CÍL. 20 % motorových paliv nahradit alternativními palivy

Transkript

1 BIOPALIVA BIOFUELS

2 Situace kolem ropy 1 barel ropy = 159 litrů Denní těžba ropy na světě : asi 75 milionů barelů Roční těžba ropy na světě : asi 27 miliard barelů Ropa pokrývá asi 40 % primární spotřeby energie na světě 70 % ropy se spotřebuje v dopravě Za 5 10 let budou celosvětové zásoby ropy z poloviny spotřebovány.poté se bude celosvětová těžba ropy snižovat.

3 SITUACE V EU Rostoucí spotřeba energie včetně energie pro dopravu Nedostatečné zásoby ropy v EU Obava z rostoucí ceny ropy Závislost na dovozu Rostoucí emise GHG Závazky Kjotský protokol

4 CÍL 20 % motorových paliv nahradit alternativními palivy

5 Zvětšování podílu alternativních paliv na celkové spotřebě motorových paliv v zemích EU do roku 2020 (% e.o.) ROK BIOPALIVA ZEMNÍ PLYN VODÍK CELKEM (7) (8) 10 5 (23)

6 Palivové články -MCFC 1. Vodíkové (Proton exchange membrane)..? 2. MCFC

7 BIOPALIVA Bioethanol FAME methyl (etyl)estery mastných kyselin ALTERNATIVNÍ PALIVA Biopaliva Zemní plyn Vodík GTL, BTL

8 SMĚRNICE EU 2003/30/EC..podpora 2003/96/EC..zdanění Národní trhy.biopaliva 2005: 2,0 % (e.o.) 2010: 5,75 % (e.o.)

9 Schéma výroby BiOH

10 Bioetanol - výroba 30 C, hod, ph = % alkoholu

11 Bioetanol - norma Vlastnosti Jednotka Mezní hodnoty Zkouší se podle minimá lně maximálně Vzhled čirý, bez zákalů a ČSN sedlin Obsah ethanolu před % (VN) 99,7 - ČSN denaturací Obsah vody % (VN) - 0,39 ČSN ISO 760; ČSN ISO Hustota (při 20 C) 1) kg/m ČSN ISO 758; ČSN Obsah ethanolu po denaturaci % (VN) 95,6 - Vyhl. Mze ČR č. 82/2000 Sb., čl.1 odstavec 2 (1)c) metodou plynové chromatografie Obsah volných kyselin mg/le 2) - 50 ČSN ISO ,4; ČSN EN 228 Odparek mg/le 2) - 15 ČSN Obsah denaturačního prostředku 3) % (VN) 2,0 4,0 Nestanovuje se, výrobce zaručuje provedení denaturace dle příslušného právního předpisu b 1) viz Úřední alkoholometrické tabulky Vyhláška MZe ČR č. 141/97 Sb. Příloha část A 2) le litr ethanolu jednotka stanovená Zákonem o lihu č. 61/97 Sb. 2 odst. j. 3) Pro přímé mísení do benzínu se k denaturaci použije benzín Natural 95 (Super), pro výrobu ETBE se k denaturaci použije ETBE (ethylterciální butyléter) Obsah aldehydů se řídí Vyhláškou č. 141/97 Sb. pro líh kvasný bezvodý ke zvláštním průmyslovým účelům

12 Bioetanol do aubi Přímý přídavek...problémy ETBE EN 228 Max. 5 % obj. BiOH 15 % obj. ETBE Obsah kyslíku max. 2,7 % hmot.

13 NORMA AUBI

14 Tlak par - těkavost aubi

15 Nízkoteplotní vlastnosti aubi Směs Obsah Obsah Krystalizace TVP lihu vody [ C] [%obj.] [mg/kg] zákal bod krystalizace [ C] B , ,3 < -70 C B2 3,5 2042, ,5 < -70 C B , < -70 C

16 Základní vlastnosti Ethanol MTBE ETBE methanol TBA TAME Oktanové číslo VM 111, , Směsné oktanové číslo VM Oktanové číslo MM , Směsné oktanové číslo MM Bod varu [ C] 78,4 55,3 73,1 64,7 82,9 86,3 Hustota@20 C [kg/m 3 ] Tlak par (RVP) [kpa] (160) (540) Výhřevnost [MJ/kg] 22,17 35,2 36,3 19,55 26,77 19,7 21,15

17 Směsný tlak par ethanolu Tlak par (kpa) x Obsah EtOH v AuBi, (%obj.) Tlak par autobenzinu s EtOH Směsný tlak par EtOH Přírůstek tlaku par 7 6,5 6 5,5 5 4,5 4 3,5 Přírůstek tlaku par (kpa) x

18 Průběh vymývání lihu Benzinová směs s obsahem 2 %obj. lihu 7 6 Objem (%) x Objem vodní vrstvy Přidaná H 2 O Objem vymytého lihu 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 H 2 O (%)

19 Kosolventní vlastnosti ETBE SEE 5/5 s obsahem 5% obj. ETBE a 5% obj. etanolu objem (%) Odečtená vodní hladina Přidaná H 2 O Objem vymytých kyslíkatých složek 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 H 2 O (%) Typ benzinu dle složení ALK, FCC, PYGAS, REF, IZOM,

