-sud.cz web: 78

79 D. Delong Globální trh s biopalivy - současný stav a možný vývoj Globální trh s biopalivy - současný stav a možný vývoj Ing. Dalibor Delong - BZK Group Ltd. Teresin Global Market with Biofuels - the Present State and Possible Development Abstract: World trade in biofuels is driven by two factors, political decisions and consumption of fossil fuels. In Europe or the U.S., fuel consumption has stagnated, while in Asia is expected to further grow linked with economic growth of the area. Similarly, in the field of biofuels is expected stagnation of consumption in the EU and the USA, while in Asia is still potential of strong growth. This corresponds to the use of renewable resources. In Europe it is 7.1%, while only 3.9% worldwide. This means that the scope for growth in Asia especially is significant. World trade with FAME has a very simple logic, about 90% of all trade routes to Europe, while the European production utilization in 2012 was only 44% of its capacity. Ethanol is different, the largest market is the U.S. and then Brazil, the EU 27 is only 10% of US consumption. In the period the largest exporter of USA, now it's back to Brazil. Approximately 20% EtOH consumption in Europe is imported ethanol, while production utilization is around 70%. EU 27 is now at a crossroads regarding further development of biofuels due to the implementation of iluc. The proposed variation is 5% for 1 generation biofuels and 4x counting for the 2nd generation. However, 2nd generations is still in the development stage and is not really aim for 2020 is in treat. For Central Europe is expected to have stabilized sales of biofuels at current levels. If growth occurs, then it is more likely in ethanol than in FAME. Due to low production utilization, on the market survives only several large integrated companies that have diversified production risk. Keywords: biofuels, bioethanol, biodiesel, global market Světový trh sbiopalivy a jeho vliv na střední Evropu Dalibor Delong 79

80 D. Delong Globální trh s biopalivy - současný stav a možný vývoj Cíle prezentace Předpoklad spotřeby ropy ve světě Bilance obnovitelných zdrojů ve světě Hlavnítrendy světového obchodu s biodieslem a bioetanolem Předpoklad vývoje do roku 2020 Představení BZK Group Spotřeba ropy na obyvatele v tunách Spotřeba ropy ve světě Zdroj: BP statistical report 80

81 D. Delong Globální trh s biopalivy - současný stav a možný vývoj Spotřeba ropy ve světě Předpokládaná roční změna ve spotřebě ropy v různých regionech světa v letech Sev. Země Latinská Amerika Amerika Evropa bývalého SSSR Asie Pacifik Blízký Střední Východ Afrika Zdroj: HartEnergy Bioetanol Spotřeba benzínu v EU Tendence za poslední roky je neustále klesající Jaderná energie Obnovitelné zdroje - svět Obnovitelné zdroje (mimo hydro) V roce 2011 byl meziročnípokles ve výši 4,3%, z toho Japonsko mělo propad 44,3%, Německo 23,2% V roce 2011 je celosvětověpodíl obnovitelných zdrojů energie ve výši 3,9%, Evropa včetněruska má7,1%. Vyjádřeno jako ekvivalent mil. t. ropy Zdroj: BP statistical report 81

82 D. Delong Globální trh s biopalivy - současný stav a možný vývoj Biopaliva ve světě Produkce biopaliv ve světě Světováprodukce v roce 2011 zaznamenala pouze 0,7% růst, ale etanol ve stejném období zaznamenal 1,4% pokles. Ve světovém měřítku má biodiesel 27,5% podíl. Vyjádřeno jako ekvivalent mil. t. ropy Zdroj: BP statistical report Biopaliva ve světě Globální pohled na legislativu v jednotlivých částech světa Zdroj: HartEnergy Světový obchod s FAME Světový obchod s biodieslem. 90% veškerého obchodu je import do Evropy. Využitívýrobních kapacit v EU bylo v roce 2012 pouhých 44% SME: 1,56 mln t PME: 1,2 mln t 82

83 D. Delong Globální trh s biopalivy - současný stav a možný vývoj Světový obchod s EtOH Brazílie USA EU EtOH v EU27 V uplynulých letech bylo patrné nižšívytíženívýroben, a to především díky nově instalovaným kapacitám a nižší ceněimportovaného zboží. V USA kleslo meziročněvytíženív období2011/12 z 92% na 85%, Díky novým žním a obvykle nižším cenám vstupních surovin, největší výroba je v Q4. Porovnání cen EtOH Prodejní cena1 m3 Etanolu v USD 83

84 D. Delong Globální trh s biopalivy - současný stav a možný vývoj EtOH náklady na výrobu Náklady na výrobu 1 m3 Etanolu v USD Zdroj: F.O.Licht Časová osa biopaliv v EU Historický vývoj biopaliv v rámci Evropské Unie Implementace RED a FQD s hranicímin. 35% pro biopaliva Prvnínávrh na řešení iluc Implementace iluc 10% e.c. úspora v dopravěa 6% úspornější paliva Schváleno 13 schémat pro certifikaci udr. rozvoje Úspora skl. plynů min. 50% Úspora skl. plynůmin. 60% pro nové výrobny Původní návrh biopaliv 84

85 D. Delong Globální trh s biopalivy - současný stav a možný vývoj Návrh legislativy iluc 5% Pro splněnícílůbude 1. gen. použitelnájen do 5% e.c. 2x Pro použitý kuchyňský olej a živočišnétuky bude stále možnost dvojitého započítání 4x Biopaliva 2. gen. budou započítány čtyřnásobně, tedy pro splněnídalších 5% e.c. bude stačit 1,25% Reportování Členskéstáty budou reportovat, s jakým % úspor emisí bylo splněno 5% 1. generace Biopaliva 2. generace Reálný obraz biopaliv 2. generace Pokud se nezačne s masivními investicemi do biopaliv 2. generace před rokem 2015, cíl EU nenímožnésplnit Závěr Dalšíprudký rozvoj biopaliv 1. generace v Evropěneníočekáván, očekává se spíše stabilizace lehce nad současnou úrovní Spotřeba biodiesluse užpřílišměnit nebude z důvodu kvalitativních požadavkůna paliva, nicméněu bioetanolutoto omezenínenítak striktní Silný tlak na rozvoj biopaliv 2. generace, nicméně stále chybí funkční, ekonomicky rozumnátechnologie, kteráby zabezpečila dodávky Očekáváse konsolidace výrobcůbiopaliv, malínezávislípomalu zanikají a místo nich bude několik velkých hráčů, kteří ovládají dodavatelský řetězec a mají diverzifikované portfolio výrobků 85

86 D. Delong Globální trh s biopalivy - současný stav a možný vývoj Děkuji vám za pozornost! Dalibor Delong dalibor.delong@gmail.com

87 D. Delong Globální trh s biopalivy - současný stav a možný vývoj Globální trh s biopalivy - současný stav a možný vývoj Abstrakt: Světový obchod s biopalivy je dán dvěmi faktory, politickým rozhodnutím a spotřebou fosilních paliv. V Evropě či USA spotřeba paliv stagnuje, kdežto v Asii je očekáván další růst spojený s ekonomickým růstem oblasti. Podobně i v oblasti biopaliv se očekává stagnace spotřeby v EU a USA, kdežto v Asii je stále silný potenciál růstu. Tomu odpovídá i použití obnovitelných zdrojů. V Evropě je to 7,1 %, kdežto celosvětově jen 3,9 %. To znamená, že prostor pro růst především v Asii je značný. Světový obchod s FAME má velmi jednoduchou logiku, okolo 90 % veškerého obchodu směřuje do Evropy s tím, že evropské výrobny měly v roce 2012 využití jen na 44 % svých kapacit. U ethanolu je situace jiná, největší trh je USA, pak Brazílie, EU 27 je pouze na 10 % spotřeby v USA. V letech bylo největším exportérem USA, nyní je to zpět Brazílie. Přibližně 20% spotřeby EtOH v Evropě je z importovaného ethanolu, přičemž využití kapacit je okolo 70%. EU 27 stojí nyní na křižovatce dalšího vývoje biopaliv a to díky implementaci iluc. Navrhovaná varianta je max. 5 % pro biopaliva 1. generace a 4x započítávání pro 2. generaci. Nicméně 2. generace je stále ve fázi vývoje a reálně není cíl pro 2. generaci v roce 2020 splnitelný. Pro oblast střední Evropy se očekává stabilizace prodejů biopaliv na stávající úrovni. Pokud dojde k růstu, pak to bude spíše u ethanolu než u FAME. Z důvodu nízkého využití potenciálních kapacit výroben na trhu přežije několik velkých integrovaných společností, které mají diverzifikované výrobní riziko. Klíčová slova: biopaliva, bioethanol, bionafta, globální trh Kontakt: Ing. Dalibor Delong Mobil: dalibor.delong@gmail.com 87

88 K. Hendrych Možnosti a předpoklady využití bionafty v zemědělství Možnosti a předpoklady využití bionafty v zemědělství Karel Hendrych - PREOL, a.s. Lovosice Possibilities and Assumptions of Using Biodiesel in Agriculture Abstract: Persons engaged in agricultural primary production, a field where the cost of fuel plays an important role in the business results, were enabled to use diesel excise tax refund. The so-called Green diesel, an unofficial but commonly used term for fuels, which persons engaged in agricultural production are entitled to a refund of excise duty on mineral oils (B7, B30). This solves the Act 353/2003 Coll. Excise Tax. This advantage has played a role in the use of alternative fuels in agriculture. The aid in the form of refunds of excise tax is only to be applied to diesel fuel or B30. The use of other alternatives such as B100, were therefore not economically feasible. From 1 January 2013, the amendment of the Act reduced the refund of excise tax on so-called green diesel from 60% to 40% for diesel fuel, and 85% to 57% in the case of B30 and from 1 January 2014 abolishing the aid to farmers in the form of tax returns on purchased fuels completely. The projected end of green diesel opens the door for the use of B100 and exploiting the competitive advantages it brings, just as is the case in sectors where a tax refund on fuels has never been, and cost of fuel is a major cost item (truckers, passenger public transport...). Known limitations of B100 compared to regular diesel (shelf life, lower energy content) and the nature of the operation of machinery in agricultural production (seasonal usage) are solved by recommendations to manufacturers of machinery or by results of the B100 testing in agricultural operations both at home and abroad. Keywords: biodiesel B100, diesel fuel blends B30, excise tax refund, green diesel Karel Hendrych, PREOL, a.s. červen

89 K. Hendrych Možnosti a předpoklady využití bionafty v zemědělství Využit ití čisté bionafty v ČR Dopravní společnosti (nákladní, osobní doprava) Kolejová vozidla (vlečky v průmyslových podnicích) Převážně uzavřené fleety, vlastní ČS, vlastní údržba Variantní použití pro B30, B50, B100 Charakteristika použit ití bionafty v zemědělstv lství V současné době využívány hlavně MN, B30 Zákon o Spotřební dani, řešící vratku SpD, novelizován v 2012 Původní výše vratky činila 60% ze zaplacené Spotřební daně, která u MN činí 10,95 Kč/l (B30 = 85% z 7,65 Kč/l) Novelou zákona došlo ke snížení výše vratky části spotřební daně ze 60 % na 40 % v případě MN a z 85 % na 57 % u B30. Od se ruší podpora zemědělcům formou vratky SpD úplně. Traktory a sklízecí stroje v ČR v roce tis. ks celkem, z toho stáří do 10 let - 12 tis. ks Kč* vráceno zpět do zemědělství za rok 2012 = ekvivalent 269 tis. tun motorové nafty * Zdroj: Ředitelství cel Modelový příklad p nákupu n PHM, 2012 Zemědělec loni nakoupil naftu za 27 Kč/l (bez DPH), bylo mu vráceno 6,57 Kč/l. Jeho cena byla 20,43 Kč/l K bez DPH Zemědělec loni nakoupil B30 za 25,50 Kč/l (bez DPH), bylo mu vráceno 6,50 Kč/l. Jeho cena byla 19 Kč/l K bez DPH 89

90 K. Hendrych Možnosti a předpoklady využití bionafty v zemědělství Modelový příklad p nákupu n PHM, 2013 Zemědělec nakoupí naftu za 27 Kč/l (bez DPH), uplatní nárok na vratku 4,38 Kč/l. Jeho cena je 22,62 Kč/l K bez DPH Zemědělec nakoupí B30 za 25,50 Kč/l (bez DPH), uplatní nárok na vratku 4,36 Kč/l. Jeho cena je 21,14 Kč/l K bez DPH Modelový příklad p nákupu n PHM, 2014 Zemědělec nakoupí naftu za 27 Kč/l, případně B30 za 25,50 Kč/l, nárok na vratku mít nebude, ale otevírá se mu možnost využití konkurenční výhody při provozu strojů na B100. Modelový příklad p nákupu n PHM, 2014 Zemědělec nakoupí naftu za 27 Kč/l, případně B30 za 25,50 Kč/l, nárok na vratku mít nebude, otevírá se mu možnost využití konkurenční výhody při využití B100. Jestliže e si zemědělec si nakoupí B100 za 23 Kč/l, částe stečně tím eliminuje zvýšen ené náklady na PHM po ukončen ení podpory Zelen Zelené nafty. 90

91 K. Hendrych Možnosti a předpoklady využití bionafty v zemědělství Využit ití B100 v zemědělstv lství z hlediska provozu Charakteristika provozu strojů v zemědělství (sezónnost prací, dlouhá doba uskladnění PHM, přes zimu) Na testování B30 navázalo testování B100 Testování na zn. John Deere prováděno AGP Jihlava Testování zn. ZETOR, New Holland, Case probíhá v 5 zem. podnicích AGFH Dosavadní výsledky potvrzují zkušenosti z provozu strojů na B100 z jiných oborů (osobní a nákladní silniční doprava, železnice) Využit ití B100 v zemědělstv lství z hlediska provozu Charakteristika provozu strojů v zemědělství (sezónnost prací, dlouhá doba uskladnění PHM) Na testování B30 navázalo testování B100 Testování na zn. John Deere prováděno AGP Jihlava Testování zn. ZETOR, New Holland, Case probíhá v 5 zem. podnicích AGFH Dosavadní výsledky potvrzují zkušenosti z provozu strojů na B100 z jiných oborů (osobní a nákladní silniční doprava, železnice) Využit ití B100 v zemědělstv lství z hlediska provozu Charakteristika provozu strojů v zemědělství (sezónnost prací, dlouhá doba uskladnění PHM) Na testování B30 navázalo testování B100 Testování na zn. John Deere prováděno AGP Jihlava Testování zn. ZETOR, New Holland, Case probíhá v 5 zem. podnicích AGFH Dosavadní výsledky potvrzují zkušenosti z provozu strojů na B100 z jiných oborů (osobní a nákladní silniční doprava, železnice) 91

92 K. Hendrych Možnosti a předpoklady využití bionafty v zemědělství Využití B100 v zemědělství z hlediska provozu Charakteristika provozu strojů v zemědělství (sezónnost prací, dlouhá doba uskladnění PHM) Na testování B30 navázalo testování B100 Testování na zn. John Deere prováděno AGP Jihlava Testování zn. ZETOR, New Holland, Case probíhá v 5 zem. podnicích AGFH Dosavadní výsledky potvrzují zkušenosti z provozu strojů na B100 z jiných oborů (osobní a nákladní silniční doprava, železnice) Využití B100 v zemědělství z hlediska provozu Charakteristika provozu strojů v zemědělství (sezónnost prací, dlouhá doba uskladnění PHM) Na testování B30 navázalo testování B100 Testování na zn. John Deere prováděno AGP Jihlava Testování zn. ZETOR, New Holland, Case probíhá v 5 zem. podnicích AGFH Dosavadní výsledky potvrzují zkušenosti z provozu strojů na B100 z jiných oborů (osobní a nákladní silniční doprava, železnice) Využití B100 v zemědělství z hlediska provozu B100 v Provozuschopnost zemědělství Charakteristika provozu strojů v zemědělství (sezónnost prací, dlouhá doba uskladnění PHM) Na testování B30 navázalo testování B100 Testování na zn. John Deere prováděno AGP Jihlava Testování zn. ZETOR, New Holland, Case probíhá v 5 zem. podnicích AGFH Dosavadní výsledky potvrzují zkušenosti z provozu strojů na B100 z jiných oborů (osobní a nákladní silniční doprava, železnice) 92

93 K. Hendrych Možnosti a předpoklady využití bionafty v zemědělství Závěr S předpokládaným koncem Zelené nafty dává použití B100 konkurenční výhodu uživatelům stejně, jako je tomu v odvětvích, kde vratku SD nikdy neměli a náklady na PHM jsou významnou nákladovou položkou B100 je jediná funkční náhrada tzv. Zelené nafty Plně koresponduje s doporučením ČAPPO pro dosažení cílů ČR vůči EU Podmínky pro přechod Vlastní výdejní zařízení (kontrola nad skladem a původem paliva) Provádění údržby strojů a skladů PHM dle doporučení výrobců, resp. výstupů z testování Vzhledem k charakteristice provozu strojů v zemědělství je ideální model: jaro až podzim B100 ( více jak 90% spotřeby), zima B30/MN Možnosti a předpoklady využití bionafty v zemědělství Abstrakt: Osoby podnikající v zemědělské prvovýrobě, tedy oboru, kde náklady na PHM také hrají významnou roli ve výsledcích podnikání, mohly v ČR až doposud při nákupu motorové nafty vyžívat vratku spotřební daně (SPD). Tzv. zelená nafta, což je neoficiální, ale obecně užívané označení pro naftu, u níž mají právnické a fyzické osoby provozující zemědělskou prvovýrobu nárok na vrácení části daně z minerálních olejů (MN, B30), řeší zákon č. 353/2003 Sb., o spotřební dani. Toto zvýhodnění hrálo roli i při využívání alternativních paliv v zemědělství. Zmíněnou podporu formou vratky SPD bylo možné uplatnit pouze na motorovou naftu, případně směsnou motorovou naftu 30. Využití jiných alternativ, např. B100 tudíž nebylo ekonomicky možné. Od 1. ledna 2013 došlo novelou tohoto zákona ke snížení vratky části spotřební daně z tzv. zelené nafty ze 60 % na 40 % v případě samotné motorové nafty a z 85 % na 57 % v případě B30 s tím, že od se ruší podpora zemědělcům formou vratky SPD úplně. Tím se v zemědělské prvovýrobě s předpokládaným koncem zelené nafty otevírá prostor pro použití B100 a možnost využití konkurenční výhody při použití alternativních paliv. Tedy stejně, jako je tomu v odvětvích, kde vratku SD nikdy neměli a náklady na PHM jsou významnou nákladovou položkou (autodopravci, osobní hromadná doprava ). Známá omezení B100 oproti MN (doba skladovatelnosti, nižší energetický obsah) a charakter provozu strojů v zemědělské výrobě (sezónnost) jsou vyřešena formou doporučení výrobců strojů, případně výsledky provozního testování u nás i v zahraničí. Klíčová slova: bionafta B100, směsná motorová nafta B30, vratka spotřební daně, zelená nafta Kontakt: Karel Hendrych PREOL, a.s., Terezínská 47, Lovosice mobil: karel.hendrych@preol.cz 93

94 P. Jevič, Z. Šedivá Stav a rozvoj biogenních pohonných hmot v ČR do roku 2020 s ohledem na úsporu a snížení emisí skleníkových plynů Stav a rozvoj biogenních pohonných hmot v ČR do roku 2020 s ohledem na úsporu a snížení emisí skleníkových plynů Ing. Petr Jevič, CSc., prof. h.c., Ing. Zdeňka Šedivá - VÚZT, v.v.i. & SVB Praha Present State and Development of Biogenic Fuels in the Czech Republic up to 2020 in Relation to Saving and Reduction of GHG Emissions Abstract: In the Czech Republic in 2012 there were produced thous. tonnes of fatty acid methyl esters (FAME), of which 160 thous. tonnes represent methyl esters from rapeseed oil (FARME). For the FARME production there were used 408 thous. tonnes of rapeseed and this amount, at the yield of 2.76 t/ha, represents the area of 148 thous. ha, it means 37% of its harvest area. For the production of bioethanol in 2012, which surpassed slightly 102 thous. tonnes, there were used thous. tonnes of sugar beet, it means 21.6 % of its harvest area and 88.4 thous. tonnes of grain maize, which is 9.5% of its harvest area. The share of areas destined for biofuel production in total farmland in 2012 made 4.9 %. According to the Biomass Action Plan there is supposed in 2020 the share of conventional biofuels 8.3 %, it means ca 21.8 PJ and 1% of advanced biofuels, it means ca 3 PJ at estimated total consumption of energy in transport sector 262 PJ. This consumption includes motor petrol, diesel fuel, biofuels and renewable electric energy. In order to achieve the European objective 10% of renewable energies in the sector of transport in 2020, the European Commission proposed in October 2012, within the prepared amendment of the RED and FQD directives, include max. 5% of conventional biofuels produced from amylaceous, sugary and oleaginous biomass. There is also suggested the incorporation of Indirect Land Use Change (ILUC) factors into the reports related to the CO 2eq emissions, as a part of the policy of Member States in the area of biofuels. The Czech Republic disagrees with determination of ILUC emissions globally, without differentiation of regions, in which the given crop is grown. Just the region, where this crop is grown, has a great explanatory power in regard to a risk of creation of ILUC emissions. The proposal doesn t take into account at all the fact, that in the European Union there are many legislative rules aimed at the protection of soils with high carbon stock (Act on Protection of Nature and Countryside, Common Agricultural Policy - CAP and other) and therefore the risk of ILUC emissions is zero. It means, that the principle of global approach discriminates the European farmers and doesn t represent any motivation for irresponsible peasants in the third countries to change their attitude to the protection of soils with high carbon stock. Therefore, the Czech Republic seeks to negotiate an arrangement, where the ILUC emissions will be considered to be zero in regions, in which there is guaranteed by legislation, that this problem cannot arise. It would concern particularly the crops grown in the European Union. However, the use of zero ILUC emissions should be enabled also in case of crops originating from the third countries on condition, that in a given country there isn t any ILUC problem. Such a guarantees can be the subject of an agreement between given country and European Commission. The Czech Republic doesn t support the implementation of 5% limit for biofuels produced from food biomass, because the production advanced biofuels is still in stage of research and it is not possible to expect, that their quantity, in spite of the fact, that according to the proposal would be counted twice or four times, would contribute considerably to the meeting of mandatory aim of 10% of renewable sources of energy in the sector of transport. The Czech Republic disposes of sufficient area of arable land, both for assurance of 100% food selfsufficiency and also for meeting of the 10% aim in renewable source of energy in the sector of transport without any mutual competition in land use for these particular purposes. By implementation of 5% limit for biofuels produced from food biomass, the EU would change to a great extent the defined rules of play for achievement of obligatory 10% target already in the half of playtime. This change would contribute considerably to the instability of entrepreneurial ambient and uncertainty, which would originate in this way, would discourage the investors from research of advanced biofuels. Keywords: biodiesel, bioethanol, conventional biofuels, advanced biofuels, Biomass action plan, ILUC emissions, sustainability criteria 94

95 P. Jevič, Z. Šedivá Stav a rozvoj biogenních pohonných hmot v ČR do roku 2020 s ohledem na úsporu a snížení emisí skleníkových plynů VÚZT, v.v.i. Potravinová soběstačnost a udržitelná výroba směsných a biogenních pohonných hmot stav a rozvoj do roku 2020 SVB Stav a rozvoj biogenních pohonných hmot v ČR do roku 2020 s ohledem na úsporu a snížení emisí skleníkových plynů Petr Jevič, Zdeňka Šedivá Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i. VÚZT, v.v.i Praha Sdružení pro výrobu bionafty SVB Praha NÁRODNÍ VÝSTAVA HOSPODÁŘSKÝCH ZVÍŘAT A ZEMĚDĚLSKÉ TECHNIKY Brno, Brno, VÚZT, v.v.i. Potravinová soběstačnost a udržitelná výroba směsných a biogenních pohonných hmot stav a rozvoj do roku 2020 SVB Návrh strategie pro růst české zemědělství a potravinářství v rámci společné zemědělské politiky EU po roce 2013 Produkce rostlinné výroby pro zabezpečení plné potravinové bezpečnosti Produkce živočišné výroby pro zabezpečení plné potravinové bezpečnosti Národní akční plán pro biomasu Trh s biopalivy svět, EU a ČR Výhled spotřeby energie v dopravě ČR podle akčních plánů pro biomasu a OZE s ohledem na návrhy novelizace směrnic o obnovitelné energii RED a kvalitě paliv FQD Brno, Produkce rostlinné výroby pro zabezpečení potravinové bezpečnosti Plodina Pšenice Žito Ječmen Oves Kukuřice na zrno Ostatní obiloviny Obiloviny celkem Hrách Ostatní luskoviny Luskoviny celkem Řepka Slunečnice Mák Olejniny celkem Cukrovka Brambory Okopaniny celkem Zelenina konzumní Pícniny na orné půdě - seno - senáž - přímé krmení Pícniny na orné půdě celkem Plodiny na orné půdě Produkce (tis. tun) Výnos (t/ha) 4,5 3,3 3,6 2,7 6,7 1,3-2,4 1,3-2,9 2,1 0,5-51,5 21,7-1,4 6,2 16,7 30,0 - - Výměra půdy (tis. ha) 555,5 38,5 375,0 40,7 55,2 7,7 1072,6 15,4 16,1 31,5 120,7 17,6 8,0 146,3 46,6 35,9 82,5 85,8 120,0 240,0 40,0 400, ,7 Brno,

96 P. Jevič, Z. Šedivá Stav a rozvoj biogenních pohonných hmot v ČR do roku 2020 s ohledem na úsporu a snížení emisí skleníkových plynů Soběstačnost ČR vzákladních rostlinných a živočišných komoditách v roce 2011 Soběstačnost Soběstačnost Obiloviny 149,9 % Hovězí maso 121,7 % z toho: pšenice 161,9 % Vepřové maso 60,8 % Cukrová řepa/cukr Brambory Řepka olejka Ovoce mírného pásma Zelenina 124,2 % 85,4 % 118,5 % 67,7 % 36,9 % Drůbeží maso Skopové a kozí maso Mléko Vejce 78,8 % 90,2 % 124,6 % 87,6 % Víno 28,5 % zdroj: APIC-AK, březen 2013 Brno, Bilance výroby, vývozu, dovozu a uplatnění na trhu ČR MEŘO, FAME a SMN 30 vroce 2012 a srovnání srokem 2011 Výroba FAME - MEŘO v ČR Dovoz FAME do ČR Vývoz FAME - MEŘO z ČR ) ) 0,399 Hrubá spotřeba v ČR 3) ) ) 0,988 MEŘO jako čistá pohonná hmota 2) ,778 Směsná motorová nafta SMN 30 (obsahuje pouze MEŘO) 2) 1) sběr výkazem Eng (MPO) ) GŘ cel 3) při zohlednění počátečních a konečných zásob 2011 (t) ) ) (t) ) ) Pro tuto bilanci se použily hodnoty hustot při 15 oc: MEŘO: 891,9 kg.m-3, SMN 30: 853,6 kg.m-3, motorová nafta: 837,2 kg.m-3. Index 2012/2011 0,822 1,442 0,841 Brno, Bilance FAME -MEŘO vobdobí (v tis. t) 250 Výroba Hrubá spotřeba 200 Vývoz Dovoz zdroj: MPO, SVB&VÚZT,v.v.i. Brno,

97 P. Jevič, Z. Šedivá Stav a rozvoj biogenních pohonných hmot v ČR do roku 2020 s ohledem na úsporu a snížení emisí skleníkových plynů Bilance osevních ploch a produkce řepky olejky využité na výrobumeřo Výroba FAME: 1) z toho MEŘO Spotřeba řepky olejky na výrobu MEŘO 2) Sklizňová plocha řepky olejky 3) Výnos řepky olejky 3) t.ha -1 3,18 2,83 2,80 2,76 Produkce řepky olejky 3) t Plocha řepky olejky, při daném výnosu, určená pro výrobu MEŘO Podíl ploch řepky olejky zpracovanéna MEŘO z celkových ploch Jednotka t t ha ha % , ,5 1) zdroj: MPO - Eng (MPO) ) zdroj: VÚZT & SVB s ohledem na účinnost získávání řepkového oleje a jeho reesterifikaci, řepka olejka 2,55 kg na 1 kg MEŘO 3) zdroj: ČSÚ , ,8 Brno, Průběhy velkoobchodních cen včetně spotřební daně bez DPH motorové nafty (spotřební daň 10,95 Kč/l) v roce 2010 a 2011, SMN 30 (spotřební daň 7,665 Kč/l) a čisté bionafty B100 (spotřební daň 0,- Kč/l) v roce 2011 a Kč.l VOC motorové nafty v roce 2011 (průměr = 26,40 Kč/l) VOC motorové nafty v roce 2012 (průměr = 28,27 Kč/l) VOC motorové nafty SMN 30 v roce 2011 (průměr = 25,05 Kč/l) VOC motorové nafty SMN 30 v roce 2012 (průměr = 26,74 Kč/l) VOC FAME - MEŘO - B100 v roce 2011 (průměr = 24,21 Kč/l) VOC FAME - MEŘO - B100 v roce 2012 (průměr = 24,30 Kč/l) Týden zdroj: SVB&VÚZT,v.v.i. Bilance bioethanolu včr vroce 2010, 2011 a 2012 Vývoz 1) Hrubá spotřeba 1) Dovoz bio-etbe 1), 3) Spotřeba E85 2) 2010 (t) (t) Výroba 1) ,878 Dovoz 1) , (t) Index 2012/2011 2,266 1,135 0,785 2,352 1) zdroj: MPO - Eng (MPO) ) zdroj: GŘ cel 3) jen do automobilových benzinů BA 98 a určených na export Brno,

98 P. Jevič, Z. Šedivá Stav a rozvoj biogenních pohonných hmot v ČR do roku 2020 s ohledem na úsporu a snížení emisí skleníkových plynů Bilance výroby, dovozu, vývozu a hrubé spotřeby bioethanolu včr za období Výroba Dovoz Vývoz Hrubá spotřeba zdroj: MPO, SVB&VÚZT,v.v.i. Brno, Kč.l VOC benzínu BA 95N 2010 (průměr 23,97 Kč/l) VOC benzínu BA 95N 2011(průměr 26,4 Kč/l) VOC benzínu BA 95N 2012 (průměr 28,61 Kč/l) VOC paliva E (průměr 17,27 Kč/l) VOC paliva E (průměr 18,92 Kč/l) VOC paliva E (průměr 19,10 Kč/l) VOC benzínu BA 95N 2013 (průměr 28,24 Kč/l) Týden Průběhy velkoobchodních cen automobilového benzinu BA 95N, včetně spotřební daně (spotřební daň 12,84 Kč.l-1) a paliva E85 v roce 2012 průměrná spotřební daň 3,21 Kč.l-1) bez DPH v letech Bilance cukrovky, pšenice a zrna kukuřice využitých na výrobu palivového bioethanolu Výroba bioethanolu: z toho 1) - z cukrovky technické - z pšenice - ze zrna kukuřice Spotřeba vstupních surovin: z toho - cukrovka technická - pšenice - zrno kukuřice Sklizňové plochy: 3) - cukrovka technická - pšenice - kukuřice na zrno Výnos: 3) - cukrovky technické - pšenice - zrna kukuřice Produkce: 3) - cukrovky technické - pšenice - zrna kukuřice Plocha: - cukrovky technické - pšenice - kukuřice na zrno při daném výnosu využitá pro výrobu bioethanolu Podíl ploch - cukrovky technické -pšenice -kukuřice na zrno zpracovaných na bioethanol z celkových ploch těchto plodin Jednotka t ha t.ha -1 t ha % ) ) ,92 5,24 8, ,2 2, ) ) ,36 4,99 6, ,6 2,91-1) zdroj: MPO - Eng (MPO) ) zdroj: Svaz lihovarů ČR 3) zdroj: ČSÚ t ,84 5,79 8, , ,26 4,32 7, ,6-9,52 98

99 P. Jevič, Z. Šedivá Stav a rozvoj biogenních pohonných hmot v ČR do roku 2020 s ohledem na úsporu a snížení emisí skleníkových plynů Makroekonomické dopady biopalivového průmyslu v roce 2011/2012 S výrobou MEŘO FAME a bioethanolu spojeno cca pracovních míst, z toho pracovníci zemědělské výroby cca Přínos jednoho pracovníka do státní pokladny tisíc Kč/rok (platba sociálního a zdravotního pojištění a zdanění přepočtených příjmů) 1,7 1,85 miliardy Kč/rok Daňová podpora pro FAME (B100), SMN 30 (B30) a E85 v roce 2011: 1,068 miliard Kč Minimální čistý příjem do státní podklady bez souvisejících daní z přidané hodnoty z biopalivového průmyslu v roce 2011/2012: 0,55 0,7 miliardy Kč Brno, Teplo Koks Celkem Spotřeba a výroba energie vzemědělství ve formě elektrické energie, plynu, tuhých a motorových paliv vroce 2011 včr -podíl vyrobené energie na její spotřebě cca 81 % Druh Motorová nafta Motorové benziny Zemní plyn Elektrická energie Hnědé uhlí, vč. lignitu a briket Černé uhlí Spotřeba energie Množství 362,2 tis.t 4257 t 59,6 mil. m MWh t t t Energetická hodnota 15,575 PJ 0,183 PJ 2,253 PJ 2,723 PJ - 0,438 PJ 0,039 PJ 0,050 PJ 21,261 PJ Bionafta Bioethanol Bioplyn z bioplynových stanic spotřebován na výrobu elektřiny Elektrická energie z bioplynových stanic Využité teplo z bioplynových stanic Agropelety Agrobrikety Agropaliva * Celkem Druh Výroba energie Množství 210,1 tis. t 54,4 tis. t 364,3 mil. m MWh GJ 148 tis. t t 135 tis. t Energetická hodnota 7,774 PJ 1,469 PJ využití pro výrobu el. energie 2,609 PJ 1,016 PJ 2,294 PJ 0,015 PJ 2,025 PJ 17,202 PJ * Paliva získaná jako produkt zemědělských zbytků nebo energetických plodin ve formě balíků, řezanky apod. (nebriketovaná, nepeletovaná) Energetické parametry:motorová nafta 43 MJ/kg (36 MJ/l), motorové benziny 43 MJ/kg (32 MJ/l), zemní plyn 55,5 MJ/kg (37,8 MJ/m3N), elektrická energie 1 kwh = 3,6 MJ, hnědé uhlí 17,6 MJ/kg, černé uhlí 23,1 MJ/kg, koks 27,5 MJ/kg, agropelety a agrobrikety 15,5 MJ/kg, agropaliva 15 MJ/kg zdroj: ČSÚ, MPO, VÚZT, v.v.i. & SVB Praha, 2013 Základní spotřeba biopaliv v EU v roce 2008 a plán pro rok 2020 podle národních akčních plánů pro obnovitelné zdroje energie (OZE) CONSUMPTION (Mtoe) Total transport fuels st generation biofuels of which biodiesel of which bioethanol SHARE OF RES-T (p.p) 1 st generation biofuel Biofuels from waste and 2 nd generation Renewable electricity in transport Poslední návrh Irského předsednictví: zavést povinný min. podíl moderních biopaliv 2 % e.o. vroce Jednalo by se o biopaliva vyrobená ze surovin obsažených v příloze IX (sláma, glycerin, řasy atd.) s výjimkou použitých rostlinných olejů a živočišných tuků. Členské státy by navíc mohly zdvojnásobit jejich energetický obsah do splnění 10% cíle OZE v dopravě v roce 2020, nikoli však do 2% cíle. Vpřípadě biopaliv vyrobených zpoužitých rostlinných olejů aživočišných tuků by členské státy taktéž mohly zdvojnásobit jejich energetický obsah, ale biopaliva vyrobená ztěchto surovin by se nesměla započítávat do 2% cíle pro pokročilá biopaliva. Podle zprávy o pokroku se irské předsednictví domnívá, že právě tato varianta má největší podporu ze všech variant. zdroj: Evropská komise, 2013 Brno,

100 P. Jevič, Z. Šedivá Stav a rozvoj biogenních pohonných hmot v ČR do roku 2020 s ohledem na úsporu a snížení emisí skleníkových plynů Výhled spotřeby energie v dopravě ČR podle Akčních plánů pro biomasu a pro energii z obnovitelných zdrojů (OZE) v roce 2020 Spotřeba energie celkem (benzin, mot. nafta, biopaliva, elektřina) Spotřeba energie v dopravě z OZE v roce 2020 (10 % e.o.) Ethanol konvenční Ethanol moderní Bionafta konvenční (MEŘO, SME) Bionafta moderní (UCOME, TME, HVO) Biomethan z bioplynu Biopaliva konvenční Podíl konvenčních biopaliv Biopaliva moderní Podíl moderních biopaliv Vícenásobné započítávání (2 x) Podíl moderních biopaliv při 2 násobném započítávání Akční plán pro biomasu (MZe 2012) 262 PJ 26,2 PJ 11,5 PJ 10,3 PJ 1,2 PJ 3,2 PJ 21,8 PJ 8,3 % e.o. 4,4 PJ 1,7 % e.o. 8,8 PJ 3,3 % e.o. HVO - hydrotreated vegetable oil and fat; UCOME - Used cooking oil methyl ester; TME - animal fat methyl ester 1,2 PJ 11,72 PJ 0,04 PJ 15,89 PJ 5,9 % e.o. 10,24 PJ 3,82 % e.o. 20,48 PJ 7,63 % e.o. Brno, Akční plán pro OZE (MPO 2012) 268,3 PJ 26,08 PJ 4,17 PJ 9 PJ VÚZT, v.v.i. Potravinová soběstačnost a udržitelná výroba směsných a biogenních pohonných hmot stav a rozvoj do roku 2020 SVB Děkuji za pozornost. Kontaktní adresa: Petr Jevič Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i. Sdružení pro výrobu bionafty Drnovská 507, Praha 6 tel.: , petr.jevic@vuzt.cz Brno, Stav a rozvoj biogenních pohonných hmot v ČR do roku 2020 s ohledem na úsporu a snížení emisí skleníkových plynů Abstrakt: V roce 2012 se v ČR vyrobilo 172,7 tis. tun methylesterů mastných kyselin (FAME), z toho 160 tis. tun z řepkového oleje (MEŘO). Pro výrobu MEŘO (FARME) se spotřebovalo 408 tis. tun zrna řepky olejky, což při výnosu 2,76 t/ha představuje plochu 148 tis. ha, tj. 37 % její sklizňové plochy. Pro výrobu bioethanolu v roce 2012, která mírně překročila 102 tis. tun, se spotřebovalo 838,3 tis. tun cukrovky, tj. 21,6 % její sklizňové plochy a 88,4 tis. tun zrna kukuřice, resp. 9,5 % její sklizňové plochy. Podíl ploch pro biopaliva na celkové zemědělské půdě v roce 2012 činil 4,9 %. Podle Akčního plánu pro biomasu v ČR se v roce 2020 předpokládá podíl 8,3 % e.o. konvenčních biopaliv, tj. cca 21,8 PJ a 1 % moderních biopaliv, tj. cca 3 PJ při odhadované celkové spotřebě energie v dopravě 262 PJ, zahrnující motorový benzin, motorovou naftu, biopaliva a obnovitelnou elektrickou energii. Pro evropský cíl 10 % e.o. obnovitelných energií v odvětví dopravy v roce 2020 navrhuje Evropská komise v říjnu 2012 v rámci připravované novelizace směrnic RED a FQD započítat max. 5 % e.o. konvenčních biopaliv ze škrobnaté, cukernaté a olejnaté vypěstované biomasy. Navrhuje se i začlenění faktorů nepřímých změn ve využívání půd (ILUC - Indirect Land Use Change) do podávání zpráv o emisích CO 2eq, jako součásti politiky členských států EU v oblasti biopaliv. ČR nesouhlasí s tím, aby byly ILUC emise stanoveny globálně bez rozlišení oblasti, ve které je daná plodina pěstována. Právě oblast, ve které je plodina pěstována, má velkou vypovídací schopnost o riziku vzniku ILUC emisí. Návrh zcela opomíjí skutečnost, že v EU platí řada legislativních pravidel na ochranu půd s velkou 100

101 P. Jevič, Z. Šedivá Stav a rozvoj biogenních pohonných hmot v ČR do roku 2020 s ohledem na úsporu a snížení emisí skleníkových plynů zásobou uhlíku (zákon o ochraně přírody a krajiny, společná zemědělská politika a jiné) a riziko vzniku ILUC emisí je tak nulové. Princip globálního přístupu tak diskriminuje evropské zemědělce a žádným způsobem nemotivuje nezodpovědné zemědělce ve třetích zemích ke změně svého přístupu k ochraně půd s velkou zásobou uhlíku. ČR se proto snaží vyjednat, aby byly ILUC emise považovány za nulové v oblastech, kde je legislativně zaručeno, že nemůže docházet k tomuto problému. Jednalo by se zejména o plodiny pěstované v EU. Použití nulových ILUC emisí by však mělo být umožněno i pro plodiny pocházející ze třetích zemí, pokud v dané zemi nemůže docházet k problému ILUC. Takové záruky mohou být předmětem dohody mezi daným státem a Komisí. ČR nepodporuje zavedení 5% limitu pro biopaliva vyrobená z potravinářské biomasy, neboť výroba moderních biopaliv je stále ve fázi výzkumu a nelze tak předpokládat, že jejich množství, byť by se dle návrhu započítávalo 2krát či 4krát, by výrazněji přispělo ke splnění závazného 10% cíle OZE v dopravě. Z Akčního plánu pro biomasu v ČR na období vypracovaného Ministerstvem zemědělství v roce 2012 navíc vyplývá, že ČR má dostatek orné půdy jak pro zajištění 100% potravinové soběstačnosti, tak i pro splnění 10% cíle OZE v dopravě, aniž by mohlo dojít ke vzájemné konkurenci ve využití orné půdy pro tyto jednotlivé účely. Zavedením 5% limitu pro biopaliva vyrobená z potravinářské biomasy by EU výrazně měnila stanovená pravidla hry pro dosažení povinného 10% cíle v polovině hrací doby. Tato změna by výrazně přispěla k nestabilitě podnikatelského prostředí a vzniklá nejistota by odradila i investory od výzkumu moderních biopaliv. Klíčová slova: bionafta, bioethanol, konvenční biopaliva, moderní biopaliva, Akční plán pro biomasu, emise ILUC, kritéria udržitelnosti Kontakt: Ing. Petr Jevič, CSc., prof. h.c. Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i. - VÚZT, v.v.i. & Sdružení pro výrobu bionafty - SVB Praha Drnovská 507, Praha 6 tel.: mobil: petr.jevic@vuzt.cz 101

102 M. Bažata Bilance rostlinných olejů na světovém, evropském a tuzemském trhu Bilance rostlinných olejů na světovém, evropském a tuzemském trhu Ing. Miroslav Bažata - GLENCORE GRAIN CZECH s.r.o. Balance of Vegetable Oils on Global, European and Domestic Market Abstract: Worldwide oilseeds production is 460 mio tons in season 12/13. Soya ratio is 57%, rapeseed 21%, sunseed 8%. Total rapeseed production worldwide is 62 mio tons. The biggest oilseeds producers are Brasil, USA, Argentina, China. Three biggest producers cover 74% of total rapeseeds production. The biggest producers are EU27, Canada, China. Worldwide vegoil production is 185 mio tons. The highest ratio of the total is palmoil production with 29%, soyaoil with 23% and rapeoil with 13%. The biggest producers are Indonesia, China, Malaysia, EU27, USA. Three biggest rapeoil producers are EU27, Canada, China with 72% ratio. The biggest sunoil producers are Ukraine, Russia, EU27, Argentina with 78% ratio of total worldwide sunoil production. The biggest rapeoil exporters is mainly Canada, then UAE who is crushing mainly Australian rapeseeds, then USA nad EU27. The biggest rapeoil importers are USA, China, EU27 and Norway. Total rapeoil production in EU27 is 9 mio tons with 42% share from total vegoil production in EU27. Sunoil share is 12%, soyaoil and oliveoil is same 10%. Total vegoil production is 21 mio tons in EU27.In Czech Republic, total vegoil and fats production is 468 ths. tons, rapeoil 366 ths. tons of it with 78% share of total production. The biggest rapeoil producers are in Usti nad Labem running by Glencore with max annual crushing capacity 200 ths. tons, then crushing plant in Lovosice running by PREOL, AGROFERT HOLDING and crushing plant in Olomouc running by ADM. Total annual edible rapeoil consumption is 121 ths. tons and the biggest consumers are retail with 54% share, bakeries, mayonnaise producers, restaurants with 31%, imported rapeoil in final products is 15%. Annual rapeoil consumption per capita is kg and sunoil consumption is 3.60 kg. Keywords: softseeds, vegetable oil, crushing plants, production, vegoil food consumption in CZ Bilance rostlinných olejů na světov tovém, evropském m a tuzemském m trhu Miroslav Bažata ata V Brně dne

103 M. Bažata Bilance rostlinných olejů na světovém, evropském a tuzemském trhu Obsah Bilance olejnin celosvětov tově Bilance rostlinných olejů celosvětov tově Bilance rostlinných olejů EU Lisovny v regionu Středn ední Evropy Bilance rostlinných olejů CZ Lisování řepkového oleje v Ústí nad Labem GlencoreXstrata 2 Produkce olejnin (1000 t) z toho soja z toho repka z toho slunecnice z toho ostatní Produkce olejnin celosvětov tově 60% 60% Největší producenti olejnin (1000t) Brazil USA Argentine China Největší producenti soji (1000t) Brazil USA Argentina % Největší producenti řepky (1000t) EU Canada China Zdroj: OILWORLD, jul 12/jun 13 75% Největší producenti slunečnice (1000t) Ukraine Russia EU Argentina Produkce rostlinných olejů celosvětov tově I. Produkce rostlinných olejů (1000 t) z toho palmovy olej z toho soja z toho repka z toho slunecnice z toho ostatní Zdroj: OILWORLD, oct 12/sep 13 61% 61% 72% 78% Největší producenti rostlinných olejů (1000t) Indonesia China Malajsie EU USA Největší producenti sojového oleje (1000t) China USA Argentina Největší producenti řepkového oleje (1000t) EU Canada China Největší producenti slunečnicového oleje (1000t) Ukraine Russia EU Argentina

104 M. Bažata Bilance rostlinných olejů na světovém, evropském a tuzemském trhu Produkce rostlinných olejů celosvětov tově II. Největší exportéři řepkového oleje (1000 t) Export celkem Canada Spojene Arabske Emiraty 330 USA 310 EU Největší importéři řepkového oleje (1000 t) Import celkem USA China 910 EU Norway 280 Produkce řepkového oleje v EU Export 262 Import 582 Produkce rostlinných olejů v EU Řepkový olej Sojový olej Slunečnicový olej Olivový olej z toho ostatní Zdroj: OILWORLD, oct 12/sep 13 Ne/Integrované lisovny v regionu středn ední Evropy Szamotuly Kruszwice Riesa Lovosice Ústí Brzeg Milín Tychy Olomouc Bruck Bratislava lisovna rafinérie stáčení Martfu 6 Rostlinné oleje v ČR - produkce Rozloha: km2 Obyvatelstvo: 10,513 mil. Produkce olejů a tuků v CZ (1000 t) 468 Řepkový olej 366 Tuk, sádlo 31 Slunečnicový olej 34 Ostatní