20 BIOMASA Biodegradabilní podíl z produktů, odpadů a zbytků ze zemědělské výroby, dřevařského průmyslu Biodegradabilní podíl z odpadů

21 Bioetanol v ČR Plán: 2,0 mil. hl/rok 160 kt/rok Surovina: pšenice 4,0 t/ha Spotřeba: ha = 3,3 % půdního fondu Vedlejší produkt: lihových výpalků Pro výrobu ETBE: 80 kt/rok Spotřeba aubi v ČR: 2,2 až 2,5 kt ( ) ETBE: 450 hl + 43 kt IZOBUTYLEN BiOH: 1550 hl přímo do aubi

22 NORMA VS.BUDOUCNOST E5.E10.E15 FUEL FLEXIBLE VEHICLES ACEA 1. Kapacity (spotřeba vs. vyrobitlné množství) 2. Vliv na vozidla 3. Vliv na materiály 4. Stabilita emisí 5. Tlak par 6. Organické kyseliny 7. Tolerance k vodě 8. Nečistoty

23 Diesel MONA ČSN EN 590 MONA s 5 % obj. MEŘO BIONAFTA = MEŘO ČSN EN SMĚSNÁ MOTOROVÁ NAFTA ČSN (S OBSAHEM MIN. 31 % OBJ.)

24 ROSTLINNÉ OLEJE Vysoká viskozita Špatná termická a hydrolytická stabilita Nízké cetanové číslo

25 Oleje a paliva v EU Oleje -celkem (2004): 10,4 Mt Slunečnicový 16% Ostatní 7% Sojový 25% Palmový 0% Řepkový 52% Motorová paliva Celkem: 280 Mt 325 Mt Benzíny: 120 Mt 135 Mt Motorová nafta: 160 Mt 190 Mt

26 Složení olejů Triglyceridy >95%, po rafinaci >99%, Ostatní Zastoupení mastných kyselin <5% (Fosfatidy, volné mastné kyseliny, steroly, tokoferoly) Olej Sojový ,5 0,4 0,3 0,4 Palmový ,2 Řepkový 4 1, ,5 1,5 0,4 Slunečnicový 5, ,3 0,3 0,7

27 FA

28 BIONAFTA MEŘO/EEŘO BIONAFTA: ČSN EN Na 1 t MEŘO. 2,5 t řepky BIONAFTA + MONA (5 až 30 %)

29 PROČ NE ČISTÉ MEŘO? Chemické složení Termicko-oxidační stabilita Vyšší viskozita a hustota Odlišná destilační křivka Rozpustnost vody, emulgovatelnost Nižší výhřevnost Sklon k hydrolýze Napadání mikroorganismy Horší nízkoteplotní vlastnosti 5 %

30 Realizace směrnice EU v podmínkách ČR 6) možnosti zemědělské produkce MEŘO (kt) Bilance surovin: Řepka (kt) Řepk. olej (kt) Bilance vedlejších produktů: Pokrutiny (kt) Glycerin (kt) Bilance osevních ploch (tis. ha): výnos 1,6 t/ha výnos 3,5 t/ha

31 FISCHER-TROPSCH SYNTÉZA REAKTOR MTFB RISER SLURRY Teplota C Tlak bar H2/CO mol/mol 1,7 2,5 0,6 Methan % hmot Benzin % hmot Diesel % hmot Wax % hmot

32 PROBLÉMY Vysoký obsah glycerolu a glyceridů ucpávání palivových filtrů + korozní působení na neželezné kovy (Cu, Zn) Nízká oxidační stabilita je příčinou tvorby úsad na motorech, koroze v důsledku vytvoření agresivních oxidačních produktů (k.mravenčí, octová) Vysoký obsah alkalických kovů (Na,K) vede k hygroskopičnosti a tvorbě mýdel, kalů.. Ucpávání filtrů Malá stabilita při nízkých teplotách.. Zhoršená filtrovatelnost Vysoký obsah vody..koroze, ucpávání filtrů, bakteriální napadení Pro růst organismů (bakterie, plísně, houby) je vhodný substrát obsahující mastné kyseliny, fosfor a vodu, zejména při skladování i malé množství FAME může vyvolat tento problém Vysoké číslo kyselosti (volné kyseliny) a jejich korozní působení Koksování, úsady, kaly v oleji. Ucpávání vstřikovacích trysek Vysoký obsah fosforu má dopad na účinnost a životnost oxidačních katalyzátorů Nárůst pěnivosti paliva Vysoká viskozita bionafty při nízkých teplotách. Problémy při dosahování potřebných vysokých vstřikovacích tlaků

33

34

35

36

37 OBNOVITELNÉ SUROVINY BIOPALIVA 2. GENERACE GTL, BTL SYNTÉZNÍ PLYN.. SUROVINOVÝ JOINT VENTURE

38 FISCHER-TROPSCH SYNTÉZA n CO + (2n+1) H 2 n CO + 2n H 2 n CO + 2n H 2 C n H 2n+2 + H 2 O C n H 2n + H 2 O H(-CH 2 -) n OH + (n-1)h 2 O Fe, Co - katalyzátory

39 Konvenční paliva z alternativních zdrojů - GTL GAS LIQUID