105 M. Bažata Bilance rostlinných olejů na světovém, evropském a tuzemském trhu Rostlinné oleje v ČR - spotřeba Spotřeba řepkového oleje na obyvatele: 11,50kg Spotřeba slunečnicov nicového oleje na obyvatele: : 3,60kg3 Spotřeba řepkového oleje pro potravinářské účely v CZ (1000 t) 121 Maloobchodní balení v lahvích 65 Pekaři, výrobci majonéz, restaurace 38 Dovoz v hotových výrobcích 18 Od Schichta (1848) ke Glencore (2011) Lisovací kapacita max tun t řepky za den; ; tun t za rok Kapacita řepky tun t měsíčně Kapacita řepk. šrotů tun t měsíčně Kapacita řepk. oleje tun t měsíčně Kapacita sil na řepku tun měsíčně 9 Zakladatel Marc Rich Největší obchodník k s komoditami na světě(tr (tržnípodíly: 60% zinek, 50% měďm ěď,, 9% obilí,, 3% ropa) 5/2013 fúze f s Xstrata 2012 fúze f Vittera 190 tis. zaměstnanc stnanců v 90 kancelářích, ch, 50 zemích, v 150 výrobnách

106 M. Bažata Bilance rostlinných olejů na světovém, evropském a tuzemském trhu Děkuji za pozornost! Zdroje: Oil World 2012, Nielsen report 11 Bilance rostlinných olejů na světovém, evropském a tuzemském trhu Abstrakt: Celosvětová produkce olejnatých semen je za sezonu 12/ mil tun. Z této produkce je 57% sója, 21% řepka, 8% slunečnice. Celková produkce řepky je 62 mil. tun. Největšími producenty olejnin jsou Brazílie, USA, Argentina, Čína. Tři největší producenti řepky představují 74% celkové produkce. Největšími producenty řepky jsou EU27, Kanada a Čína. Produkce rostlinných olejů celosvětově 185 mil. t. Největší podíl 29% představuje palmový olej, 23% sojový olej, 13% řepkový olej. Největší producenty rostlinných olejů jsou Indonésie, Čína, Malajsie, EU27, USA. Tři největší producenti řepkového oleje jsou EU27, Kanada, Čína s podílem 72% na celkové produkci řepkového oleje. Největšími producenty slunečnicového oleje jsou Ukrajina, Rusko, EU27, Argentina. Tito čtyři výrobci se podílí 78% na celkové produkci. Největšími celosvětovými exportéry řepkového oleje je zejména Kanada, následují Spojené arabské emiráty lisující řepku, převážně řepku směrující z Austrálie, dále USA a EU27. Největšími importéry řepkového oleje jsou USA, Čína, EU27 a Norsko. Celková produkce řepkového oleje v EU27 je 9 mil tun a podílí se 42% na celkové produkci rostlinných olejů v EU27. Slunečnicový olej se podílí 12%, sojový a olivový olej 10%. Celková produkce rostlinných olejů v EU27 je 21 mil. tun. V České republice je celková produkce olejů a tuků 468 tis. tun, z toho 366 tis. tun je produkce řepkového oleje, tím se řepkový olej podílí 78% na celkové produkci. Největšími producenty jsou lisovna v Ústí nad Labem ve vlastnictví společnosti Glencore s max. možnou produkcí 200 tis. tun řepkového oleje, dále lisovna společnosti PREOL, AGROFERT HOLDING v Lovosicích a lisovna společnosti ADM v Olomouci. Celková spotřeba řepkového oleje pro potravinářské účely je 121 tis. tun ročně a největšími spotřebiteli jsou maloobchodní řetězce z 54%, pekaři, výrobci majonéz, restaurace z 31%, dovoz hotových výrobků z 15%. Spotřeba řepkového oleje na obyvatele je 11,50 kg a slunečnicového oleje 3,60 kg. Klíčová slova: olejniny, rostlinné oleje, lisovny, produkce, spotřeba rostlinných olejů v ČR Kontakt: Ing. Miroslav Bažata GLENCORE GRAIN CZECH s.r.o. Na Strži 65/1702, Praha 4 tel.: mobil: miroslav.bazata@glencore.com 106

107 Wolf-Dietrich Kindt Certifikace biopaliv vyrobených z odpadů a zbytků - Novela 36. prováděcího nařízení k spolkovému zákonu o ochraně proti imisím (BlmSchV) Certifikace biopaliv vyrobených z odpadů a zbytků - Novela 36. prováděcího nařízení k spolkovému zákonu o ochraně proti imisím (BlmSchV) Wolf-Dietrich Kindt - Verband der Deutschen Biokraftstoffindustrie e. V., Berlin Certification of Biofuels Produced from Wastes and Residues - Amendment of 36 th Implementing Regulation to the Federal Imission Control Act (BlmSchV) Abstract: Waste and residues are increasingly used for biofuel production. Since 2011 waste based biofuels are promoted in Germany through double counting towards the national biofuel quota. This makes the use of waste and residue-based biofuels attractive for mineral oil companies which are obliged to satisfy the quota. As of January 1 st 2013 the legal framework for the production of waste based biofuels was revised. The amended 36 th Regulation for the Implementation of the Federal Imissions Control Act aims to reduce existing legal uncertainties and mitigate fraud potentials up to the processing stage by introducing a proof of double counting (Doppelgewichtungsnachweis). Certification is now necessary across the entire value chain - analogous to the sustainability certification of agricultural commodity based biofuels. However there is need for further regulation with regard to traceability of biofuels after the processing stage and legally binding restriction of raw materials used on actual waste materials. Keywords: biofuels production, waste, residue, identification of residues to use 1. Využití odpadů a zbytků k výrobě biopaliv Využití odpadů a zbytků k výrobě biopaliv představuje v širokých kruzích zainteresovaných politiků a veřejnosti naději pro budoucnost dopravy. Tato naděje je podporována vynikající klimatickou bilancí paliv vyrobených z odpadů a také úvahami o možném rozumném využití těchto odpadů. Vedle toho však existují rovněž obavy z velké konkurence týkající se pěstebních ploch, nepřímých změn ve využívání půdy nebo diskuse o tom, zda využívat pěstované plodiny k produkci paliv nebo potravin, která se bude stále obracet v neprospěch biopaliv vyráběných ze zemědělských surovin. Odhady sice ukazují na to, že příliš velká očekávání týkající se množství využitelných odpadů a zbytků jsou nereálná, nicméně tyto odpady a zbytky mohou představovat vhodný doplněk k dosud převažujícím surovinám pocházejícím ze zemědělské výroby. Z tohoto důvodu se Evropská komise rozhodla zvláště podpořit ve své směrnici o obnovitelné energii (RED) využívání odpadů a zbytků. Tato směrnice stanoví 10% podíl obnovitelných energií v dopravě do roku Přitom tato směrnice poskytuje členským státům možnost dvojího započítávání pro cíl v roce 2020 při použití biopaliv vyrobených z odpadů a zbytků. Toto tzv. dvojí započítávání bylo také některými členskými státy, ovšem zdaleka ne všemi, začleněno do národní legislativy. V Německu je již od roku 2011 možné dvojí započítávání biopaliv vyrobených z odpadů a zbytků do národní kvóty na biopaliva. Přitom byly povoleny: - zbytky (podle konečného seznamu v nařízení: surový glycerin, smola z talového oleje, kejda a chlévský hnůj, sláma) - odpady, které nacházejí využití podle zákona o recyklaci. To se však netýká odpadů živočišného původu, které spadají do nařízení o vedlejších produktech živočišného původu (ES 1069/2009). Využití odpadů a zbytků k výrobě biopaliv se v posledních letech významně zvýšilo, a to zvláště v odvětví produkce bionafty. V roce 2011 již činil podíl bionafty vyrobené z odpadů na celkovém trhu s bionaftou 13,7 %. Naproti tomu při výrobě ethanolu hrály odpady jako surovina jen vedlejší roli. V praxi zavedené v současnosti v Německu zaujímají největší podíl z odpadních surovin, a to se značným odstupem, použité kuchyňské oleje, které se používají k pečení nebo fritování v restauracích, stáncích s občerstvením nebo potravinářských podnicích. Použité oleje shromažďují specializované podniky a tyto použité oleje se nejprve upravují a poté esterifikují. Bionafta vyrobená z živočišných tuků (TME), jako jsou třeba odpady z jatek, není v Německu na rozdíl od jiných evropských států, jako je např. Francie, povolena k dvojímu započítávání, ale ani pro jednoduché započítávání. 2. Problémy staré právní úpravy Nezbytnost úpravy 36. prováděcího nařízení ke Spolkovému zákonu o ochraně proti imisím byla vyvolána dvěma faktory: Nejasné právní zařazení použitých kuchyňských olejů (UCO) Podle novely 36. prováděcího nařízení ke Spolkovému zákonu o ochraně proti imisím, která vstoupila v platnost před začátkem roku 2013, bylo dvojí započítávání biopaliv možné tehdy, jestliže byla tato biopaliva vyrobena z odpadů, na které se vztahují ustanovení zákona o recyklaci. Tato právní úprava by měla, při užším výkladu, silně omezit upotřebení použitých kuchyňských olejů (UCO), neboť tyto kuchyňské oleje spadají pod zákon o recyklaci pouze tehdy, jestliže jsou složeny výhradně z čistých rostlinných složek. V praxi se toto ale vztahuje pouze na málo olejů, a to takové, které se vyskytují při průmyslové výrobě produktů a brambor (hranolky 107

108 Wolf-Dietrich Kindt Certifikace biopaliv vyrobených z odpadů a zbytků - Novela 36. prováděcího nařízení k spolkovému zákonu o ochraně proti imisím (BlmSchV) atd.). Velká část použitých kuchyňských olejů ovšem připadá na restaurace a stánky s občerstvením, kde se mohou fritováním masných výrobků dostat do oleje také složky živočišného původu. V průběhu procesu sběru olejů, při kterém se všechny shromážděné oleje promíchají v nádrži, se dostanou znečisťující látky živočišného původu také do olejů, ve kterých se do té doby nevyskytovaly. V praxi spadají téměř všechny použité kuchyňské oleje pod nařízení o vedlejších produktech živočišného původu (ES 1069/2009) a ne pod zákon o recyklaci a nebylo proto u nich povoleno dvojí započítávání. Tento politicky nechtěný důsledek se Spolkové ministerstvo financí pokusilo obejít vydáním nařízení ze dne , ve kterém se uvádí, že se jedná o nechtěné, ale pouze nevyhnutelné znečištění rostlinného biopaliva živočišnými oleji nebo tuky, jehož zohlednění nebrání splnění kvóty. Biopaliva, která byla vyrobena výhradně z použitých kuchyňských tuků, popřípadě olejů rostlinného původu, mohou být proto nadále započítána do plnění závazných kvót i v případě, že použité kuchyňské tuky či oleje v důsledku svého dalšího použití (např. k fritování masných výrobků) obsahují určitý podíl živočišných tuků. Nařízení sice prozatím umožnilo dále uplatňovat v případě UCOME (methylestery použitých kuchyňských olejů) dvojí započítávání, avšak to vedlo ke značné právní nejistotě, neboť je nanejvýš sporné, zda může být prosté nařízení v doslovném znění v rozporu s právně vyšším zákonným předpisem. Možnosti podvodů při sběru použitých kuchyňských olejů a obchodu s nimi Zpracovaná dvakrát započítávaná bionafta dociluje na trhu značně vyšší ceny, než normálně započítávané palivo. Sice se dvojím započítáváním nezvyšuje cena na dvojnásobek, avšak cena za tunu UCOME je o 150 dolarů vyšší oproti ceně bionafty vyrobené z řepky (MEŘO). Oproti bionaftě vyrobené z palmového oleje (PME) a se srovnatelnou kvalitou, dosahuje prémie dvojím započítáváním dokonce až 300 dolarů. Tato zvýšená tržní cena představuje velké riziko podvodů v tom smyslu, že by byl například cenově výhodný nepoužitý palmový olej vydáván za použitý kuchyňský olej (UCO). Není možné získat průkazný analytický doklad o tom, že odpad kvůli svým charakteristickým vlastnostem pochází z těchto použitých kuchyňských olejů. Všechny charakteristické hodnoty, které ukazují na předchozí použití olejů k fritování je totiž možné snadno uměle vytvořit. Za účelem zisku vyrobený odpad by tudíž nebyl v souladu se směrnicí o udržitelnosti. Možný podvod s uměle vyrobenými odpadními surovinami povede dvojím započítáváním ke značným deformacím trhu na beztak už omezeném trhu s biopalivy. 3. Nová právní úprava 36. prováděcího nařízení k Spolkovému zákonu o ochraně proti imisím platná od listopadu 2012 byla zveřejněna změna 36. prováděcího nařízení k Spolkovému zákonu o ochraně proti emisím, která vstoupila v platnost 1. ledna Na zavedení nové právní úpravy měly dotčené hospodářské subjekty pouze 1 měsíc času a i ten byl ještě podstatně zkrácen v důsledku vánočních svátků. Kromě této obtížně zvládnutelné krátké lhůty, obsahuje tato nová právní úprava ještě několik ustanovení, která vycházejí vstříc seriózním podnikům, neboť snižují právní nejistotu a možnosti podvodů před posledním článkem řetězce. Jako nejdůležitější změnu zavádí nařízení tzv. doklad o dvojím započítávání. Tento doklad musí být vystaven, vedle dokladu o udržitelnosti povinného pro všechna biopaliva, zvlášť pro ta biopaliva, která mají být dvojnásobně započítávána do kvóty na biopaliva. Za vystavení dokladu o dvojím započítávání zodpovídá poslední článek řetězce (například výrobce bionafty). Vystavení dokladu o dvojím započítávání vyžaduje předně certifikaci celého výrobního řetězce, od prvotního dodavatele až do fáze zpracování, a to v rámci systému certifikace schváleného Spolkovým ústavem pro zemědělství a výživu (BLE). Místa, kde se odpad vyskytuje (restaurace atd.), se kontrolují namátkově. Systém je obdobný jako v případě certifikace na udržitelnost u biopaliv vyráběných ze zemědělských produktů. Ovšem četnost kontrol, tj. čtyři předepsané audity za rok, je mnohem vyšší, než v případě obvyklé certifikace na udržitelnost, kde je předepsán jeden audit ročně. Povinnost certifikace s jedním systémem schváleným Spolkovým ústavem pro zemědělství a výživu vylučuje velký počet systémů, které se jinak většinou používají a které jsou schváleny Evropskou komisí. S tím je také spojena skutečnost, že Spolkový ústav pro zemědělství a výživu sloužící jako kontrola kontroly má možnost zúčastnit se auditu. Pro kontroly, které se uskutečňují mimo Německo, je proto nutné mít souhlas příslušného státu. Dosud ale jen velmi malý počet států dal k tomu své svolení, takže z mnoha zemí nemohou být v současné době odpadní látky použity. Přísná kontrola má mezi jiným zabránit falešným prohlášením nepoužitých olejů za použité kuchyňské oleje. S cílem přesně odlišit použité kuchyňské oleje (UCO) od nepoužitého oleje byl vznesen nejprve požadavek zahrnout definici UCO do 36. prováděcího nařízení k zákonu o ochraně proti emisím. Ovšem zákonodárci se nemohli shodnout na přesné formulaci, která by měla velkou vypovídací hodnotu, zabraňovala podvodům a zároveň umožňovala přesně vymezit rozdíly mezi UCO a nepoužitými oleji. Velmi krátká lhůta na změnu nařízení stejně neumožňovala žádné další časové prodlení, takže bylo rozhodnutí o definici použitých kuchyňských olejů odsunuto. Dosud použitá měřítka jsou ovšem velmi nepřesná a nevedou ke 108

109 Wolf-Dietrich Kindt Certifikace biopaliv vyrobených z odpadů a zbytků - Novela 36. prováděcího nařízení k spolkovému zákonu o ochraně proti imisím (BlmSchV) stanovenému cíli. Jako nejdůležitější ukazatel byla stanovena minimální doba použitelnosti oleje k fritování, a to 24 hodin. Tento časový interval se ale v praxi nedá použít a ani ho není možné reálně kontrolovat. Směrnice profesního sdružení potravinářů a majitelů restauračních zařízení doporučují bez ohledu na fritované suroviny a jejich množství stanovit dobu použitelnosti oleje maximálně na 20 hodin, aby se tímto způsobem zabránilo zhoršení kvality. Vedle nařízení zaměřeného na omezení možných podvodů obsahuje nová právní úprava 36. prováděcího nařízení k zákonu o ochraně proti imisím také řešení, které obchází sporné zařazení použitých kuchyňských tuků mezi odpady. Výslovným označením těchto olejů jako zbytků ve smyslu nařízení existuje větší právní jistota, že použité kuchyňské oleje mohou být použity pro dvojí započítávání. Je třeba ale poznamenat, že zařazení ke zbytkům platí pouze pokud jde o dvojí započítávání. Z hlediska legislativy o odpadech, zacházení s použitými kuchyňskými oleji, se kterými se případně musí nakládat jako s vedlejšími produkty živočišného původu, nemá toto ustanovení žádný význam. 4. Potřeba dalších změn V souvislosti s novelizací 36. prováděcího nařízení k zákonu o ochraně proti imisím (36. BlmSchV) zveřejnil Spolkový úřad pro zemědělství a výživu (BLE) seznam zbytků a odpadů vhodných pro výrobu biopaliv, u kterých je možné uplatnit dvojí započítávání. Je ovšem velmi sporné, jaký právní účinek může takovýto seznam mít. O tom zda může seznam zveřejněný správním úřadem omezit ustanovení nějakého nařízení lze totiž pochybovat. Vezmeme-li v úvahu tento aspekt, můžeme se na tento seznam dívat pouze jako na pracovní prostředek, který pomáhá při vkládání kódů surovin do státní databáze udržitelnosti. V současnosti tento seznam výslovně povoluje dvojí započítávání mastných kyselin. Nyní praktikované povolování, které nerozlišuje mezi mastnými kyselinami představuje velkou hrozbu pro udržitelná paliva, která jsou vyráběna v Německu. Mastné kyseliny, které jsou v celosvětovém měřítku spojeny s produkcí palmového oleje, u kterého není v převážné většině případů provedena certifikace na udržitelnost (destilát z mastných kyselin palmového oleje, PFAD), by jako odpad spadaly v Německu pod dvojí započítávání. Celosvětová produkce palmového oleje přesahuje 50 milionů tun. Obvyklé množství volných mastných kyselin v procesu zpracování, které se pohybuje řádově kolem 5%, by již samo o sobě stačilo na úplné zásobení německého trhu surovinou pro výrobu bionafty. Tím by se stalo používání řepkového oleje vyrobeného udržitelným způsobem v Německu zcela zbytečným. Kromě toho obsahuje tento seznam surovin četné další látky, které jsou již součástí zavedených postupů a které by jen těžko mohly být považovány za odpad. Místo toho je potřebný právně závazný pozitivní seznam zahrnutý do nařízení. Do tohoto seznamu musí být, po pečlivém zvážení disponibility surovin, jejich použití a působení na trhu, zahrnuty jednotlivé suroviny, u kterých bude uplatněno dvojí započítávání. Tak by takový pozitivní seznam vytvořil právní a plánovací jistotu. Rovněž se jeví jako rozumné nepovolovat pro dvojí započítávání paušálně všechny odpady, na které se vztahují ustanovení zákona o recyklaci. Tento zákon o recyklaci je totiž v zásadě vykládán tak, že zařazení suroviny mezi odpady usnadňuje. Kromě toho je omezení možností podvodů v případě biopaliv s dvojím započítáváním po posledním článku řetězce opravdu nevyhnutelné. Motivace k podvodu je zde, a to i na úrovni obchodu, zřetelně větší, než je tomu na úrovni sběru odpadu. Ceny, které se platí za použité kuchyňské oleje ve fázi, která předchází výrobě bionafty, jsou nižší, než jsou ceny za nepoužitý olej. Proto by nemělo nepravdivé prohlášení týkající se nepoužitého oleje v odpadním oleji ekonomicky žádný smysl. Vyšší tržní ceny je možné dosáhnout pouze za zpracovaný produkt UCOME. Zde je možnost výskytu nepravdivých dokumentů, zvláště v mezinárodním obchodě, velmi vysoká. Nápravu je zde ale sotva možné zjednat v rámci 36. prováděcího nařízení k zákonu o ochraně proti imisím. Možností by bylo zřízení celoevropské databáze biopaliv s dvojím započítáváním prostřednictvím Evropské komise, které by jako vzor sloužila databáze používaná v Německu. 109

110 Wolf-Dietrich Kindt Certifikace biopaliv vyrobených z odpadů a zbytků - Novela 36. prováděcího nařízení k spolkovému zákonu o ochraně proti imisím (BlmSchV) Biokraftstoffe aus Abfällen/Reststoffen Anpassung der 36. BImSchV Biopaliva z odpadů a zbytků Novela 36. prováděcího nařízení k spolkovému zákonu o ochraně proti imisím (BlmSchV) Wolf-Dietrich Kindt Verband der Deutschen Biokraftstoffindustrie e. V. Svaz německých výrobců biopaliv Verband der Deutschen Biokraftstoffindustrie e.v. Am Weidendamm 1A D Berlin Seite 1 Strana 1 Inhalt Obsah 1. Biokraftstoffe aus Abfällen/Reststoffen Biopaliva vyrobená z odpadů/zbytků 2. Revision der 36. BImSchV Revize 36. prováděcího nařízení k spolkovému zákonu o ochraně proti imisím 3. Weiterer Verbesserungsbedarf Další potřeba zlepšení 4. Zusammenfassung Závěr (souhrn, rekapitulace) Verband der Deutschen Biokraftstoffindustrie e.v. Am Weidendamm 1A D Berlin Seite 2 Strana 2 1. Biokraftstoffe aus Abfällen/Reststoffen Biopaliva vyrobená z odpadů/zbytků rechtliche Grundlage: 36. BImSchV právní základ: 36. prováděcí nařízení k spolkovému zákonu o ochraně proti imisím Folge: Double Counting následek: dvojí započítání zugelassene Rohstoffe: povolené suroviny Abfälle: Kreislaufwirtschaftsgesetz, odpady: zákon o oběhovém hospodářství Reststoffe: Rohglycerin, Tallölpech, Gülle und Stallmist Stroh sowie Altspeisefette und öle) zbytky: surový glycerin, tálový olej, smola, močůvka (kejda), chlévská mrva, sláma a rovněž použité jedlé tuky a oleje) zellulosehaltiges Non-Food-Material, nepotravinářská surovina obsahující celulózu lignozellulosehaltiges Material. materiál obsahující lignocelulózu Verband der Deutschen Biokraftstoffindustrie e.v. Am Weidendamm 1A D Berlin Seite 3 Strana 3 110

111 Wolf-Dietrich Kindt Certifikace biopaliv vyrobených z odpadů a zbytků - Novela 36. prováděcího nařízení k spolkovému zákonu o ochraně proti imisím (BlmSchV) 1. Biokraftstoffe aus Abfällen/Reststoffen Biopaliva vyrobená z odpadů/zbytků Uneinheitliche Umsetzung in der EU Nestejné rozdělení v rámci Evropské unie Dänemark (tierische Fette, Kat. 1+2) Dánsko (živočišné tuky, kat ) Deutschland/ Německo Frankreich (tier. Fette Kat. 1 und UCO) Francie (živočišné tuky, kat. 1 a UCO (použité kuchyňské oleje)) Irland (tierische Fette, Kat. 1) Irsko (živočišné tuky, kat. 1) Italien (UCO, Glycerol, Raffinationsfettsäuren, verseifte Fettsäuren, pflanzl. Schmieröle, tier. Fett Kat 1.) Itálie (UCO, glycerol, rafinační mastné kyseliny, zmýdelnatělé mastné kyseliny, rostlinné mazací oleje, živočišné tuky kat. 1) Niederlande (UCO, tierische Fette, Kat. 1+2) Nizozemí (UCO, živočišné tuky, kat ) Portugal / Portugalsko Spanien (UCO) / Španělsko (UCO) UK (UCO, tier. Fette Kat. 1) Velká Británie (UCO, živočišné tuky kat. 1) Verband der Deutschen Biokraftstoffindustrie e.v. Am Weidendamm 1A D Berlin Seite 4 Strana 4 1. Biokraftstoffe aus Abfällen/Reststoffen Biopaliva vyrobená z odpadů/zbytků Verband der Deutschen Biokraftstoffindustrie e.v. Am Weidendamm 1A D Berlin Seite 5 Strana 5 1. Biokraftstoffe aus Abfällen/Reststoffen Biopaliva vyrobená z odpadů/zbytků Verband der Deutschen Biokraftstoffindustrie e.v. Am Weidendamm 1A D Berlin Seite 6 Strana 6 111

112 Wolf-Dietrich Kindt Certifikace biopaliv vyrobených z odpadů a zbytků - Novela 36. prováděcího nařízení k spolkovému zákonu o ochraně proti imisím (BlmSchV) 2. Revision der 36. BImSchV Revize 36. prováděcího nařízení k spolkovému zákonu o ochraně proti imisím per platná od Probleme der alten Regelung: Problémy staré právní úpravy (nařízení): Unklare Einordung von UCO: KrWG vs. TierNebV Nejasné zařazení UCO: Zákon o oběhovém hospodářství (KrWG) versus Nařízení o odstraňování vedlejších produktů živočišného původu (TierNebV) Betrugspotentiale beim Sammeln und Handeln mit Možnosti při sběru a obchodu s odpadními jedlými tuky Altspeisefetten Použité (odpadní) jedlé tuky Unklare Definition von UCO Nejasná definice UCO Keine Kontrolle vor der letzten Schnittstelle Žádná kontrola před posledním článkem řetězce Betrugspotentiale beim internationalen Handel mit UCOME Možnosti podvodů při mezinárodním obchodě s metylestery kuchyňských olejů Verband der Deutschen Biokraftstoffindustrie e.v. Am Weidendamm 1A D Berlin Seite 7 Strana 7 2. Revision der 36. BImSchV Revize 36. prováděcího nařízení k spolkovému zákonu o ochraně proti imisím Einführung Doppelgewichtungsnachweis Zavedení dvojího započítávání Zertifizierung der Sammelstellen 1x/Jahr Certifikace sběrných míst 1x ročně ausschließlich deutsche Zertifizierungs-Systeme včetně německých systémů certifikace Witness-Audit der BLE Audit prováděný auditory Spolkového ústavu pro zemědělství a výživu Vor-Ort-Kontrolle der Schnittstellen 3x/Jahr kontrola na místě u článků řetězce 3x za rok lückenlose Dokumentation Úplná dokumentace Kontrolle der Anfallstellen Kontrola sběrných míst Gebrauchte Speiseöle als Reststoff definiert Použité oleje definované jako zbytek Verband der Deutschen Biokraftstoffindustrie e.v. Am Weidendamm 1A D Berlin Seite 8 Strana 8 Verband der Deutschen Biokraftstoffindustrie e.v. Am Weidendamm 1A D Berlin Seite 9 Strana 9 112

113 Wolf-Dietrich Kindt Certifikace biopaliv vyrobených z odpadů a zbytků - Novela 36. prováděcího nařízení k spolkovému zákonu o ochraně proti imisím (BlmSchV) 3. Weiterer Verbesserungsbedarf Další potřeba ke zlepšení Dear Manager, We're specialized in producing Waste/Used Cooking Oil for Bio-Diesel production and animal feed industry. Our main products are as following: UCO-Used Cooking Oil If you need the kind of Cooking Oil above,please do not hesitate to contact us soon. We will offer Best Quality with Favorable Price. We are waiting for your soon Inquiry! Have a nice day. Mr. Steven Hebei Lida Industry Co.,Ltd Contact: Mr.Steven. Fax: lida-industry[at]hotmail.com. Vážený pane řediteli, zaměřujeme se na produkci odpadního (použitého) kuchyňského oleje určeného k výrobě bionafty a jako suroviny pro výrobce krmiv pro zvířata. Naším hlavním produktem je: odpadní (použitý) kuchyňský olej. Jestliže potřebujete nějaký druh výše uvedeného kuchyňského oleje, neváhejte a brzy se ozvěte. Nabídneme tu nejlepší kvalitu za příznivou cenu. Očekáváme brzy Vaši objednávku! Hezký den Verband der Deutschen Biokraftstoffindustrie e.v. Am Weidendamm 1A D Berlin Seite 10 Strana Weiterer Verbesserungsbedarf Další potřeba ke zlepšení laut BLE: Podle BLE: 2011: t aus Abfällen t z odpadů entspricht t Pflanzenöl-Biodieseleinsatz odpovídá t použité bionafty vyrobené na bázi rostlinných olejů Gesamtabsatz Biodiesel in Deutschland: 2,43 Mio. t Celkový prodej bionafty v Německu: 2,43 mil. t Verband der Deutschen Biokraftstoffindustrie e.v. Am Weidendamm 1A D Berlin Seite 11 Strana Weiterer Verbesserungsbedarf Další potřeba ke zlepšení Definition von UCO ungeeignet Definice použitých kuchyňských olejů (UCO) nevhodná Plausibilitätsprüfung Kontrola správnosti Nämlichkeit auch nach der letzten Schnittstelle Prokázání totožnosti i po posledním článku řetězce übereinstimmende Definitionen auf EU-Ebene Jednotné definice na úrovni EU EU-weite Datenbank Databáze pro celou EU KrWG ungeeignet zur Abfalldefinition Zákon o oběhovém hospodářství se nehodí pro definici odpadu Positivliste doppelt anrechenbarer Rohstoffe Seznam surovin, u kterých se uplatní dvojí započítávání Streichung von Fettsäuren Vyškrtnutí mastných kyselin Verband der Deutschen Biokraftstoffindustrie e.v. Am Weidendamm 1A D Berlin Seite 12 Strana

114 Wolf-Dietrich Kindt Certifikace biopaliv vyrobených z odpadů a zbytků - Novela 36. prováděcího nařízení k spolkovému zákonu o ochraně proti imisím (BlmSchV) Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Srdečně děkuji za pozornost! Verband der Deutschen Biokraftstoffindustrie e.v. Am Weidendamm 1A D Berlin Seite 13 Strana 13 Certifikace biopaliv vyrobených z odpadů a zbytků - Novela 36. prováděcího nařízení k spolkovému zákonu o ochraně proti imisím (BlmSchV) Abstrakt: Odpady a zbytky se stále více používají k výrobě biopaliv. Od roku 2011 jsou biopaliva vyrobená z odpadů v Německu podporována prostřednictvím tzv. dvojího započítávání vůči národní kvótě na biopaliva. Tím se biopaliva vyráběná z odpadů a zbytků stávají přitažlivá pro výrobce minerálních olejů, kteří jsou povinni splnit kvótu. K 1. lednu 2013 byl přepracován právní rámec týkající se výroby biopaliv z odpadů. Novela 36. prováděcího nařízení k spolkovému zákonu o ochraně proti imisím slouží ke snížení stávajících právních nejistot a k omezení možností podvodného jednání až do stupně zpracování zavedením osvědčení o dvojím započítávání. Certifikace je nyní nezbytná napříč celým hodnotovým řetězcem, podobně jako je tomu u certifikace na udržitelnost v případě zemědělských komodit sloužících k výrobě biopaliv. Avšak je potřeba dalšího právního předpisu s ohledem na zpětnou zjistitelnost biopaliv po stádiu zpracování a právně závazné omezení surovin na skutečné odpady. Klíčová slova: výroba biopaliva, odpad, zbytek, certifikace, identifikace použitých zbytků Kontakt: Wolf-Dietrich Kindt Verband der Deutschen Biokraftstoffindustrie e. V. Am Weidendamm 1A, D Berlin Tel. +49(0) Fax. +49(0) kindt@biokraftstoffverband.de 114

115 G. Huber, E. Remmele, K. Thuneke, P. Emberger Parametry paliv a funkční vlastnosti emisí esterů kyseliny citrónové Parametry paliv a funkční vlastnosti emisí esterů kyseliny citrónové G. Huber, E. Remmele, K. Thuneke, P. Emberger - Technology and Support Centre in the Centre of Excellence for Renewable Resources, Straubing Fuel Characteristics and Emission Behaviour of Citric Acid Esters Abstract: The most popular alternative fuels for (adapted) diesel engines are fatty acid methyl ester (FAME or biodiesel) and vegetable oils. Furthermore the citric acid esters triethylcitrate (TEC) and tributylcitrate (TBC) are supposed to be potential biogenic substitutes. Their use as fuel was applied for a patent in Germany in Proposed advantages according to the patent applicant are low soot combustion, independence of energy imports due to the possibility of local production and a broad raw material base. Comparison of their properties with relevant fuel standards showed, that only some of the demands are met. However, few rapeseed oil characteristics (e. g. oxidation stability and viscosity) can be improved if the citric acid esters are used as a blend component. The operating and emission behaviour of a vegetable oil compatible CHP unit fuelled with various rapeseed oil/tbc blends were investigated and a trouble free and soot emission reduced engine operation due to the high molecularly bound oxygen content was observed. Long term test runs are necessary for an entire technical validation. Keywords: citric acid ester, fuel, biofuel, diesel 1 INTRODUCTION Due to the limited availability of fossil resources and the dramatically increase in fuel prices, biogenic alternatives are gaining more and more importance. Furthermore a better greenhouse gas balance is expected for certain biofuels compared to fossil fuel and due to their chemical properties also lower values for specific limited exhaust components have been observed. Two potential alternatives for fossil diesel fuel are the citric acid esters triethylcitrate (TEC) and tributylcitrate (TBC). Their use as fuel was applied for patent in Germany in 2010 (DE A1). According to the patent applicant the advantages are low soot combustion, independence of energy imports due to the possibility of local production and a broad raw material base. Until now no scientific examinations of the citric acid esters concerning their fuel properties and emission behaviour have been conducted and no use as fuel in large scale is known [6]. 2 OBJECTIVE It was the purpose to examine the chemical properties of the citric acid esters and to theoretically assess their suitability as fuel. In a further step various dosed admixtures to diesel and rapeseed oil fuel should be investigated concerning their influence on fuel quality. At last test runs of a CHP unit fuelled with the respective blends should be conducted. transgenic type of the mold fungus Aspergillus niger. Also the alcohols can be produced by fermenting carbohydrates, butanol via the bacteria Clostridium acetobutylicum and ethanol via yeast e.g. Saccharomyces cerevisiae or the bacteria Zymomonas mobilis. Due to the fact, that lignocellulose can be converted in fermentable carbohydrates, not only sugar or starch from grain or beets are possible feedstock for the production of citric acid esters but also waste wood or straw. In a further step the respective alcohol and the carbon acid are finally bonded by a three step esterification. Current fields of application are use as plasticizers in the plastics industry, food additive or pharmaceutical [9] [1] [10] [4]. Triethylcitrate has an oxygen content of 40.4 wt-% and tributylcitrate of 30.7 wt-% [4]. It is known that oxygenated fuels or mixtures of oxygenated fuels and oxygen-free fossil fuels are causing lower soot emissions when burned in engines. Different studies have proven that fuels with oxygen contents of more than 38 wt-% or for example an admixture of 30 vol- % E85 to diesel fuel enable a nearly soot free engine operation [7] [8]. Due to the high oxygen content of the citric acid esters advantages in the soot emission behaviour were expected and were already determined qualitatively by the patent applicant but not according to standardised methods. Fuel relevant parameters such as ignitibility, lubricity or viscosity have been widely unknown. 3 STATE OF THE ART Triethylcitrate and tributylcitrate are esters of citric acid and ethanol or 1-butanol (Fig. 1 and Fig. 2). Nowadays citric acid is industrially produced by fermentation of carbohydrates by means of a Figure 1: Triethylcitrat (TEC) (C 12 H 20 O 7 ) 115

116 G. Huber, E. Remmele, K. Thuneke, P. Emberger Parametry paliv a funkční vlastnosti emisí esterů kyseliny citrónové Table I: Comparison of the fuel relevant properties of DF, FAME, RF, TEC and TBC [4] Properties DF Limit values acc. DIN EN 590 FAME Limit values acc. DIN EN RF Limit values acc. DIN TEC Analysed values TBC Analysed values Figure 2: Tributylcitrat (TBC) (C 18 H 32 O 7 Both citric acid esters are grouped in water hazard class 1, which is defined as slightly hazardous to water [2]. Rapeseed oil fuel is not hazardous to water. That means that a maximum content of 2.9 wt-% of TBC or TEC is allowed to be added to rapeseed oil fuel if the mixture should remain not hazardous to water according to the rules for classifying mixtures (annex 4 VwVwS). Diesel fuel is hazardous to water, water hazard class 2 [2]. 4 MATERIALS AND METHODS In order to evaluate the characteristics and the suitability of triethylcitrate and tributylcitrate as fuel for diesel engines, HOFENEDER [4] fully investigated both by laboratory analysis regarding 22 fuel relevant parameters. Afterwards the results have been compared with the demands of the standards for diesel fuel (DF) (DIN EN 590), rapeseed oil fuel (RF) (DIN 51605) and FAME (DIN EN 14214). An excerpt of the most important values is shown in Table I. Furthermore the characteristics of various mixtures of the citric acid esters and diesel fuel respectively rapeseed oil fuel have been analysed concerning heating value, oxidation stability, dynamic viscosity and ignition delay. In the last step HUBER [5] investigated mixtures of TBC and rapeseed oil as fuel in a vegetable oil compatible combined heat and power unit (CHP). The system was equipped with all necessary measurement devices in order to evaluate the operating and emission behaviour. The CHP was operated at about 90% load (7.3 kw electrical power output) with all different fuels. The TBC content was increased step by step in following concentrations: 2.9; 10; 20; 30; 40 and 50 wt-%. All mentioned emission and operating values are mean values of three 30 minute averages. Dust load of the exhaust gas has been determined according to the standard VDI The limited gaseous emissions hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO) and nitrogen oxides (NO x ) have been continuously measured by a gas analysis system. The TBC content was increased in steps until the emission optimum was reached. Tests with TEC mixtures have not been conducted due to the insufficient miscibility with diesel and rapeseed oil fuel. C-content in wt-%* O-content in wt-%* H-content in wt-%* P-content in mg/kg - < 4.0 < 3.0 < Na-content in mg/kg - (Na + K) K-content in mg/kg - < < 0.5 < 0.5 Ca-content in mg/kg - (Ca + Mg) < 1.0 < 0.5 < 0.5 Mg-content in mg/kg - < 5.0 < 1.0 < 0.5 < 0.5 S-content in mg/kg < 10 < 10 < Ash content in wt-% < 0.01 < < < Cetane number > 51.0 > Derived cetane - - > number Distillation range Vol-% at 250 C Vol-% at 350 C 95 vol-% at temperature in C Density at 15 C in kg/m³ < > < Flash point in C > 55 > 101 > Total contamination in mg/kg Net calorific value in MJ/kg Carbon residue in wt-% Copper strip corrosion [Corrosion class] Oxidation stability in h Acid number in mgkoh/g Lubricity (wear scar diameter) in µm Kinematic viscosity at 40 C in mm²/s Water content in mg/kg < 24 < 24 < > < < > 20 > 8.0 > 6.0 > 100 >100 - < 0.50 < < < < 200 < 500 < Water hazard class* *) Property not included in any of the mentioned standards 5 RESULTS 5.1 Laboratory analysis of the pure esters Element content (ICP-Screening) For TEC the concentrations of undesirable elements (Na, K, Mg, Ca, P) have been within the specification of the mentioned fuel standards and have been in the range of the detection limit of 0.5 mg/kg. For TBC the sodium (45 mg/kg) and phosphor (10 mg/kg) content exceeded the limits of both biofuel standards considerably. Reason for that could be found in the production process, were amongst others sodic supplies are used [4]. Deposits at the injection valves or a reduced service life of an exhaust gas aftertreatment system have to be expected when an engine is operated with a fuel with such high Na and P contents. Derived cetane number (ignition delay) The ignition delays of the citric acid esters were measured with a constant volume method (Fuel Ignition Tester) and the results have been converted into a derived cetane number with an empiric formula. The values were found to be 18.4 for TEC and

117 G. Huber, E. Remmele, K. Thuneke, P. Emberger Parametry paliv a funkční vlastnosti emisí esterů kyseliny citrónové for TBC and are therefore below the minimum demand of 40 for rapeseed oil fuel. Poor cold-start behaviour of an engine operated with pure citric acid esters is assumed [4]. Distillation range The requirements of the diesel fuel standard concerning the distillation range of both TEC and TBC were met [4]. The vaporisation of the citric acid esters occurs in a diesel engine conform temperature range Density The density at 15 C of TEC is 1145 kg/m³ and of TBC it is 1046 kg/m³. The limits of all three standards are considerably exceeded by both substances [4]. As the initial jet spreading or spray angle decreases with decreasing gas/liquid density ratio, the fuel/air mixing in the cylinder is negatively influenced by a fuel with higher density [3]. Flash point The flash point of TEC is 171 C and of TBC is 125 C. The requirements of DIN EN 590 (55 C), DIN and DIN EN (both 101 C) are met [4]. No additional safety requirements regarding fire prevention in storage and transport compared to the standard fuels are necessary. Net calorific value The minimum stipulated net calorific value for rapeseed oil fuel is 36 MJ/kg. The requirement is neither fulfilled by TEC (20 MJ/kg) nor by TBC (26 MJ/kg) [4]. Despite the higher density of the esters also the volume associated net calorific value is considerably lower than for DF and RF. A higher consumption and a lower cruising range of a so fuelled vehicle is the result. Oxidation stability The oxidation stability according to DIN EN of both citric acid esters is more than 100 hours. The requirements of all three standards are easily met. No excessive oxidation and polymerisation with resulting filter plugging have to be expected [4]. Acid number The acid numbers of TEC and TBC are very low and the requirements of the standards are easily met. No increased wear and corrosion due to acid fuel components have to be presumed [4]. Lubricity The lubricity of the citric acid esters was found to be very good and the requirements are met. No problems due to excessive wear have to be expected [4]. Kinematic viscosity The kinematic viscosity at 40 C of TEC is 11.7 mm²/s and of TBC it is 12.5 mm²/s. Neither TEC nor TBC can fulfil the requirements of DIN EN 590 (max. 4.5 mm²/s) and DIN EN (max. 5 mm²/s). The limit of the rapeseed oil standard DIN of maximum 36 mm²/s is met by both esters [4]. Conveying characteristics and atomisation of the esters are expected to be better than of RF but worse than of DF and FAME. 5.2 Results of the laboratory analysis of mixtures of EC/TBC and diesel or rapeseed oil fuel Due to the polarity and the higher density of TEC, a phase separation was observed at mixtures with diesel and rapeseed oil fuel. TBC is less polar due to the higher alcohol butanol and is therefore readily soluble in diesel and rapeseed oil fuel. As mentioned in chapter 5.1, the net calorific value of both citric acid esters is lower than that of DF and RF. With increasing TBC and TEC content the net calorific value of the mixtures is decreasing linear, see Figure 8. TEC and TBC are featuring very good oxidation stability beyond 100 hours. Therefore the oxidation stability of rapeseed oil fuel can be increased by adding citric acid esters. The dynamic viscosity of TEC and TBC is between RF and DF. Therefore the viscosity of DF is negatively influenced and that of RF is positively influenced by mixing it with a citric acid ester. Pure TBC has an ignition delay (0.2 bar pressure rise after injection) of about 8 ms at 525 C and 34 bar in a Fuel-Ignition-Tester. The value for pure RF is about 2.6 ms. Figure 3 shows the values for different mixtures. It is obvious that the negative influence of the citric acid ester is low at minor dosage. Only at 80 wt-% TBC and 20 wt-% RF the ignition delay is doubled. For TBC and DF mixtures a similar behaviour was observed. Ignition delay 10 ms wt-% 100 TBC content Figure 3: Ignition delay of rapeseed oil fuel and tributylcitrate mixtures, determined with a constant volume method 5.3 Emission behaviour of the CHP unit fuelled with TBC rapeseed oil fuel blends By adding tributylcitrate to rapeseed oil fuel the dust emission behaviour of the CHP was significantly improved, see Figure 4. An optimum was detected 117

118 G. Huber, E. Remmele, K. Thuneke, P. Emberger Parametry paliv a funkční vlastnosti emisí esterů kyseliny citrónové between 30 and 40 wt-% TBC content. Compared to pure RF a decrease of 40% was achieved and compared to DF the dust emission have been halved. At 50 wt-% the dust emission increased again and the test series was stopped. As main reason for the initial improvement in soot formation an increasing oxygen content of the fuel was identified. Due to the decreasing net calorific value, more fuel has to be injected with increasing TBC content. Furthermore a slower heat release and pressure increase was detected for the TBC blends compared to DF or RF in the constant volume ignition delay tester. Both are leading to a longer combustion time and the soot oxidation is influenced negatively so that the emission increases again. mg/nm³ Dust mg/nm³ HC n=3 n=3 n=3 n=3 n=3 n=3 n=3 n=3 DF RF TBC2.9 TBC10 TBC20 TBC30 TBC40 TBC50 Fuel Figure 6: Hydrocarbon emissions of the CHP unit operated with RF-TBC blends Admixture of TBC to RF did not lead to a dust/nitrogen oxide trade-off as often observed when measures are taken in order to reduce one of them. Figure 7 shows that nitrogen oxides emissions were decreasing also with increasing TBC content. At 40 wt-% the emissions were falling even below the DF value. Reason for that is the already mentioned slower pressure rise after the ignition and the shifting of the combustion towards late. 0 n=3 n=3 n=3 n=3 n=3 n=3 n=3 n=3 DF RF TBC2.9 TBC10 TBC20 TBC30 TBC40 TBC50 Fuel 2800 mg/nm³ Figure 4: Dust emissions of the CHP unit operated with RF-TBC blends (e. g. TBC10 means rapeseed oil fuel with a content of 10 wt-% TBC etc.) Carbon monoxide and hydrocarbon emissions are shown in Figure 5 and 6. They were hardly influenced by blending rapeseed oil fuel with tributylcitrate up to a concentration of 30 wt-%. At higher dosage the emissions were increasing significantly and even the DF value was clearly exceeded. Reason for that was similar to the dust emissions: An increasing combustion time was resulting in a more and more incomplete oxidation of CO and HC. 280 mg/nm³ CO n=3 n=3 n=3 n=3 n=3 n=3 n=3 n=3 DF RF TBC2.9 TBC10 TBC20 TBC30 TBC40 TBC50 Fuel NO x n=3 n=3 n=3 n=3 n=3 n=3 n=3 n=3 DF RF TBC2.9 TBC10 TBC20 TBC30 TBC40 TBC50 Fuel Figure 7: Nitrogen oxide emissions of the CHP unit operated with RF-TBC blends 5.4 Operating behaviour of the CHP unit fuelled with TBC rapeseed oil fuel blends During the short term studies a trouble free engine operation was assessed for all blends. The fuel consumption increased linear due to the decreasing net calorific value with rising TBC content, see Figure 8. Only at 50 wt-% the fuel consumption was disproportionately high. Reason for this is most probably the more and more incomplete oxidation and utilization of the fuel. Figure 5: Carbon monoxide emissions of the CHP unit operated with RF-TBC blends 118

119 G. Huber, E. Remmele, K. Thuneke, P. Emberger Parametry paliv a funkční vlastnosti emisí esterů kyseliny citrónové Fuel consumption 450 g/kwh el Fuel consumption Net calorific value wt-% 50 TBC content 40.0 MJ/kg Figure 8: Net calorific value of TBC-RF blends and fuel consumption of the CHP The efficiency of the CHP was hardly influenced by varying its fuel. The electrical efficiency for all pure fuels and blends was nearly constant at about 26%, see Figure 9. Only at TBC50 the value was slightly lower, due to the same reasons as mentioned for the disproportional high consumption of this fuel. The overall efficiency for all different fuels was measured to be between 80 and 82%. Fuel DF RF TBC2.9 TBC10 TBC20 TBC30 TBC40 TBC50 n=3 n=3 n=3 n=3 n=3 n=3 n=3 n= % 100 Efficiency Figure 9: Electrical and thermal efficiency of the CHP unit with different fuels 6 CONCLUSION AND OUTLOOK The use of citric acid esters as a pure fuel for conventional diesel engines is problematic due to the low ignitibility, but a limited admixture in order to improve the emission behaviour is possible. Various mixtures have been used in a vegetable oil compatible CHP and it was determined that dust emissions could be reduced by 40 % by adding 30 wt-% of TBC to rapeseed oil fuel. Furthermore nitrogen oxides emissions could be reduced whereas carbon monoxide as well as hydrocarbon emissions remained at the same level. However, increased fuel consumption was observed due to the lower net calorific value of the citric acid ester. The engine efficiency was hardly influenced. Further advantages of TBC/rapeseed oil fuel blends are improvements in viscosity and oxidation stability compared to the pure vegetable oil. Long term tests are necessary for an entire technical validation. Net calorific value η th η el 7 REFERENCES [1] Arpe, H.-J. (2007): Industrielle Organische Chemie, Bedeutende Vor- und Zwischenprodukte, 6. vollständig überarbeitete Auflage. Weinheim: Wiley-VCH, 536 pages [2] Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2005): Allgemeine Verwaltungsvorschrift zur Änderung der Verwaltungsvorschrift wassergefährdende Stoffe vom 27. Juli Liste nicht wassergefährdender Stoffe gemäß Nummer 1.2a (Anhang 1); Liste wassergefährdende Stoffe, Stoffgruppen und Gemische gemäß Nummer (Anhang 2), Bundesanzeiger, Jg. 57, Nr. 142a vom 30. Juli 2005, 36 pages [3] Heywood, J. B. (1988): Internal Combustion Engine Fundamentals. McGraw-Hill Series in Mechanical Engineering. New York: McGraw- Hill, 930 pages [4] Hofeneder, M. T. (2012): Eigenschaften und Eignung von Triethylcitrat und Tributylcitrat als Kraftstoff. Diplomarbeit. Durchgeführt am Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe. Hochschule Weihenstephan-Triesdorf, University of Applied Sciences. Weihenstephan- Triesdorf, 111 pages [5] Huber, G (2012): Emissions- und Betriebsverhalten eines Blockheizkraftwerks beim Einsatz biogener Kraftstoffe Aufbau eines BHKW-Versuchsstandes und Messungen. Masterarbeit. Durchgeführt am Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe. Technische Universität München, 102 pages [6] Ingendoh, A., März, U. (2010): Zitronensäureester als Kraft- und Heizstoffe, Offenlegungsschrift, DE A1. Berlin: Deutsches Patentamt, 7 pages [7] Janssen, A.; Jakob, M.; Schnorbus, T.; Kolbeck, A. (2011): Chancen und Herausforderungen der Ethanolbeimischung zum Dieselkraftstoff. MTZ Motortechnische Zeitschrift, Jg. 72, Nr. 7-8, S [8] Janssen, A.; Muether, M.; Pischinger, S.; Kolbeck, A.; Lamping, M. (2009): Tailor-Made Fuels: The Potential of Oxygen Content in Fuels for Advanced Diesel Combustion Systems. SAE 2009 Fuels and Lubricants Meeting, San Antonio; [9] Kaltschmitt, M.; Hartmann, H.; Baumbach, G.; Edelmann, W.; Good, J.; Hofbauer, H.; Lewandowski, I.; Meier, D.; Mory, A.; Nussbaumer, T; Obernberger, I.; Remmele, E.; Senn, T; Spliethoff, H.; Stelzer, T; Welling, J.; Widmann, B. (2009): Energie aus Biomasse - Grundlagen, Techniken und Verfahren. 2te Auflage. Berlin: Springer-Verlag, 1030 pages 119

120 G. Huber, E. Remmele, K. Thuneke, P. Emberger Parametry paliv a funkční vlastnosti emisí esterů kyseliny citrónové [10] Xu, J.; Jiang, J; Wie, L. V.; Gao, Y. (2011): Synthesis of tributylcitrat using solid acid as a catalyst. Chemicel Engineering Communications, Band 198, Heft 4, pages Parametry paliv a funkční vlastnosti emisí estrů kyseliny citrónové Abstrakt: Nejoblíbenější alternativní paliva pro (upravené) naftové motory jsou methylestery mastných kyselin (FAME nebo bionafta) a rostlinné oleje. Dále se předpokládá, že možnými biogenními náhradami by mohly být trietylcitrát (TEC) a tributylcitrát (TBC). Jejich použití jako paliva bylo patentováno v Německu v roce Mezi navrhované výhody podle patentové přihlášky patří malé množství usazenin vznikajících při spalování, nezávislost na dovozech energie, protože existuje možnost domácí produkce těchto látek a široká surovinová základna. Avšak srovnání jejich vlastností s příslušnými standardy pro paliva ukázalo, že jsou splněny pouze některé z požadavků. Nicméně je možné zlepšit některé parametry řepkového oleje (např. oxidační stabilitu a viskozitu), jestliže se estery kyseliny citrónové použijí jako složka směsi. Byla zkoumána provozní a emisní funkce kogenerační jednotky (CHP) na rostlinný olej poháněné různými směsmi řepkového oleje a TBC a rovněž byl zjištěno, že v důsledku vysokého obsahu molekulárně vázaného kyslíku byl provoz motoru bezporuchový a se sníženým množstvím emisí. K úplnému technickému ověření získaných poznatků musí být ještě provedeny dlouhodobé zkoušky. Klíčová slova: ester kyseliny citrónové, palivo, biopalivo, nafta Kontakt: G. Huber - Technology and Support Centre (TFZ) in the Centre of Excellence for Renewable Resources Technologie- und Förderzentrum (TFZ) im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe Schulgasse 18, Straubing, Germany tel.: fax: poststelle@tfz.bayern.de 120

121 K. Thuneke, P. Emberger Zkušenosti s novými traktory s pohonem na rostlinné oleje v Německu Zkušenosti s novými traktory s pohonem na rostlinné oleje v Německu K. Thuneke, P. Emberger - Technology and Support Centre in the Centre of Excellence for Renewable Resources, Straubing Experiences with New Vegetable Oil Compatible Tractors in Germany Abstract: Vegetable oils, used as fuel in compatible tractors reduce greenhouse gas emissions. Additionally they increase security of supply of moderately priced fuels for the agricultural sector. It is the purpose of a present research project, financed by the Bavarian State Ministry of Food, Agriculture and Forestry to investigate a fleet of so far 13 plant oil compatible tractors of different manufacturers in regard to operational reliability, power output, specific fuel consumption and exhaust gas emissions in practice field tests and on a test stand. All plant oil fuelled tractors showed very good performance and low exhaust gas emissions. However, further research on the long-time behaviour of new tractors with exhaust after treatment systems and the upcoming final exhaust stage IV is necessary. For broader market relevance, short-term stimulation of plant oil fuel use in agricultural machinery need to be introduced in Germany. Keywords: rapeseed oil, vegetable oil, tractor, emissions, operation and maintenance 1 INTRODUCTION Greenhouse gas emissions of agricultural products can be reduced by using pure vegetable oil fuel in tractors instead of diesel. The European Directive 2009/28/EC and national legislation guarantee the environmental sustainability of vegetable oil fuel. Regional processing of plant oils from rapeseed, sunflower, soybean, Camelina etc. in decentralised oil mills increases added value of rural areas and contributes to the supply of healthy edible oils, not genetically modified feed, valuable raw materials and high quality renewable energy. Rapeseed oil (RSO) is the predominant vegetable oil in Germany. Rapeseed oil quality is of crucial importance for a reliable operation of compatible diesel engines. Quality parameters for RSO, which is used as fuel, were defined in DIN in the year 2010 [1]. In January 2012 the limiting values for the content of calcium, magnesium and phosphorus were strongly reduced. This corresponds to the increased use of exhaust gas aftertreatment systems (e.g. diesel particulate filters and SCR catalysts), which can be affected in efficiency and maintenance by these elements. Apart from rapeseed oil also other vegetable oils, such as sunflower oil or soybean oil can be used as fuel. For these plant oils the German pre-standard DIN SPEC [2] has been developed to specify relevant fuel characteristics. According to the German Directive 10. BImSchV plant oil fuels have to meet the requirements of therein listed standards to be put on the commercial market. Also the energy tax incentives for agricultural use and the crediting for the biofuel quota depend on the compliance with the fuel standards. Therefore all industrial-scale and decentralised oil mills are - regardless of their size - obligated to offer high-quality standard conform plant oil fuel. Due to relevant properties, differing from diesel fuel, the use of rapeseed oil fuel requires the technical adaption of engine and periphery (especially fuel system), that is either realized directly by the vehicle or machinery manufacturer or by a conversion workshop. Hassel et al. (2005) [3], Rathbauer et al. (2008) [4], Thuneke et al. (2009) [5] and Emberger et al. [6] showed, that vegetable oil compatible tractors can be operated reliably with rapeseed oil fuel. Exhaust gas emissions strongly depend on the exhaust stage and the operating mode of the engine. Exhaust gas stage IIIA tractors of Fendt and Deutz-Fahr with manufacturer release for the use of rapeseed oil fuel were offered since For several years John Deere has been working on tractors fuelled with vegetable oil in demonstration projects [7] and since 2012 a plant oil tractor with exhaust gas stage IV is being developed together with the University of Kaiserslautern as well as the TFZ, funded by the Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR). The German agricultural supplier BayWa is adapting Fendt tractors with a dual fuel system and in Austria the company Waldland is also adapting tractors, such as CNH. It is the purpose of this work, to show the state of the art of pure rapeseed oil compatible tractors. Based upon several years of research with so far 13 tractors of different manufacturers and development stages (exhaust stage I, II, IIIA and IIIB), results regarding operational reliability, power output, fuel efficiency and exhaust gas emissions are evaluated. 2 APPROACH So far 13 vegetable oil compatible tractors, 12 of them are being operated at test farms of the Bavarian State Research Center for Agriculture are investigated. The tractors are listed in Table I. Most tractors are fully adapted to pure rapeseed oil (single-tank system) without using a secondary fuel system for cold starts or idle/low load operation. Four tractors, however, are equipped with a two-tank solution and featuring a fuel management system, which provides fuel from either, the plant oil or diesel tank depending on the operation mode. During test stand measurement the fuel management system is deactivated for better 121

122 K. Thuneke, P. Emberger Zkušenosti s novými traktory s pohonem na rostlinné oleje v Německu comparison. This means that during each test cycle, solely one type of test fuel was used. Most tractors fulfill exhaust stage IIIA, two even meet the latest exhaust stage IIIB. Table I: Data of monitored tractors Year Exhau Tractor type of st manu- stage John Deere 6210R Fendt 718 Vario John Deere 6630 John Deere 7830 New Holland T6080 Deutz-Fahr M 650 John Deere 6630 Fendt 820 Vario greentec Fendt 820 Vario greentec 2012 IIIB 2012 IIIB 2012 IIIA 2010 IIIA 2010 IIIA 2010 IIIA 2010 IIIA 2009 IIIA 2009 IIIA John Deere IIIA John Deere IIIA Deutz-Fahr II Fendt 412 Vario 2003 I 1) CR = Common-rail injection 2) PLN = Pump-line-nozzle Engine / injecti Engine power in kw Fuel tanks no. 6 cyl. CR 1) cyl. CR 1) cyl. CR 1) cyl. CR 1) cyl. CR 1) cyl. CR 1) cyl. CR 1) cyl. CR 1) cyl. CR 1) cyl. CR 1) cyl. CR 1) cyl. PLN 2) cyl. PLN 2) 94 1 Emission testing is based on the standard procedure of ISO [8]. Differing from type approvals, where engine test stands are used, here the measurement is done at the tractors with mounted engines (Figure 1). The power is measured at the power take-off (PTO) with a dynamometer (EGGERS PT 301 MES). As testing cycle the stationary 8-modetest, which is also known as Non-Road-Steady-Cycle (NRSC) is applied. Within the NRSC the emission results of every single test stage are added up with consideration of specified weighting factors. The emission results over the whole test cycle are calculated in g/kwh PTO. A detailed description of the exhaust gas test stand is given in Thuneke et al. (2009) [5]. Recorded exhaust gas emissions are nitrogen oxides (NO X ), carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC) and particulate mass (PM), which are limited by law and thus referred to as limited components. Besides the emission concentrations, the power at the rear power take-off (PTO), torque and fuel consumption are logged continuously. As reference fuel specified diesel test fuel (CEC RF-06-03) was used. Tested plant oil fuel was coldpressed rapeseed oil, complying with the national German standard DIN for rapeseed oil fuel. Figure 1: Plant oil compatible tractor at test stand of the Technology and Support Centre (TFZ) 3 RESULTS 3.1 Operation behaviour The two tractors, which are shown in Figure 2, a Fendt Farmer Vario 412 (stage I) and a Deutz-Fahr Agrotron TTV 1160 (stage II) are being operated at the test farm LVFZ Kringell exclusively with rapeseed oil fuel. Only during the cold winter months, diesel fuel is used. Both tractors proved their full suitability in everyday s use for some 5800 h (Fendt) and 4400 h (Deutz-Fahr) so far. Apart from one defect fuel feed pump no failures or damages occurred, which can be attributed to the operation with plant oil fuel. The analyses of the engine oil demonstrate the necessity of a more frequent engine oil exchange (every 250 operating hours) for the plant oil compatible tractors with pump-line-nozzle injection, due to the typical accumulation of plant oil fuel in the engine oil. Regarding performance, both tractors operating with rapeseed oil fuel showed no significant change during the whole operation period. In accordance with former results a slightly higher power output in comparison to diesel fuel could be achieved with the Fendt tractor (Figure 3). Figure 2: Plant oil compatible tractors: Fendt Farmer Vario 412 and Deutz-Fahr Agrotron TTV

123 K. Thuneke, P. Emberger Zkušenosti s novými traktory s pohonem na rostlinné oleje v Německu Power output at power take-off (OECD Code 2) 200 kw Rapeseed oil fuel, 4910 h (n=3) Rapeseed oil fuel, 4900 h (n=2) Diesel fuel, 4890 h (n=2) Rapseed oil fuel, 2662 h (n=1) equivalent engine torque power output at power take-off spec. gravimetric fuel consumption 800 Nm Equivalent engine torque 620 g/kwh Specific gravimetric fuel consumption share of fuel, accumulating in the engine oil is very low for the stage IIIA engines with common-rail injection. This indicates a proper combustion during plant oil operation and results in low maintenance efforts, comparable with diesel operation. Using rapeseed oil fuel all tractors with exhaust gas stage IIIA and common-rail injection system revealed a lower power output than with diesel fuel (in opposite to the Fendt tractor with pump-line-nozzle injection - see above). Reasons therefore are differences in the net calorific value between rapeseed oil fuel and diesel fuel as well as the type, design and modulation of the injection system. Hence, general statements about increasing or decreasing performance by using plant oil fuel cannot be made. In any case, power output adjustment is possible by injection parameter modulation /min 2000 Engine rotation speed 220 Figure 3: Power output, torque, fuel consumption of a plant oil compatible Fendt Farmer Vario 412 tractor with diesel and rapeseed oil fuel Inspection of the engines confirmed the good condition of both tractors. Figure 4 shows the pistons of the Fendt tractor. As it can be seen pistons and cylinders were completely free of deposits with exception of harmless reddish residues at one piston (cylinder 4). Besides that, the compression pressure in each of the cylinders was at a constant high value, indicating well sealed piston rings. Figure 4: Pistons, cylinder heads and cylinder liners of Fendt Vario 412 (exhaust stage I) at engine inspection after 5000 h Further investigations on operation behaviour were carried out with three exhaust gas stage IIIA tractors: two plant oil compatible prototypes of John Deere 6930 Premium (Figure 5) and one Fendt 820 Vario greentec. The tractors are operated at the test farms LVFZ Kringell, LVFZ Achselschwang and Grub. Performance and fuel consumption hardly showed any variances during the investigated period. The Figure 5: Plant oil compatible prototype John Deere 6930 Premium 3.2 Emission behaviour Overall the exhaust gas components nitrogen oxides (NOX), carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC) and particulate mass (PM) determined at a tractor test stand remained at the same level during the investigation period. Figure 6 gives an overview of the results of emission measurements of four tractors with the exhaust stages I, II, IIIA and IIIB with rapeseed oil and diesel fuel. The height of the columns corresponds to the arithmetic average of three repetitions. There is a significant reduction of emission level with proceeding exhaust stage for nearly all components. Considering the higher values determined at a tractor test stand (by referring them to the work at the power take-off) in comparison to engine related values at engine test stands for type approvals the relevant limiting values are met by all tractors with diesel and rapeseed oil fuel. 123

124 K. Thuneke, P. Emberger Zkušenosti s novými traktory s pohonem na rostlinné oleje v Německu g/kwh PTO NO x and CO emissions related to PTO work I II IIIA IIIB Exhaust Stages of Tractors I II IIIA IIIB Rapeseed oil fuel Diesel fuel <0.01 <0.01 I II IIIA IIIB <0.001 <0.001 I II IIIA IIIB NO X CO HC PM 0,9 g/kwh PTO 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 HC and PM emissions related to PTO work Figure 6: Specific emissions of NOX, CO, HC and PM (particle mass) of four tractors (exhaust stages I, II, IIIA, IIIB) with rapeseed oil and diesel fuel operation during the stationary 8-mode-test (NRSC) according to modified ISO 8178 Comparing rapeseed oil and diesel operation, little higher NOX, but lower CO, HC and particle mass (PM) emissions were observed with rapeseed oil for the tractors with exhaust stages I, II and IIIA. Higher NOX emissions for plant oil fuelled engines result from fuel born oxygen and higher combustion temperatures, both factors that stimulate NOXformation. Tractor with exhaust stage IIIB that is equipped with an SCR exhaust aftertreatment system for exhaust denitrification shows only marginally higher NOX emissions during plant oil operation and very low concentrations of CO, HC and PM, which were close to the detection limit. Overall differences in emission behaviour between vegetable oils and diesel fuel decrease with proceeding exhaust stage and emission control measures. The observed emission behaviour of tractors using the 8-mode-test with rapeseed oil and diesel fuel are consistent with former studies. 4 CONCLUSIONS 13 plant oil fuelled tractors (exhaust gas stage I, II, IIIA and IIIB) performed a total of about 20,000 operating hours in field operation and saved about 250,000 l fossil diesel fuel or nearly 500 t CO2- equivalents. The tractors have proved full suitability in everyday s use. Apart from one defect fuel pump no considerable failures or damages were observed. The inspection of engines from tractors with up to 5000 operating hours confirmed the very good condition of the tractors. Even exhaust gas aftertreatment systems enabled a reliable operation with lower emissions. Performance and fuel consumption showed no changes during the investigated period. Exhaust gas emissions of the tested tractors are generally low. Differences between plant oil and diesel fuel almost disappear at low emission levels such as exhaust stage IIIB. Positive results have encouraged the agricultural machinery industry to develop tractor applications for exhaust gas stage IV for both, diesel and pure plant oil fuel operation. Therefore, it is essential to carry on testing their performance and long term behaviour with pure plant oil fuel. For a higher share of plant oil fuel used in agricultural machinery public relation work has to be enhanced and framework conditions have to be improved for market stimulation. 5 REFERENCES [1] DIN (2010): Fuels for vegetable oil compatible combustion engines Fuel from rapeseed oil Requirements and test methods. [2] DIN SPEC (2012): Fuels for vegetable oil compatible combustion engines Fuel from vegetable oil Requirements and test methods. [3] Hassel, E., Prescher, K., Berndt, S., Flügge, E., Golisch, J., Harkner, W., Schümann, U., Sy, G., Wichmann, V. (2005): Praxiseinsatz von serienmäßigen neuen rapsöltauglichen Traktoren. Abschlussbericht. Lehrstuhl für Kolbenmaschinen und Verbrennungsmotoren der Universität Rostock. Rostock: Eigenverlag. [4] Rathbauer, J., Krammer, K., Kriechbaum, T., Prankl, H., Breinesberger, J. (2008): Rapsöl als Treibstoffalternative in der Landwirtschaft. BMLFUW-LE /0037-II/1/2006, Forschungsprojekt Nr. 1337, Endbericht. Wieselburg: HBLFA Francisco Josephinum, BLT Biomass/Logistics/Technology; St. Pölten: AGRAR PLUS GmbH. [5] Thuneke, K., Gassner, T., Emberger, P., Remmele, E. (2009): Untersuchungen zum Einsatz rapsölbetriebener Traktoren beim Lehr-, Versuchs- und Fachzentrum für Ökologischen Landbau und Tierhaltung Kringell. Berichte aus dem TFZ, Nr. 17. Straubing: Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe. [6] Emberger, P., Thuneke, K., Remmele, E. (2013): Pflanzenöltaugliche Traktoren der Abgasstufe IIIA. Berichte aus dem TFZ, Nr. 32. Straubing: Technologie- und Förderzentrum. [7] Dieringer S., Pickel, P. (2011): One Tank - Multiple Fuels. In: The 2ndVegOil Consortium (ed.). Demonstration of 2nd Generation Vegetable Oil Fuels in Advanced Engines: Work package 7 Dissemination. Brussels; 2011, p [8] International Organization for Standardisation (ISO) (2006): ISO Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 1: Testbed measurement of gaseous and particulate exhaust emissions. Second edition Geneva, Switzerland: International Organization for Standardization (ISO). 6 ACKNOWLEDGEMENT The authors would like to thank the Bavarian State Ministry of Food, Agriculture and Forestry for financing the study as well as the providers of the tractors for their support. Many thanks go also to the 124

125 K. Thuneke, P. Emberger Zkušenosti s novými traktory s pohonem na rostlinné oleje v Německu Bavarian State Research Centre for Agriculture and the test farms for excellent co-operation. Zkušenosti s novými traktory s pohonem na rostlinné oleje v Německu Abstrakt: Rostlinné oleje používané jako palivo do vhodně upravených traktorů snižují množství emisí skleníkových plynů. Kromě toho zvyšují bezpečnost dodávek cenově výhodných paliv pro zemědělství. Cílem současného výzkumného projektu financovaného bavorským Ministerstvem zemědělství, výživy a lesnictví je zjišťovat u skupiny 13 traktorů tohoto typu od různých výrobců provozní spolehlivost, výkon, měrnou spotřebu paliva a emise výfukových plynů v praktických polních zkouškách a na testovací stolici. Všechny traktory poháněné rostlinným olejem prokázaly velmi dobrou výkonnost a malé množství emisí výfukových plynů. Je však nezbytný další výzkum zaměřený na dlouhodobé sledování funkce těchto nových traktorů vybavených systémy dodatečné úpravy výfukových plynů a na splnění aktuálních emisních limitů označovaných jako Stage IV. Pro větší rozšíření na trhu je třeba v Německu v krátkodobém časovém horizontu stimulovat používání rostlinných olejů u zemědělských strojů. Klíčová slova: řepkový olej, traktor, emise, provoz a údržba Kontakt: K. Thuneke - Technology and Support Centre (TFZ) in the Centre of Excellence for Renewable Resources Technologie- und Förderzentrum (TFZ) im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe Schulgasse 18, Straubing, Germany tel.: fax: poststelle@tfz.bayern.de internet: 125

126 P. Emberger, K. Thuneke, E. Remmele Spalování čistých rostlinných olejů v zařízení na testování zážehu paliv Spalování čistých rostlinných olejů v zařízení na testování zážehu paliv P. Emberger, K. Thuneke, E. Remmele - Technology and Support Centre in the Centre of Excellence for Renewable Resources, Straubing Combustion of Pure Vegetable Oils in a Fuel-Ignition-Tester Abstract: The ignition and combustion behaviour is of vital importance for a fuel to be used in diesel engines, but only little information is available for vegetable oils. Target of the project was to analyse the ignition and combustion behaviour of different vegetable oils in a Fuel-Ignition-Tester. Therefore, ten different vegetable oils and two mixtures of vegetable oils were used. The vegetable oils were characterised by using their fatty acid composition. Based on that, the average number of double bonds and the average number of carbon atoms of the fatty acids were calculated. To evaluate the results, a multivariate regression analysis was performed. The analysis showed that the average number of carbon atoms had no significant effect on the ignition delay. Between the average number of double bonds and the ignition delay we found a linear relationship with a high coefficient of determination. An increasing number of double bonds leads to a longer ignition delay. The longer the ignition delay the higher the amount of fuel burning in the first, premixed combustion phase. In the subsequent combustion phases the vegetable oils showed no differences. Keywords: biofuel, combustion, characterization, internal combustion engine, vegetable oil 1 INTRODUCTION The most commonly used pure vegetable oil fuel in Germany is rapeseed oil. Using rapeseed oil has many benefits for the environment and rural economy. Following the Renewable Energy Directive of the European Union the savings in greenhouse gas emissions for rapeseed oil fuel are 57 % (default value) [1]. Rapeseed oil fuel can be produced in smallscaled decentralised oil mills [2] and is a chance to raise the regional value added in rural regions. Furthermore, rapeseed oil is characterised by a high biodegradability and a low exposure for water pollution. Also, rapeseed oil is one of the renewable fuels with the highest energy density. Hence, rapeseed oil is an excellent fuel for purposes where high power is needed in environmentally sensitive areas like agriculture and forestry. In several fleet tests the usage of pure rapeseed oil as fuel for agricultural machinery was demonstrated [1]-[7]. In the fleet tests mainly rapeseed oil fuel was used and it was recognized, that vegetable oil compatible tractors can be reliably operated with rapeseed oil fuel of high quality. The quality requirements for rapeseed oil fuel are defined in the German standard DIN [8]. For other vegetable oils a pre-standard DIN SPEC [9] was released in September 2012 and at European level a CEN Workshop Agreement CWA [10] was established. In the German national standards a requirement for the ignitability is defined. For testing the ignitability a constant volume combustion chamber (CVCC) apparatus shall be used. Methods to determine a cetane number (CN) with a CFR- or BASF-engine are not applicable for vegetable oil [11]. EN [12] and EN [12] describe methods to determine a derived cetane number (DCN) using CVCC devices. Both methods are based on the measurement of the ignition delay (time between start of injection and start of combustion) after injection of the fuel sample into a heated and pressurized CVCC. The standards include equations to calculate a derived cetane number using the ignition delay. In DIN and DIN SPEC some necessary adaptions of EN are stated to determine a derived cetane number for vegetable oils. The adaptions are a defined initial combustion chamber pressure of 2.2 MPa, an initial combustion chamber temperature of 530 C and a fuel temperature of 75 C. Furthermore, the derived cetane number is not calculated using a common equation but through comparison with a calibration curve based on reference fuels of known cetane number. Still, there are uncertainties of the application and precision of this adapted method. In DIN and DIN SPEC it is stated that this parameter cannot be used for legal disputes. By Freedman et al. [14] it was mentioned that some fatty acid methyl esters and some triacylglycerides have a higher cetane number than cetane (hexadecane) itself. Hence, the applicability of the cetane scale to evaluate the ignition quality of fatty materials has to be questioned. Furthermore, Freedman et al. [14] recognized that the fatty acid composition of fatty acid methyl esters and technical triacylglycerides is influencing the derived cetane number. Further research on the influence of the fatty acid composition on the ignition behaviour in CVCC was made for fatty acid esters [15]-[21]. For vegetable oils hardly any information is available. Thus, target of the research was to determine the ignition behaviour of pure vegetable oils in a CVCC device and to search for relationships to the fatty acid composition of the vegetable oils. Furthermore, the combustion behaviour of vegetable oils in a CVCC should be analysed. 126

127 P. Emberger, K. Thuneke, E. Remmele Spalování čistých rostlinných olejů v zařízení na testování zážehu paliv 2 MATERIALS AND METHODS 2.1 Vegetable oils For the research ten vegetable oils were used: coconut oil, palm oil, high-oleic sunflower oil, jatropha oil, rapeseed oil, corn oil, soybean oil, sunflower oil, camelina oil and linseed oil. The fatty acid composition of the oils was analysed according to ISO 5508 [22]. Out of the fatty acid composition the two structure indices average number of carbon atoms AC and average number of double bonds ADB were calculated using following equations. ( FAi nc, i AC= ) FAi ( FAi ndb, i) ADB= FAi Hereby nc,i is the number of carbon atoms of the fatty acid i, ndb,i is the number of double bonds of the fatty acid i and FAi is the mass fraction of the fatty acid i, taken from the fatty acid composition. By this we got two structure indices that account for the two most important differences of the fatty acids in the triacylglycerides of the vegetable oils. 2.2 Constant volume combustion chamber (CVCC) For the determination of the ignition and combustion behaviour a Fuel-Ignition-Tester (FITTM) was used. The technical specifications of the FIT are listed in Table I and a schema of the FIT is given in Figure 1. Table I: Technical specification of the used Fuel- Ignition-Tester (FIT TM ) Property Value/type CC* volume 630 ml CC* pressure max. 3.5 MPa CC* temperature max. 800 K Injection nozzle Single hole nozzle Nozzle hole diameter 0.25 mm Nozzle opening pressure 33.0 MPa Injection pump Single cylinder injection pump Pressure sensor Kistler RHU B01V0238 Sampling rate 20 khz *CC: Combustion chamber The FIT was operated with an initial combustion chamber pressure of 2.2 MPa, an initial combustion chamber temperature of 525 C and the fuel temperature was set to 75 C. Except of the combustion chamber temperature, the other settings were chosen according to the specifications of the vegetable oil standards DIN and DIN SPEC The combustion chamber temperature was set 5 K below the recommended setting, because our FIT was not able to reach 530 C initial combustion chamber temperature. Fuel tank Pneumatic actuator Injection pump Pressure sensor Injection nozzle Needle lift sensor Sample flush valve Cooling jacket Combustion chamber Thermocouple Figure 1: Schema of the Fuel-Ignition-Tester (FIT TM ) (reference: Fueltech, modified) After injection of the fuel into the combustion chamber and after the ignition delay, the fuel starts to burn. The heat release due to combustion causes a pressure rise inside the chamber. This pressure rise is detected by a sensor. The ignition delay is defined as the time between the start of injection (detected by a needle lift sensor) and the first pressure rise of 0.2 MPa in the combustion chamber. For the determination of the ignition delay the trials were made in triplicate for every fuel. One trial is based on 20 injections into the combustion chamber. Furthermore, we regularly checked the correct function of the FIT between the trials by measuring a diesel reference fuel CEC RF Because of the uncertainties on the applicability of the cetane scale for fatty compounds we focused on the measured ignition delay as scale for the ignitability and did not try to derive a cetane number. The evaluation of the combustion behaviour was made by using the speed of pressure rise within the combustion chamber. The speed of pressure rise was determined by calculating the average pressure rise of the 60 single injections of every fuel sample. The average pressure rise was smoothed using a Savitzkygolay filter of second order over a time period of 1 ms. Afterwards, the smoothed data was differentiated to get the speed of pressure rise. The speed of pressure rise enabled us to make a qualitative classification into the three combustion phases that are typical for direct-injection combustion. The first combustion phase is the premixed combustion, the second is the mixing controlled combustion and the third is the late combustion. Further information on the direct injection combustion phases is available in Heywood [23]. A multiple linear regression analysis was performed to identify relations between the structure indices of vegetable oils and the measured ignition delay. 127

128 P. Emberger, K. Thuneke, E. Remmele Spalování čistých rostlinných olejů v zařízení na testování zážehu paliv 3 RESULTS AND DISCUSSION 3.1 Properties of the vegetable oils In Table II the fatty acid compositions of the tested vegetable oils are listed. Coconut oil is characterised by a high amount of saturated acids (lauric and myristic acid) whereas linseed oil consists mainly of unsaturated fatty acids (linolenic, linoleic and oleic acid). Table II: Fatty acid composition of coconut oil (CC), palm oil (PA), high-oleic sunflower oil (HO), jatropha oil (JA), rapeseed oil (RA), corn oil (CR), soybean oil (SO), sunflower oil (SU), camelina oil (CA) and linseed oil (LI) Fatty acid CC PA HO JA RA CR SO SU CA LI Caproic C6:0 0.6 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 Caprylic C8:0 7.7 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 Capric C10:0 6.0 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 Lauric C12: <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 Myristic C14: <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 Palmitic C16: Palmitoleic C16: <0.1 Stearic C18: Oleic C18: Linoleic C18: Linolenic C18:3 < Arachidic C20: Gadoleic C20:1 < < Behenic C22:0 0.2 < < Erucic C22:1 <0.1 <0.1 <0.1 < < < <0.1 Lignoceric C24:0 0.1 < < Table III shows the calculated structure indices average number of carbon atoms AC and average number of double bonds ADB. ADB is varying from for coconut oil to for linseed oil. AC was ± 0.33 for most of the vegetable oils, except coconut oil and palm oil, which had a lower AC. To get a better variation of AC two mixtures with coconut oil were prepared. Additionally to the variation of AC it was a target to reach the ADB of palm oil. Mixture 1 was made of 42.1 g of coconut oil and 57.9 g higholeic sunflower oil. Mixture 2 was prepared by using 73.6 g coconut oil and 26.4 g linseed oil. Table III: Average number of carbon atoms AC and average number of double bonds ADB of the vegetable oils Vegetable oil AC ADB Coconut Palm Mixture Mixture High Oleic Jatropha Rapeseed Corn Soybean Sunflower Camelina Linseed Combustion behaviour The combustion behaviour of the vegetable oils was assessed using the speed of pressure rise in the combustion chamber. The speed of pressure rise of selected vegetable oils is shown in Figure 2. After the start of injection the speed of pressure rise is in the range of 0 MPa/ms. This indicates that the combustion chamber pressure is not varying much. After about 2 ms the speed of pressure rise is beginning to increase for coconut oil. This indicates the start of combustion and the end of ignition delay. The first, premixed combustion phase is usually characterised by a high heat release rate. This results from the rapid combustion of the injected fuel that has mixed with air within its flammability regions during the ignition delay [23]. Because of the high heat release rate the pressure in the combustion chamber is raising fast which can be seen in the high speed of pressure rise. Figure 2 already shows that the ignition delay of the vegetable oils is differing. A longer ignition delay leads to a later start of combustion and a higher local maximum of the speed of pressure rise. This indicates an increasing amount of fuel burning in the first combustion phase. The premixed combustion phase is followed by the mixing-controlled. In this phase the heat release is controlled by the rate at which mixture becomes available [23]. For coconut oil and mixture 1 the speed of pressure rise is in the same range (0.08 to 0.10 MPa/ms) for a longer period. For the other vegetable oils the mixing controlled combustion phase is hardly to identify because of the intensive premixed combustion phase. In the late combustion phase no differences in speed of pressure rise between the vegetable oils have been recognized. This indicates similar combustion behaviour in this phase. 128

129 P. Emberger, K. Thuneke, E. Remmele Spalování čistých rostlinných olejů v zařízení na testování zážehu paliv The main difference in the combustion behaviour of the vegetable oils is the intensity of the first, premixed combustion phase. This is caused by the different ignition delays. When the first combustion phase is finished, the speed of pressure rise is about the same for all vegetable oils. This indicates that in the subsequent combustion phases the vegetable oils have similar combustion behaviour. Speed of pressure rise 0.25 MPa ms -1 Start of Injection High-oleic Rapeseed sunflower oil oil Mixture 1 Coconut oil End of Injection Camelina oil ms 20 Time Figure 2: Speed of pressure rise in the combustion chamber of the FIT after injection of coconut oil, mixture 1, high-oleic sunflower oil, rapeseed oil and camelina oil 3.3 Ignition delay The ignition delay of the vegetable oils is shown in Table IV. The ignition delay varied from 2.58 ms to 5.93 ms. The most saturated vegetable oil (coconut oil) had the shortest ignition delay and the most unsaturated vegetable oil (linseed) had the longest. The vegetable oils are listed in Table IV according to increasing average number of double bonds ADB. In about the same order the ignition delay is rising. This already shows that the ignition delay seems to have a relation to ADB. The ignition delays of the mixtures were close to the ignition delay of palm oil. Palm oil and the mixtures were characterised by nearly the same ADB but with different AC. Also it could be recognized that with increasing AC the ignition delay is increasing in tendency. Table IV: Arithmetic mean of the ignition delay τid of the vegetable oils determined in the Fuel-Ignition- Tester (vegetable oils listed according to increasing ADB) Vegetable oil Ignition delay τid in ms Coconut oil 2.58 Palm oil 3.14 Mixture Mixture High-oleic sunflower oil 3.98 Jatropha oil 4.11 Rapeseed oil 4.50 Corn oil 4.48 Soybean oil 4.56 Sunflower oil 4.41 Camelina oil 5.48 Linseed oil 5.93 Freedman et al. [14] also recognized an increasing ignition delay (decreasing derived cetane number) with increasing ADB and increasing AC for technical triacylglycerides. The influence of ADB was higher than that of AC. This is in agreement with the present study using pure vegetable oils. The multiple linear regression analysis using AC and ADB as independent variables to estimate the ignition delay showed that AC is insignificant. Hence, AC was removed from the model and a simple linear regression analysis using only ADB as variable was performed. The resulting model was significant (performing a t-test) with a high adjusted coefficient of determination of The result of the regression analysis is shown in Figure 3. In Figure 3 the ignition delay of the diesel reference fuel CEC RF 0603 is included. The ignition delay of the reference diesel fuel (with a cetane number of 53.9) is in the range of the ignition delay of vegetable oils with an ADB of 1.0 to 1.2. Coconut oil, palm oil and the vegetable oil mixtures had a shorter ignition delay than the used diesel fuel, which indicates a better ignitability under the tested conditions. Ignition delay τ id 8 ms Diesel fuel CEC RF τ id = (1.78 * ADB )ms; R 2 0 = adj Average number of double bonds ADB Figure 3: Arithmetic mean and maximum deviation of the ignition delay τ id of vegetable oils in relation to the average number of double bonds ADB and compared to diesel fuel 4 CONCLUSIONS Vegetable oils are differing concerning their ignition and combustion behaviour. Main differences are in the duration of the ignition delay and in the first, premixed combustion phase. The longer the ignition delay the higher the amount of fuel burning within the first combustion phase. In the subsequent combustion phases no differences were recognized between the vegetable oils. Hence, the ignition delay seems to be the most important difference between the vegetable oils that influences the following combustion phase. The ignition delay of vegetable oils is related to their fatty acid composition. In this study the structure indices average number of carbon atoms AC and average number of double bonds ADB were used to find relations. The ignition delay of the vegetable oils 129

130 P. Emberger, K. Thuneke, E. Remmele Spalování čistých rostlinných olejů v zařízení na testování zážehu paliv is increasing with rising average number of double bonds ADB. The average number of carbon atoms AC showed no significant effect on the ignition delay under the tested conditions. The saturation of the vegetable oils seems to be the most important factor influencing the ignition behaviour. Within the study a model could be developed to predict the ignition delay of vegetable oils in the Fuel- Ignition-Tester by using the average number of double bonds ADB as independent variable. Concerning the standardisation of vegetable oil fuel it can be concluded that the ignition delay is an adequate measure for the ignitability. Because of the linear relation between the ignition delay and the structure index ADB the determination of a derived cetane number seems to be not necessary. Furthermore, an inclusion of ADB and the ignition delay model into the standards would enable the user of the standard to identify the use of ignition improvers in vegetable oil fuel. Further research is necessary to get more data about the repeatability and reproducibility of measuring the ignition delay and the determination of ADB based on the analysed fatty acid composition. 5 REFERENCES [1] Directive 2009/28/EC of the European Parliament and of the Council of 23 April 2009 on the promotion of the use of energy from renewable sources and amending and subsequently repealing Directives 2001/77/EC and 2003/30/EC [2] Remmele E. Handbuch Herstellung von Rapsölkraftstoff in dezentralen Ölgewinnungsanlagen. 2nd ed. Gülzow: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR); [3] Hassel E, Prescher K, Berndt S, Flügge E, Golisch J, Harkner W, et al. Praxiseinsatz von serienmäßigen neuen rapsöltauglichen Traktoren. Abschlussbericht. Rostock: University of Rostock; [4] Rathbauer J, Krammer K, Kriechbaum T, Prankl H, Breinesberger J. Rapsöl als Treibstoffalternative in der Landwirtschaft. Wieselburg; St. Pölten: HBLFA Francisco Josephinum, BLT Biomass, Logistics, Technology; BLT Biomass, Logistic, Technology; AGRAR PLUS GesmbH; [5] Thuneke K, Gassner T, Emberger P, Remmele E. Untersuchungen zum Einsatz rapsölbetriebener Traktoren beim Lehr-, Versuchs- und Fachzentrum für Ökologischen Landbau und Tierhaltung Kringell. Straubing: Technologieund Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe (TFZ); [6] Dieringer S, Pickel P. One Tank - Multiple Fuels. In: The 2ndVegOil Consortium (ed.). Demonstration of 2nd Generation Vegetable Oil Fuels in Advanced Engines: Work package 7 Dissemination. Brussels; 2011, p [7] Emberger P, Thuneke K, Remmele E. Langzeiterfahrungen zum Einsatz von Rapsölkraftstoff in Traktoren der Abgasstufe I und II. Straubing: Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe (TFZ); [8] DIN 51605:2010. Fuels for vegetable oil compatible combustion engines Fuel from rapeseed oil Requirements and test methods. [9] DIN SPEC 51623:2012. Fuels for vegetable oil compatible combustion engines Fuel from vegetable oil Requirements and test methods. [10] CEN European Committee for Standardization. CWA Fuels and biofuels - Pure plant oil fuel for diesel engine concepts - Requirements and test methods. Bruessels: CEN European Committee for Standardization; [11] Remmele E, Widmann B, Wilharm T. Measurement of the cetane number of rapeseed oil fuel using the "Fuel Ignition Analyser". In: Palz W, Spitzer J, Maniatis K, Kwant K, Helm P, Grassi A, (ed.). Twelfth European Biomass Conference: Biomass for energy, industry and climate protection proceedings of the international conference held in Amsterdam, The Netherlands, June Florence, Italy, Munich: ETA-Florence; WIP-Munich; 2002, p [12] EN 15195:2007. Liquid petroleum products Determination of ignition delay and derived cetane number (DCN) of middle distillate fuels by combustion in a constant volume chamber. [13] EN 16144:2012. Liquid petroleum products Determination of ignition delay and derived cetane number (DCN) of middle distillate fuels Fixed range injection period, constant volume chamber method. [14] Freedman B, Bagby MO, Callahan TJ, Ryan TW. Cetane Numbers of Fatty Esters, Fatty Alcohols and Triglycerides Determined in a Constant Volume Combustion Bomb. Warrendale, PA: SAE International [15] Knothe G, Bagby MO, Ryan TW. Cetane Numbers of Fatty Compounds: Influence of Compound Structure and of Various Potential Cetane Improvers. Warrendale, PA, USA; [16] Knothe G, Matheaus AC, Ryan TW. Cetane numbers of branched and straight-chain fatty esters determined in an ignition quality tester. Fuel 2003;82(8): [17] Knothe G. Dependence of biodiesel fuel properties on the structure of fatty acid alkyl esters. Fuel Processing Technology 2005;86(10): [18] Knothe G. Designer Biodiesel: Optimizing Fatty Ester Composition to Improve Fuel Properties. Energy & Fuels 2008;22(2): [19] Lapuerta M, Rodríguez-Fernández J, Font de Mora E. Correlation for the estimation of the 130

131 P. Emberger, K. Thuneke, E. Remmele Spalování čistých rostlinných olejů v zařízení na testování zážehu paliv cetane number of biodiesel fuels and implications on the iodine number. Energy Policy 2009;37(11): [20] Tong D, Hu C, Jiang K, Li Y. Cetane Number Prediction of Biodiesel from the Composition of the Fatty Acid Methyl Esters. American Oil Chemists' Society 2011;88(3): [21] Bamgboye AI, Hansen AC. Prediction of cetane number of biodiesel fuel from the fatty acid methyl ester (FAME) composition. International Agrophysics 2008;22(1):21 9. [22] ISO 5508:1990. Animal and vegetable fats and oils Analysis by gas chromatography of methyl esters of fatty acids. [23] Heywood JB. Internal Combustion Engine Fundamentals. New York: McGraw-Hill; ACKNOWLEDGEMENT The authors would like to thank the Bavarian State Ministry of Food, Agriculture and Forestry for financing the study. Spalování čistých rostlinných olejů v zařízení na testování zážehu paliv Abstrakt: Funkce zážehu a spalování má zásadní význam pro použití paliva v naftových motorech, ale je k dispozici pouze málo informací týkajících se rostlinných olejů. Cílem projektu bylo analyzovat funkci zážehu a spalování při použití různých rostlinných olejů v zařízení na testování zážehu paliv. Bylo proto použito deset různých rostlinných olejů a dvě jejich směsi s charakteristickým složením jejich mastných kyselin. Na tomto základě byly vypočítány průměrné počty dvojných vazeb a průměrné počty atomů uhlíku mastných kyselin. K vyhodnocení výsledků byla provedena regresní analýza s množstvím proměnných. Tato analýza ukázala, že průměrný počet atomů uhlíku neměl žádný podstatný účinek na zpoždění zážehu. Mezi průměrným počtem dvojných vazeb a zpožděním zážehu se zjistil lineární vztah s vysokým koeficientem determinace. Zvyšující se počet dvojných vazeb vede k delší době zpoždění. Čím je delší doba zpoždění zážehu, tím je větší množství paliva spalovaného v první fázi spalování. V následujících fázích spalování nevykazovaly rostlinné oleje žádné rozdíly. Klíčová slova: biopalivo, spalování, charakteristické údaje, spalovací motor, rostlinný olej Kontakt: P. Emberger - Technology and Support Centre (TFZ) in the Centre of Excellence for Renewable Resources Technologie- und Förderzentrum (TFZ) im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe Schulgasse 18, Straubing, Germany tel.: fax: poststelle@tfz.bayern.de 131

132 J. Cvengroš, Z. Cvengrošová, E. Buzetzki, J. Augustínová, B. Vasilkovová, J. Mikulec Biooleje z rýchlej pyrolýzy biomasy Biooleje z rýchlej pyrolýzy biomasy J. Cvengroš, Z. Cvengrošová, E. Buzetzki, J. Augustínová, B. Vasilkovová, *J. Mikulec Fakulta chemickej a potravinárskej technológie STU, Bratislava *VÚRUP, a.s., Bratislava Biooils from Fast Pyrolysis of Biomass Abstract Specific properties of biooil obtained by fast pyrolysis create a necessity of continual research, which is conditioned by importance, implementation possibilities and significance of parameters, which have to be checked from the physical, catalytic and application point of view. The fossil fuels are the main sources of energy at the present time. Their limited availability and as well as the fact, that they can t be obtained from renewable sources, create growing necessity to develop new technologies of biofuel production on the basis of renewable sources. The biomass is sole and greatest primary source of energy in the world. The wood and various waste materials originating from agriculture and forestry inclusive of energy crops create already nowadays almost 15% of total energy consumption. The biomass, as a renewable material with only insignificant contents of sulphur and nitrogen, represents extraordinarilypure source of energy. The utilization of this energy reduces dependence on fossil fuels and also reduces the emissions of carbon dioxide. The biomass absorbs CO 2 during the grow period and releases it in the course of combustion. This fact enables recycling of atmospherical CO 2 and contributes only on a small scale to the greenhouse effect. Keywords: biooil, fast pyrolysis, hydroprocesses, catalytic cracking, steam reforming, liquefaction Úvod Výroba tepla a energií spaľovaním fosílnych palív a ich derivátov spôsobuje neustále zvyšovanie hladiny skleníkových plynov. Keďže zásoby fosílnych palív sú obmedzené je potrebné hľadať alternatívne zdroje energie vo forme biopalív na báze biomasy ako obnoviteľného zdroja uhlíka. Hnacou silou je snaha dosiahnuť energetickú bezpečnosť a zredukovať závislosť na fosílnych palivách ako aj znížiť množstvo emisií oxidu uhličitého. Z ekonomického hľadiska existuje enormný záujem vyvinúť technológie, ktorými by bolo možné získať z lacných lignocelulózových odpadov produkty, použiteľné ako plnohodnotné palivo. Vhodnou surovinou sú rôzne poľnohospodárske, resp. lesné odpadné produkty ako napr. slama, kukuričné kôrovie a rôzny lesný odpad [1-7]. Medzi tri hlavné postupy termochemického spracovania biomasy patrí spaľovanie, splyňovanie a pyrolýzne procesy. Tepelným rozkladom organického skeletu biomasy, prebiehajúcom v neprítomnosti kyslíka, sa získa komplikovaný reakčný produkt, obsahujúci veľké množstvo tuhých, kvapalných a plynných látok. Pyrolýzne procesy sa prevažne delia na karbonizáciu (veľmi pomalá pyrolýza), konvenčnú (pomalú) pyrolýzu a rýchlu pyrolýzu v závislosti od reakčných podmienok. Pri nízkych reakčných teplotách a dlhšej zádržnej dobe vzniká ako hlavný reakčný produkt uhlie. Pri vysokých reakčných teplotách a kratšej zádržnej dobe vznikajú z biomasy prevažne plynné produkty. Mierne reakčné teploty a krátka zádržná doba sú optimálne pre vznik kvapalných produktov [1-6]. Rozbor problému Rýchla (fast, flash) pyrolýza. Pri rýchlej pyrolýze pri teplote do 500 C a reakčnej dobe do 2 sekúnd sa biomasa rozkladá veľmi rýchlo a vznikajú prevažne pary a aerosoly popri menších množstvách uhlia a plynov. Po rýchlom ochladení a kondenzácii sa získa vo výťažkoch do 75 % tmavohnedá kvapalina s polovičnou výhrevnosťou v porovnaní s konvenčnými fosílnymi palivami, ktorej elementárna analýza je veľmi blízka elementárnej analýze východiskovej suroviny [1-3]. Pre rýchlu pyrolýzu je charakteristické [1,6]: - veľmi vysoká rýchlosť zohrievania a vysoká rýchlosť prestupu tepla do častíc biomasy si vyžaduje, aby surovina bola jemne rozomletá na častice menšie ako 3 mm, pretože biomasa obecne má nízku tepelnú vodivosť; - dosiahnutie maximálneho výťažku kvapalného produktu je podmienené precíznou kontrolou reakčnej teploty okolo 500 C; - sekundárne reakcie možno potlačiť na minimum ak zádržná doba horúcich pár pyrolýznych produktov v reakčnom priestore je nižšia ako 2 sekundy; - rýchlym odstránením tuhých častíc sa zabráni krakovaniu pár; - rýchle ochladenie a kondenzácia horúcich pár pyrolýznych produktov je podmienkou dosiahnutia vysokých výťažkov biopaliva. Kľúčovou úlohou pri rýchlej pyrolýze je dosiahnuť optimálnu reakčnú teplotu častíc biomasy. Druhým dôležitým faktorom je dosiahnutie minimálnej doby počas ktorej sú častice vystavené nízkym teplotám, čím sa potlačí produkcia uhlia. Surovina nesmie obsahovať viac ako 10 % vody, čím sa zníži obsah 132

133 J. Cvengroš, Z. Cvengrošová, E. Buzetzki, J. Augustínová, B. Vasilkovová, J. Mikulec Biooleje z rýchlej pyrolýzy biomasy vody v kvapalnom reakčnom produkte. Dostatočná rýchlosť reakcie sa dosiahne použitím jemne rozomletej biomasy na častice do 3 mm. Vysoký výťažok biooleja je podmienený rýchlym a účinným odstránením tuhých častíc uhlia a popola, ktoré katalyzujú krakovanie pár a rovnako aj rýchlym ochladením a kondenzáciou pár. Obsah tuhých častíc v aerosóloch je asi 0,15 % hm. [1,4]. Vlastnosti surového pyrolýzneho biooleja. Surový pyrolýzny kvapalný produkt je komplexnou zmesou kyslíkatých organických zlúčenín, heterocyklických zlúčenín a vody, ktorej množstvo je sumou vlhkosti z východiskovej suroviny a reakčnej vody. Získava sa rýchlym schladením, pri ktorom dochádza k tzv. zmrazeniu reakčných medziproduktov rýchlej degradácie hemicelulóz, celulózy a lignínu. Veľké množstvo reaktívnych látok v kvapaline je príčinou jej špeciálnych vlastností. Je to v podstate mikroemulzia tvorená vodným roztokom rozkladných produktov holocelulózy, ktorá stabilizuje diskontinuálnu fázu pyrolytických makromolekúl lignínu pomocou vodíkových väzieb. Základným kritériom kvality biooleja je obsah vody, acidita, stabilita a reaktivita [1]. Chemické a fyzikálne vlastnosti biooleja, získaného rýchlou pyrolýzou, určujú jeho spaľovacie vlastnosti a spôsobujú problémy pri skladovaní a manipulácii. Medzi kľúčové vlastnosti patrí výhrevnosť, korozívnosť a stabilita počas skladovania. Obsah vody v biooleji dosahuje % hm. v závislosti od použitej suroviny a podmienok pyrolýzy [1-3]. Bioolej v závislosti od východiskovej suroviny obsahuje až 350 rôznych zlúčenín, ako sú kyseliny, aldehydy, alkoholy, cukry, estery, ketóny, heterocyklické zlúčeniny a aromáty. Nízke ph 2-4 je spôsobené predovšetkým prítomnosťou kyseliny mravčej asi 7,7 % hm. a octovej cca 4,6 % hm. V koncentrácii okolo 1 % hm. obsahuje bioolej aj kyselinu 3-metyl benzoovú a 1,2-benzén dikarboxylové kyseliny. Z kondenzovaných aromatických uhľovodíkov je najvyšší obsah 2,3,5- trimetylfenantrénu do 2 % hm., obsah antracénu a fenantrénu nepresahuje 0,5 % hm. Z karbonylových zlúčenín je v najvyššej koncentrácii 2-hydroxybenzaldehyd 2,4 % hm., 3,5-dimetyl-4- hydroxybenzaldehyd 2,1 % hm., 1-hydroxy-2- propanón 2,2 % hm. a 1-[4-hydroxy-3-metoxy]- acetofenón 1,5 % hm. Z heterocyklických zlúčenín prevláda 2,6-dimetyl-4-on-4H-pyrán 2,6 % hm. [2, 3, 8]. Spalné teplo (higher heating value) kvapalného pyrolýzneho produktu výrazne znižuje vysoký obsah vody a kyslíkatých zlúčenín. Bioolej obsahujúci asi 25 % vody má spalné teplo okolo 17 MJ/kg. Prítomnosť veľkého množstva polárnych kyslíkatých látok spôsobuje tiež jeho nerozpustnosť v uhľovodíkoch. Typický surový bioolej získaný rýchlou pyrolýzou drevnej suroviny obsahuje asi 25 % vody, má ph 2,5 a hustotu 1200 kg/m 3. Obsahuje maximálne 56 % uhlíka, 6 % vodíka, 38 až 50,3 % kyslíka a 0-0,1 % dusíka. Viskozita pri 40 C je 40 až 100 mpa.s, obsah tuhých častíc (uhlie) je 0,1 % a destilačný zvyšok po vákuovej destilácii je vyšší ako 50 % [1, 2, 6]. Bioolej nepredstavuje výrazné riziko zo zdravotného, environmentálneho a bezpečnostného hľadiska [1]. Zvyšovanie kvality pyrolýzneho biooleja. Biolej získaný rýchlou pyrolýzou možno použiť priamo na výrobu elektriny v modifikovaných plynových turbínach a dieselových motoroch, bez predchádzajúcej úpravy ho však nemožno použiť ako transportné palivo. Limitujúcimi faktormi je jeho vysoká kyslosť, nízka tepelná stabilita, nízka výhrevnosť, vysoká viskozita a korozivita, ako aj zlé lubrifikačné vlastnosti. Zhodnotenie takýchto biopalív je zložitým problémom, je len v štádiu výskumu v laboratórnych podmienkach a využitie týchto výsledkov v priemyselnom merítku si vyžiada ešte veľa času a finančných prostriedkov. Čiastočným, časovo menej náročným riešením, je hľadať možnosti použitia biopaliva ako zmesného paliva s transportnými palivami. Nízku rozpustnosť biooleja, spôsobenú prítomnosťou polárnych kyslíkatých látok vo vysokej koncentrácii, možno zvýšiť prídavkom octanu etylnatého [3]. Bioolej možno zhodnotiť upgradingom rôznymi fyzikálnymi, chemickými a katalytickými postupmi [1]. Fyzikálne postupy zhodnocovania pyrolýznych bioolejov. Filtráciou horúcich pár možno zredukovať množstvo uhlíkatých častíc pod 0,01 % a obsah alkálií na hodnotu 10 ppm. Zníženie obsahu tuhých častíc výrazne zvýši stabilitu biooleja. Najdôležitejšou vlastnosťou, ktorá ovplyvňuje kvalitu biooleja, je jeho nekompabilita s konvenčnými palivami, spôsobená vysokým obsahom kyslíkatých zlúčenín, tuhých častíc, vysokou viskozitou a chemickou nestabilitou. Získanie konvenčného transportného paliva, ako je napr. nafta, gazolín a kerozín, vyžaduje zníženie obsahu kyslíka a konvenčnú rafináciu. Konvenčná rafinácia môže byť komplikovaná priebehom kondenzačných reakcií a pyrolýzou, katalyzovanou prítomnými tuhými časticami [1]. Spalné teplo biooleja možno výrazne zvýšiť destiláciou surového pyrolýzneho oleja pri zníženom tlaku 2 kpa a teplote do 80 C. Výťažok takto upraveného biooleja dosahuje 61 % hm., obsah kyslíka poklesne na 9,2 % hm. a spalné teplo stúpne dvojnásobne na 34,2 MJ/ kg. Destiláciou sa zníži obsah vody na 0,01 % hm., ph sa zvýši na hodnotu 7. Pre destilovaný bioolej je charakteristický nízky obsah kyslíka a teda aj nižší pomer O/C v porovnaní s východiskovým pyrolýznym olejom, čo je dôležitý fakt z hľadiska produkcie transportných palív. Po destilácii poklesne výrazne obsah kyseliny mravčej /0,6 % hm./ a octovej /0,36 % hm./. Dikarboxylové aromatické kyseliny úplne zreagujú, obsah 3- metylbenzoovej kyseliny poklesne na 0,05 % hm. Z karbonylových zlúčenín sa výrazne zníži hlavne 133

134 J. Cvengroš, Z. Cvengrošová, E. Buzetzki, J. Augustínová, B. Vasilkovová, J. Mikulec Biooleje z rýchlej pyrolýzy biomasy koncentrácia 1-hydroxy-2-propanonu /pokles o 90 %/, obsah ostatných karbonylových zlúčenín poklesne v rozpätí od 15 do 25 %. V prípade aromatických uhľovodíkov trojnásobne vzrastie obsah antracénu a fenantrénu, avšak asi o 20 % poklesne obsah 2,3,5- trimetylfenantrénu. Rovnaký pokles je aj v prípade 2,6-dimetyl-4-on-4H-pyránu. Pri skladovaní za vhodných podmienok je získaný bioolej stabilný a jeho viskozita s časom sa prakticky nemení. Výťažok vodnej fázy je asi 29 % a obsahuje prevažne vodu, organické kyseliny a ďalšie kyslíkaté organické zlúčeniny. Tuhý destilačný zvyšok je okolo 10 % hm [2]. Prídavok vody do biooleja znižuje jeho viskozitu, zvyšuje stabilitu, ale súčasne znižuje výhrevnosť. Na druhej strane prídavok vody umožňuje výhodnú separačnú technológiu. Pri mnohých aplikáciách biooleja je viskozita dôležitým parametrom. V závislosti od použitej suroviny, obsahu vody, obsahu ľahkých podielov a doby starnutia sa mení v širokom intervale od 25 mm 2 /s po 1000 mm 2 /s. Za normálnych skladovacích podmienok je bioolej stabilný aj počas niekoľkých rokov. Jeho starnutie je výsledkom pomalých sekundárnych kondenzačných a polymerizačných, prípadne aj oxidačných reakcií a prejaví sa pomalým zvyšovaním viskozity s časom a miernym zvýšením obsahu vody vznikajúcou reakčnou vodou [2,4]. Starnutie možno redukovať, resp. kontrolovať prídavkom polárnych rozpúšťadiel, hlavne alkoholov, napr. metanolu alebo etanolu. Pri oddestilovaní vody, prípadne ľahších frakcií z kvapalného pyrolýzneho produktu pri zahriati na 100 C alebo vyššiu teplotu sa priebeh sekundárnych reakcií urýchli a vzniká tuhý destilačný zvyšok [1]. Zhodnocovanie zvyšovanie kvality - pyrolýzneho biooleja chemickými postupmi Esterifikácia. V prítomnosti kyslých katalyzátorov a vhodných alkoholov, ako je metanol, etanol alebo butanol, prebieha esterifikácia prítomných kyselín a acetylizácia karbonylových zlúčenín, pričom z kyselín vznikajú príslušné estery a z karbonylových zlúčenín acetály, resp. ketály a uvoľňuje sa reakčná voda. Dosiahnutie úplnej konverzie týchto reakcií je podmienené kontinuálnym odstraňovaním reakčnej vody azeotropickou destiláciou alebo reaktívnou destiláciou [1,9]. Stabilitu pyrolýzneho oleja možno výrazne zvýšiť alkoholýzou etanolom v prítomnosti molekulových sít za miernych reakčných podmienok. Reakčná voda sa v tomto prípade odstraňuje reaktívnou adsorpciou s molekulovými sitami. Týmto postupom sa dosiahne podstatné zlepšenie vlastností takto upraveného oleja v porovnaní s východiskovým bioolejom [2]. Hydroprocesy. Pri zhodnocovaní kvapalných pyrolýznych produktov hydrogenačnými postupmi sa dosiahne podstatné zníženie obsahu kyslíkatých látok a prípadne až ich úplné odstránenie. Pri hydroprocesoch reaguje kyslík s vodíkom a vzniká voda. Pre tieto procesy sú charakteristické vysoké tlaky do 21 MPa a teploty do 400 C. Získaný reakčný produkt má vlastnosti podobné nafte a je potrebné ho následne rafinovať. Podmienky procesu sú podobné ako pri desulfurizácii petrolejových frakcií a vhodnými katalyzátormi sú CoMo alebo NiMo, resp. ich nasulfidované formy, nanesené na alumine alebo aluminosilikátoch. Na nasulfidovaných Co-Mo- P katalyzátoroch v prostredí tetralínu možno znížiť obsah kyslíka z 41,8 na 3 % hm., na nasulfidovanom Co-Mn katalyzátore dokonca až na 0,3 % hm. Pri vysokých obsahoch vody v biooleji sú nosiče ako alumina, resp. aluminosilikáty nestabilné [1,2]. Pri katalyzovanej hydrogenačnej úprave surového pyrolýzneho oleja z rýchlej pyrolýzy v prostredí rozpúšťadla, ktoré je donorom vodíka, je potrebné v surovine znížiť obsah vody. Voda sa odstraňuje azeotropickou destiláciou s toluénom, resp. inými postupmi. Zníži sa tým riziko dezaktivácie katalyzátora, ako aj problém enormného stúpnutia tlaku v reakčnom prostredí, spôsobený prítomnosťou vodných pár [2]. Pri hydrogenačnom spracovaní biooleja je výhodné rozdeliť proces na dve časti, na mierny stabilizačný stupeň, po ktorom nasleduje hĺbková hydrogenácia. Hydrogenáciou biooleja pri 360 C a tlaku 17 MPa v dvoch stupňoch sa získa 36 % tuhých produktov so 7 %-ným obsahom kyslíka a 30 % kvapalného podielu. Ľahká frakcia je dobre miešateľná s uhľovodíkmi. Z pôvodného množstva uhlíka vo východiskovej surovine sa 30 % uhlíka spotrebuje na výrobu ľahkej frakcie a ďalších 30 % uhlíka obsahuje ťažká frakcia. Vhodným hydrogenačným katalyzátorom je Ru/C a Pd/C. Pri hydrogenačných procesoch prebiehajú konkurenčné reakcie. Vplyvom vysokej teploty vzniká koks a vysoko molekulové látky, ktoré dezaktivujú katalyzátor. Zvýšenie kvality sa dosiahne hydrogenáciou a krakovaním. Efektívnosť procesu by sa výrazne zvýšila vývojom katalyzátorov, v prítomnosti ktorých sa obmedzí tvorba koksu a vysokomolekulových látok. Perspektívu pre získavanie cenných chemikálií predstavuje hydrogenácia kombinovaná s katalytickým krakovaním. Je to však relatívne nová oblasť výskumu, náročná na čas, vynaloženú energiu a financie [5]. Kyslosť biooleja možno výrazne zredukovať hydrogenáciou za miernych reakčných podmienok pri 200 C a tlaku vodíka 3 MPa v prítomnosti vyredukovaného Mo-10 Ni katalyzátora, naneseného na γ-alumine. Z kyseliny octovej vzniká prechodne acetaldehyd a následne etanol, ktorý esterifikuje kyselinu octovú a vzniká octan etylnatý [10]. Katalyzované pyrolýzne procesy. Použitie heterogénnych katalyzátorov pri procesoch zhodnocujúcich pyrolýzne biooleje zvyšuje selektivitu tvorby niektorých látok. Hlavým cieľom je zníženie obsahu kyslíka v biooleji. Získaný produkt obsahuje viacej aromatických uhľovodíkov a je viskóznejší v porovnaní s nekalyzovanými procesmi [5]. Postupy, využívajúce zeolity ako katalyzátory, môžu prebiehať 134

135 J. Cvengroš, Z. Cvengrošová, E. Buzetzki, J. Augustínová, B. Vasilkovová, J. Mikulec Biooleje z rýchlej pyrolýzy biomasy v kvapalnej alebo plynnej fáze za podmienok blízkych pyrolýznym procesom. Vhodnými katalyzátormi sú H- ZSM-5 a ZSM-5, v prítomnosti ktorých vznikajú vo vysokých výťažkoch kvapalné produkty a propylén. Dochádza však aj k zakoksovaniu katalyzátora, produkt má vysoké celkové číslo kyslosti a vedľajšími produktmi sú voda a oxid uhličitý [1,5]. Pri tomto procese výrazne poklesne obsah kyslíkatých zlúčenín ako sú organické kyseliny, aldehydy, estery, alkoholy a ketóny a vznikajú prevažne aromatické a polyaromatické uhľovodíky. Výťažok uhľovodíkov, vzhľadom na východiskový bioolej, s HZMS-5 katalyzátorom dosiahol 27,9 % hm., s H-Y katalyzátorom 14,1 % hm, s mordenitom 4,4 %, so silicalitom 5% a so zmesným katalyzátorom silikaalumina 13,2 % hm. [2]. Pri katalytickej pyrolýze v prítomnosti ZSM-5 katalyzátorov vzniká 20 až 30 % aromatických uhľovodíkov, ktoré sú cennou chemickou surovinou. Maximálny výťažok uhľovodíkov sa dosiahol so ZSM-5 substituovanými s Ni, Co, Fe a Ga. Toluén vznikol vo výťažku 3,5 % hm. Podiel vyšších frakcií v biooleji možno zredukovať použitím zmesných oxidov medi a zinku. Vysokú deoxygenačnú aktivitu vykazujú Pt katalyzátory nanesené na alumine, obsah kyslíka v biooleji poklesne z 41,4 na 2,8 % hm. Takto upravený olej má vysoký obsah aromátov, obsahuje relatívne vysoké množstvo alkylsubstituovaných benzénov a cyklohexánov. Koncentrácia nearomatických kyslíkatých zlúčenín poklesne na minimum [5]. V jednostupňovom procese sa pyrolyzuje biomasa v prítomnosti ZSM-5 na gazolín, dieselové palivo, vykurovací olej a vznikajú prevažne C6-C9 aromatické uhľovodíky ako benzén, toluén, xylény, trimetylbenzény a prípadne aj naftalén. Aby sa dosiahol dostatočný styk pyrolýznych pár s katalyzátorom, je potrebné dosiahnuť vysokú rýchlosť vyhrievania suroviny a pracovať s vysokým pomerom katalyzátor/surovina [1,2]. Gazolín z biomasy možno získať aj termochemickým procesom pri nízkej teplote okolo 200 C a dlhej zádržnej dobe asi 20 min. Pri katalyzovanej pyrolýze je nutné striktne dodržiavať reakčnú teplotu a katalyzátor musí byť dostatočne stabilný voči tepelnému a mechanickému namáhaniu[1]. Katalytické krakovanie. Pri katalytickom krakovaní pyrolýznych pár v prítomnosti kyslých zeolitických katalyzátorov pri 350 až 450 C a atmosferickom tlaku sa organické kyslíkaté zlúčeniny dehydratujú, dekarboxylujú, krakujú, aromatizujú, kondenzujú, alkylujú, resp. polymerizujú. Vzniká kvapalný produkt, tvorený vodnou a organickou fázou, plynné produkty a koks, ktorý sa usadzuje na povrchu katalyzátora. Vodná vrstva obsahuje širokú paletu kyslíkatých organických nízkomolekulových látok. V organickej fáze sa nachádzajú vysokomolekulové nerozpustné organické zlúčeniny. V prítomnosti ZSM-5 katalyzátora sa dosiahne až 90 % konverzia alkoholov, aldehydov, ketónov, kyselín a esterov. Za týchto podmienok prakticky nereagujú fenoly a étery. Z alkoholov a ketónov vznikajú vo vysokom výťažku aromatické uhľovodíky. Z kyselín a esterov vznikajú prevažne plynné produkty, voda a uhlie a v nízkych výťažkoch aj aromáty [11-13]. Predpokladaný výťažok aromátov vhodných ako prímes do gazolínových zmesí je asi 20 % vzhľadom na biomasu, resp. 40 % z energetického hľadiska. Pri tomto procese v sekundárnom reaktore pri vypaľovaní (regenerácii) zakoksovaného katalyzátora z kyslíka vzniká oxid uhličitý a uhoľnatý. Surový reakčný produkt obsahujúci aromáty možno rafinovať v konvenčných rafinériách. Výhodou týchto procesov je, že prebiehajú pri atmosferickom tlaku a nevyžadujú prítomnosť vodíka [1,12]. Pri integrovanom procese, pozostávajúcom z rýchlej pyrolýzy a katalytického krakovania, pary z pyrolyzéra sa neskondenzujú na bioolej, ale postupujú priamo do reaktora s komerčným katalyzátorom Mobil MCSG-2, kde pri 450 C vznikajú uhľovodíky v 12,7 % výťažku vzhľadom na východiskovú drevnú biomasu [12]. Pyrolýza biomasy pri zníženom tlaku v porovnaní s inými pyrolýznymi postupmi má niekoľko výhod. Pri krátkej zádržnej dobe a nízkej pyrolýznej teplote sa v podstatnej miere zredukuje priebeh vedľajších reakcií, zvyšuje sa výťažok kvapalného produktu a jeho kvalita a vzniká menej surového aktívneho uhlia. Pre tento proces sú charakteristické teploty do 450 C a tlak 15 kpa [13]. Alternatívou voči klasickému krakovaniu je krakovanie za miernejších podmienok, katalyzované bázickými katalyzátormi, pri ktorom vznikajú len produkty odvodené z celulózy a hemicelulózy a cieľom je minimálna tvorba koksu a plynov. Vhodnými katalyzátotorom je ZnO a čerstvo kalcinované dvojvrstvové Zn/Al a Mg/Al hydroxidy. V prítomnosti týchto katalyzátorov možno získať upravený /zhodnotený/ bioolej [1]. Parný reforming. Zo zmesí kyslíkatých uhľovodíkov možno získať alkány a vodík reformingom, resp. dehydratačno-dehydrogenačnými procesmi. Prevažná časť kvapalného pyrolýzneho produktu je rozpustná vo vode a obsahuje hlavne kyslíkaté uhľovodíky [1]. Parným reformingom sa získa z biooleja syntézny plyn (syngas). Reakcia prebieha pri vysokých teplotách 600 až 800 C, vysokej prietokovej rýchlosti v prítomnosti Ni katalyzátora. Hlavným problémom pri tejto technológii je deaktivácia katalyzátora vznikajúcim koksom [5]. Splyňovaním biomasy v prítomnosti pary ako splyňovacieho činidla sa získa plynné palivo s vysokým obsahom vodíka. Vzájomný pomer vodíka a CO v tomto plyne je cca 1 a možno ho použiť ako syngas pre FT syntézne procesy, pri ktorých nie je potrebné separovať a dočisťovať vodík zo zmesných plynov. Snahou je zvýšiť obsah vodíka 135

136 J. Cvengroš, Z. Cvengrošová, E. Buzetzki, J. Augustínová, B. Vasilkovová, J. Mikulec Biooleje z rýchlej pyrolýzy biomasy v produktoch vysokoteplotného parného splyňovania na 60 obj. % [14]. Liquifikácia. Skvapalňovanie je alternatívnym procesom, ktorým možno získať z biomasy bioolej. Pri skvapalňovaní prebieha tepelný rozklad veľkých molekúl na nestabilné medziprodukty s nižšou molekulovou hmotnosťou, ktoré následne polymerizujú a výsledným produktom je bioolej. Biomasa sa zmieša s vodou a bázickými katalyzátormi (uhličitan sodný) a proces v porovnaní s pyrolýzou prebieha pri nižšej teplote 250 až 450 C a vyššom tlaku tlaku 5-20 atm a dlhšej zádržnej dobe. Kombinácia týchto parametrov spôsobuje zdraženie procesu, avšak získaný bioolej obsahuje menej kyslíka % v porovnaní s bioolejom, vyrobenom konvenčnými pyrolýznymi postupmi. Výhodou je, že jeho následná úprava je technologicky menej náročná a ekonomicky výhodnejšia [8]. Deoxyliquifikáciou rôznej biomasy možno získať bioolej so spalným teplom vyšším ako 40 MJ/kg. Molárny pomer H/C v biooleji je vyšší ako 1,5 a obsah kyslíka je nižší ako 6 mol. %. Hlavnými reakčnými produktmi sú alkány, cykloalkány a aromatické uhľovodíky. Vlastnosti takéhoto biooleja sú porovnateľné s ropou, s výnimkou obsahu kyslíka. Bioolej z lístia obsahoval prevažne uhľovodíky, a to alkány C7-C29 a aromáty a veľmi málo fenolov. Produkt získaný z dreva obsahoval prevažne fenoly pri nízkom obsahu uhľovodíkov [15]. Distribúciu reakčných produktov možno výrazne ovplyvniť prítomnosťou etanolu, resp. acetónu ako liquifikačného rozpúšťadla [14]. Vo vodnom prostredí sú vhodnými katalyzátormi Fe a uhličitan sodný, kedy pri teplote C za vákua v prítomnosti vodíka pri reakčnej dobe 10 minút sa získal bioolej v 36,3 % výťažku. Hlavnými zložkami biooleja sú prevažne deriváty fenolu ketóny, estery karboxylových kyselín, deriváty benzénu, alkány s dlhým reťazcom, aldehydy a ich deriváty [16]. Biomasa je surovina s hustotou asi 150 kg/m 3 a jej transport na zberné miesta je drahý a spojený s vysokými nákladmi na spotrebou pohonných hmôt a množstvo potrebných vozidiel. Konverzia biomasy na kvapalinu rýchlou pyrolýzou v mieste zdroja biomasy, resp. v blízkom okolí redukuje podstatne cenu transportu ako aj záťaž životného prostredia, pretože hustota pyrolýznej kvapaliny je 1200 kg/m 3, t.j. asi 10-násobnne vyššia v porovnaní s východiskovou surovinou. To vedie k snahe vytvoriť sieť malých pyrolýznych jednotiek s produkciou kvapaliny až t/rok, ktorá by sa transportovala na spracovanie do centrálnej jednotky. Kvapalný bioolej, získaný rýchlou pyrolýzou, má značné výhody z hľadiska lacnejšieho transportu a možnosti jednoduchšieho skladovania [1]. Záver Úpravou biooleja získaného rýchlou pyrolýzou hydrogenačnými postupmi sa podstatne zníži obsah kyslíka v biooleji a zvýši jeho výhrevnosť. Nevýhodou tohto postupu je vysoká cena procesu a možnosť ľahkej dezaktivácie katalyzátora. Katalytické krakovanie je relatívne lacnejšie, katalyzátor sa však rýchlo dezaktivuje a výťažky upraveného biooleja sú relatívne nízke. Kvapalný bioolej z rýchlej pyrolýzy má značnú výhodu z hľadiska lacnejšieho transportu a možnosti jednoduchšieho skladovania v porovnaní z východiskovou biomasou. Otvára tiež možnosti vytvárania nových pracovných miest a navyše je potenciálnym zdrojom cenných chemikálií. I keď cena biomasy je veľmi nízka technologické postupy jej spracovania na biopalivá sú ekonomicky náročné. Napriek intenzívnemu dlhoročnému výskumu dosiahnuté výsledky zatiaľ neumožňujú komercionalizáciu, hlavne z ekonomických dôvodov. Poďakovanie Táto práca bola podporená Agentúrou pre podporu výskumu a vývoja na základe Zmluvy č. APVV This program was supported also by ESPAN Burgenland Austria; European Union. European Regional Development Fund REACT Literatúra 1. V. Bridgwater. Review of fast pyrolysis of biomass and product upgrading. Biomass and Bioenergy 38 (2012) Ji-Lu Zheng, Qin Wei. Improving the quality of fast pyrolysis bio-oil by reduced pressure distillation.biomass and Bioenergy 35 (2011) M.Garcia-Perez, Jun Sheng, Xiao Shan Wang, Chun-Zhu Li. Production and fuel properties of fast pyrolysis oil/biodiesel blends. Fuel ProcessingTechnology 91 (2010) J. Lédé, F. Broust, Fatou-Toutie Ndiaye, M. Ferrer.Properties of bio-oil produced by biomass fast pyrolysis in a cyclone reactor. Fuel 86 (2007) E Butler, G. Devlin, D. Meier, K. McDonnell. A review of recent laboratory research and commercial developments in fast pyrolysis and upgrading. Renewable and Sustainable Energy Reviews 15 (2011) M.F.Demirbas, M. Balat,H. Balat. Biowastes-tobiofuels. Energy Conversion and Management 52 (2011) Y.Abu. Biodiesel from lignocellulosic biomass- Prospects and challenges. Waste Management. XX (2012). 8. D. M: Alonso, J.Q. Bond, J.A. Dumesic. Catalylytic Conversion of Biomass to Biofuels. Green Chem. 12 (2010) L. Moens, S.K. Black, M.D. Myers, S. Czernik. Study of the neutralization and stabilization of a mixed hardwood bio-oil. Energy and Fuels 23 (2009) Ying Xu, Tiejun Wang, Longlong Ma, Qi Zhang,Wei Liang. Upgrading of the liquid fuel 136

137 J. Cvengroš, Z. Cvengrošová, E. Buzetzki, J. Augustínová, B. Vasilkovová, J. Mikulec Biooleje z rýchlej pyrolýzy biomasy from fast pyrolysis of biomass over MoNi/γ- Al2O3 catalyst. Applied Energy 87 (2010) Demirbas. The influence of temperature on the yields of compounds existing in bio-oils obtained from biomass samples via pyrolysis. Fuel processing Technology 88 (2007) R. French, S. Czernik. Catalytic pyrolysis of biomass for biofuels production.fuel Processing Technology 91 (2010) A.V. Bridgwater, G.V.C.Peacocke. Fast pyrolyssis processes for biomass. Renewable Sustainble Energy Rev. 4 (2000) L. Ma, T. Wang, Q. Liu, X. Zhang,W. Ma, Q. Zhang. A review of thermal-chemical conversion of lignocellulosic biomass in China. 30 (2012) L.Wu, S. Guo, C. Wang, Z. Yang. Production of alkanes (C7-C29) from different part of poplar tree via direct deoxy-liquification. Bioresour Technol 100 (2009) P. Sun, M. Heng, S. Sun, J. Chen. Direct liquification of paulownia in hot compressed water: influence of catalysts. Energy 35 (2010) Biooleje z rýchlej pyrolýzy biomasy Abstrakt: Špecifické vlastnosti biooleja získaného rýchlou (flash, fast) pyrolýzou vyvolávajú potrebu kontinuálneho výskumu, podmieneného významom, realizačnými možnosťami a dosahom parametrov, ktoré musia byť preskúmané z fyzikálneho, katalytického a aplikačného hľadiska. Fosílne palivá sú v súčasnosti hlavnými zdrojmi energie. Ich obmedzená dostupnosť, ako aj fakt, že nie sú z obnoviteľných zdrojov, vyvoláva rastúce potreby rozvoja nových technológii biopalív na báze obnoviteľných zdrojov. Biomasa je jediným a najväčším primárnym energetickým zdrojom na svete. Drevo, rôzne poľno-hospodárske a lesné odpady, vrátane energetických plodín, tvoria už dnes takmer 15 % z celkovej energetickej spotreby. Biomasa ako obnoviteľný materiál so zanedbateľným obsahom síry a dusíka predstavuje mimoriadne čistý zdroj energie. Jej využitie zníži závislosť na fosílnych palivách a zredukuje emisie oxidu uhličitého. Biomasa absorbuje CO 2 počas rastu a uvoľňuje ho pri spaľovaní, čím umožňuje recykláciu atmosferického CO 2 a prispieva len malej miere k skleníkovému efektu. Kľúčové slová: bioolej, rýchla (fast) pyrolýza, hydroprocesy, katalytické krakovanie, parný reforming, liquifikácii Kontakt: doc. Ing. Ján Cvengroš, DrSc. Fakulta chemickej a potravinárskej technológie, Slovenská technická univerzita, Bratislava jan.cvengros@stuba.sk Ing. Jozef Mikulec VÚRUP, a.s., Vlčie hrdlo, P.O.BOX 50, Bratislava 23 jozef.mikulec@vurup.sk 137

138 V.A. Dubrovin, S.V. Dragnev, A.I. Grigorovič Stav a perspektivy normativního zajištění výroby a využití motorových biopaliv na Ukrajině Stav a perspektivy normativního zajištění výroby a využití motorových biopaliv na Ukrajině Current State and Perspectives of Normative Securing of Production and Utilization of Biofuels in Ukraine V.A. Dubrovin, S.V. Dragnev, A.I. Grigorovič National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Kyiv Production of biofuels, it means bioethanol and biodiesel, was influenced by expected revocation (by June 1, 2013) of existing national Ukrainian standards for automotive petrols DSTU 4063:2001 and diesel DSTU , which are in compliance with environmental standards of EURO 2. After this revocation, there will be valid only in compliance with EU standards harmonized national standards DSTU 4839:2007 Automotive petrols of advanced quality - Technical specifications and DSTU 4840:2007 Diesel fuel of advanced quality - Technical specifications, which stipulate the possibility to add into motor fuels max. 5% vol. (V/V) biofuels. According to the evaluation of the State Agency for Energy Efficiency and Energy Savings there was produced in Ukraine by January 1, tonnes of bioethanol and 318 tonnes of biodiesel. In 2013 there is anticipated a considerable increase of biofuels production, especially bioethanol. In the state register of alternative kinds of fuels there are enlisted 9 kinds of biofuels and 115 blended fuels inclusive of E85 fuel destined for use in vehicles equipped by spark ignition engine adapted to this fuel and blended diesel fuel B30 containing 30% V/V fatty acid methyl esters (FAME). The Act No VI of June 19, 2012 On Amendments of Some Ukrainian Laws Related to the Production and Use of Motor Fuels with Content of Biocomponents specifies the increase of normatively determined share of production and use of blended motor fuel. The bioethanol content in automotive petrols, which are produced and used in the territory of Ukraine is the following: - recommended quantity in 2013 min. 5% V/V, - obligatory quantity in period of min. 5% V/V, - obligatory quantity in 2016 min. 7% V/V. The quality of bioethanol destined for production of blended motor fuel and also fuel additives on the basis of bioethanol obtained by synthesis with use of bioethanol or by blending with organic compounds and fuel gained from the raw material containing hydrocarbon is regulated by the standard DSTU 7166:2010 Bioethanol - Technical specifications valid from January 1, This standard specifies the technical requirements and test methods for bioethanol in accordance with European standards. In connection with it there are harmonized the standards for determination of bioethanol quality parameters. In 2012 there were elaborated the standards DSTU EN Automotive fuels - Bioethanol as a blending component of petrol - Determination of phosphorus content - Ammonium molybdate spectrometric methods, Výroba biopaliv, bioethanolu a bionafty byla ovlivněna očekávaným ukončením (k 1. červnu 2013) stávajících národních norem Ukrajiny pro automobilové benziny DSTU 4063:2001 a motorové nafty DSTU , které vyhovují ekologickým normám EURO 2. Poté zůstanou v platnosti jen v souladu s normami Evropské unie harmonizované národní normy DSTU 4839:2007 Automobilové benziny zvýšené kvality - Technické podmínky a DSTU 4840:2007 Motorová nafta zvýšené kvality - Technické podmínky, které předepisují možnost přidávat do motorových paliv max. 5 % objemových (V/V) biopaliv. Podle hodnocení Státní agentury pro energetickou efektivnost a úspory energie bylo k vyrobeno na Ukrajině tun bioethanolu a 318 tun bionafty. V roce 2013 se očekává podstatné zvýšení výroby biopaliv, zejména bioethanolu. Do státního rejstříku alternativních druhů paliv je zapsáno 9 druhů biopaliv a 115 směsných motorových paliv, včetně paliva E85, určeného pro použití ve vozidlech se zážehovým motorem přizpůsobeným tomuto palivu a směsné motorové nafty B30, obsahující 30 % V/V methylesterů mastných kyselin (FAME). Zákon č VI ze dne 19. června 2012 O změnách k některým zákonům Ukrajiny ohledně výroby a využívání motorových paliv s obsahem biokomponentů stanovuje zvýšení normativně určeného podílu výroby a využívání směsného motorového paliva. Obsah bioethanolu v motorových benzinech, které se vyrábí a uplatňují na území Ukrajiny, musí činit: - doporučeně v roce 2013 min. 5 % V/V, - povinně v letech min. 5 % V/V, - povinně v roce 2016 min. 7 % V/V. Kvalitu bioethanolu, určeného pro výrobu směsného motorového paliva, přísad k palivu na základě bioethanolu získaných syntézou s využitím bioethanolu nebo směšováním bioethanolu s organickými sloučeninami a palivem získaným ze suroviny obsahující uhlovodík, reglementuje (upravuje) norma DSTU 7166:2010 Bioethanol - Technické podmínky, platná od 1. ledna Tato norma specifikuje technické požadavky a metody zkoušení bioethanolu v souladu s evropskými normami. V souvislosti s tím se harmonizují normy pro stanovení ukazatelů jakosti bioethanolu. V roce 2012 byly zpracovány normy DSTU EN Motorová paliva - Bioethanol jako složka automobilových benzinů - Stanovení obsahu fosforu - Spektrometrická metoda s molybdenem amonným, 138

139 V.A. Dubrovin, S.V. Dragnev, A.I. Grigorovič Stav a perspektivy normativního zajištění výroby a využití motorových biopaliv na Ukrajině DSTU EN Automotive fuels - Bioethanol as a blending component of petrol - Determination of sulphur content - Wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometric method and DSTU EN Automotive fuels - Bioethanol as a blending component of petrol - Determination of inorganic chloride - Potentiometric method. In 2013 there is scheduled the harmonization another nine national standards destined for bioethanol quality testing methods and elaboration of DSTU standard Automotive fuels - Bioethanol E85 automotive fuel - Requirements and test methods according to technical specification CEN/TS 15293:2011. In the Ukraine the bioethanol is produced in the large-scale distilleries and sugar factories. In the period January - April 2013 in accordance with the data of the Ministry of Agricultural Policy and Food Processing Industry of the Ukraine there were despatched tonnes of bioethanol as a blending component of petrol which is nine times more, than it was during the first four months of The national programme of economy development for the period of stipulates the conversion of 29 distilleries for the production of fuel bioethanol. The biodiesel is produced mainly in small scale facilities it is used for own need in agricultural enterprises. The biodiesel quality is determined in the standard DSTU 6081:2009 Automotive fuels - Fatty acid methyl esters of the oil and fatty for use in diesel engines - Requirements and test methods. Furthermore, in the Ukraine it is valid the national standard for ethyl esters of fatty acids DSTU 7178:2010 Alternative fuels - Fatty acid ethyl esters oils and fats for use in diesel engines - Requirements and test methods. In 2012 the NULES (National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine) with methodical support of the VÚZT, v.v.i. (Research Institute of Agricultural Engineering, p.r.i.) Prague elaborated the standard DSTU Automotive fuels Diesel fuel blends Requirements and test methods. Blended fuels according to this standard are produced by simple blending of standardized diesel fuel and standardized fatty acid methyl esters. Blended diesel fuel must contain fatty acid methyl esters in min. quantity 30% V/V and max. quantity 50% vol. V/V. DSTU EN Motorová paliva - Bioethanol jako složka automobilových benzinů - Stanovení obsahu síry - Metoda vlnově-disperzní rentgenové fluorescenční spektrometrie a DSTU EN Motorová paliva - Bioethanol jako složka automobilových benzinů - Stanovení anorganických chloridů - Potenciometrická metoda. V roce 2013 je naplánována harmonizace dalších devíti národních norem na metody zkoušení jakosti bioethanolu a zpracování normy DSTU Motorová paliva - Ethanol E85 - Technické požadavky a metody zkoušení (Automotive fuels - Bioethanol E85 automotive fuel - Requirements and test methods) podle technické specifikace CEN/TS 15293:2011. Na Ukrajině se bioethanol vyrábí ve velkokapacitních lihovarech a cukrovarech. V lednu - dubnu 2013 se podle údajů Ministerstva zemědělské politiky a potravinářství Ukrajiny vyexpedovalo tun bioethanolu jako složky automobilových benzinů, což je devětkrát více, nežli za 4 měsíce roku Státní program aktivizace rozvoje ekonomiky na léta stanovuje přechod 29 lihovarů na výrobu palivového bioethanolu. Bionafta se převážně vyrábí v malokapacitním zařízení a využívá se pro vlastní spotřebu zemědělských podniků. Jakost bionafty upravuje norma DSTU 6081:2009 Motorová paliva - Methylestery mastných kyselin olejů a tuků pro vznětové motory - Technické požadavky a metody zkoušení. Vedle toho na Ukrajině platí národní norma na ethylestery mastných kyselin DSTU 7178:2010 Alternativní paliva - Ethylestery mastných kyselin olejů a tuků pro vznětové motory - Technické požadavky a metody zkoušení. V roce 2012 NULES (Národní univerzita biozdrojů a využívání přírody Ukrajiny) za metodické podpory VÚZT, v.v.i. (Výzkumného ústavu zemědělské techniky, v.v.i.) Praha zpracovala normu DSTU Motorová paliva - Směsné motorové nafty - Technické požadavky a metody zkoušení. Směsná paliva podle této normy se vyrábějí prostým smísením standardizované motorové nafty a standardizovaných methylesterů mastných kyselin. Směsná motorová nafta musí obsahovat methylestery mastných kyselin v množství min. 30 % V/V a max. 50 % V/V. References / Literatura: Bljum, J.B., Grigorjuk, P.G., Dmitruk, K.V., Dubrovin, B.O., Melnychuk, M.D. et al. Sistema vikoristannja bioresursiv u novitnich biotechnologijach otrimanja alternativnich paliv. 1 ed. Kyiv, Agrar Media Group s. Kontakt: Prof., Dr.Sc. Ing. Valeriy O. Dubrovin National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine 15, Heroiv Oborony str., Kyiv, 03041, Ukraine 139

140 Název: Potravinová soběstačnost a udržitelná výroba směsných a biogenních pohonných hmot - stav a rozvoj do roku 2020 Title: Food Self Sufficiency and Sustainable Production of Blended and Biogenic Fuels - Present State and Development up to 2020 Vydavatel: Organizer: Druh publikace: Type of publication: Odborný garant: Professional guarantee: Editor: Editor: Vydání: Edition: Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i. (VÚZT, v.v.i.) pod koordinací a gescí Sdružení pro výrobu bionafty (SVB) Ministerstvo zemědělství České republiky (MZe ČR) Research Institute of Agricultural Engineering Prague, p.r.i. (VÚZT, v.v.i.) under the coordination and gestion of the Association for Biodiesel Production Prague (SVB) Ministry of Agriculture of the Czech Republic (MZe ČR) Sborník přednášek a odborných prací Proceedings of the international seminar Petr Jevič, VÚZT, v.v.i. & SVB Praha Petr Jevič, VÚZT, v.v.i. & SVB Prague Zdeňka Šedivá Zdeňka Šedivá první first Náklad: Number of copies: 100 Počet stran: 140 Number of pages: výtisků Tisk: Press: Reprografické služby VÚZT, v.v.i. Praha Pavla Měkotová Reprographic services of VÚZT, v.v.i. Prague Pavla Měkotová ISBN Příspěvky prošly recenzí, nikoliv však jazykovou úpravou. The articles have been reviewed, however without a stylistic revision. 140

141

142

143

144

145

146

147