ŠKODA AUTO VYSOKÁ ŠKOLA, O.P.S.

ŠKODA AUTO VYSOKÁ ŠKOLA, O.P.S. Studijní program: N6208 Ekonomika a management Studijní obor: 6208T088 Podniková ekonomika a management provozu E K O N O M I C K É A E K O L O G I C K É A S P E K T Y V Y U Ž I T Í B I O P A L I V A J E J I C H V N Í M Á N Í S P O T Ř E B I T E L I Bc. Eliška Tanečková Vedoucí práce: Ing. Josef Bradáč, Ph.D.

Tento list vyjměte a nahraďte zadáním diplomové práce

Prohlašuji, že jsem diplomovou práci vypracovala samostatně s použitím uvedené literatury pod odborným vedením vedoucího práce. Prohlašuji, že citace použitých pramenů je úplná a v práci jsem neporušila autorská práva (ve smyslu zákona č. 121/2000 Sb., o právu autorském a o právech souvisejících s právem autorským). V Mladé Boleslavi, dne 4. 1. 2014 3

Děkuji Ing. Josefu Bradáčovi, Ph.D. za odborné vedení diplomové práce, poskytování rad a informačních podkladů. 4

Obsah Seznam použitých zkratek a symbolů... 7 Úvod... 9 1 Současné problémy v oblasti dopravy... 10 1. 1 Produkce oxidu uhličitého a dalších emisí výfukových plynů... 10 1. 2 Omezené zdroje fosilních paliv... 12 2 Biopaliva... 14 2.1 Požadavky Evropského společenství na biopaliva... 16 2.2 Bioetanol... 20 2.2.1 Bioetanol z lignocelulózové biomasy... 24 2.3 Rostlinné oleje... 24 2.4 Bionafta... 25 2.5 Bioplyn... 28 2.6 Syntetická motorová nafta... 29 2.7 Spotřeba biopaliv v České republice v letech 2007 až 2012 a vývoj počtu veřejných čerpacích stanic s biopalivy v České republice... 30 3 Vícekriteriální rozhodování... 33 3. 1 Fullerův trojúhelník... 33 3. 2 Metoda stanovení vzdálenosti od fiktivní varianty... 34 4 Výzkum vnímání biopaliv potenciálními spotřebiteli... 36 5 Ekonomické aspekty využití biopaliv v osobních automobilech z hlediska nákladů na provoz... 40 5.1 Palivo E85: Škoda Octavia II 1,6 MPI Flex Fuel (75 kw)... 43 5.2 Palivo E85: Ford Focus 1,6 EcoBoost FFV... 45 5.3 E85: úprava Škoda Octavia II 1,6 MPI pomocí přestavbové jednotky... 46 5.4 Bionafta a směsná motorová nafta... 49 5.4.1 B100: Škoda Octavia I 1,9 TDI (81 kw)... 49 5.4.2 SMN 30: Škoda Octavia I 1,9 TDI (81 kw)... 52 6 Zhodnocení biopaliv dostupných na tuzemském trhu prostřednictvím vícekriteriálního rozhodování... 54 5

Závěr... 59 Seznam literatury... 61 Seznam obrázků a tabulek... 65 Seznam příloh... 67 6

Seznam použitých zkratek a symbolů BioETBE BTL CNG CO CO 2 ČS EEA FAME FFV GWh HC H 2 0 ISCC kw LAC LNG LPG N MEŘO N 2 NO x O 2 OSN PM ppm Bioetyltercbutyléter Biomass to Liquids Compressed Natural Gas (stlačený zemní plyn) Oxid uhelnatý Oxid uhličitý Čerpací stanice European Environment Agency Fatty Acid Methyl Ester (metylester mastných kyselin) Flexi Fuel Vehicle Gigawatthodina Nespálené uhlovodíky Voda International Sustainability & Carbon Certification kilowatt Life Cycle Assesmennt Liquified Natural Gas (zkapalněný zemní plyn) Liquified Petroleum Gas (zkapalněné ropný plyn) Náklady Metylester řepkového oleje Dusík Oxidu dusíku Kyslík Organizace spojených národů Particulate Matters (pevné častice) Parts per million (dílů či částic na jeden milion) 7

SO 2 UNEP ŽP Oxid siřičitý United Nations Environment Programme (Program OSN pro životní prostředí) Životní prostředí 8

Úvod Jedním z nejvýznamnějších vynálezů historie lidstva je vynález automobilu. S rostoucím počtem automobilů se však také projevují jejich negativní aspekty. Největší problém představuje produkce škodlivých emisí a společnost se v současnosti zaměřuje především na redukci oxidu uhličitého (CO 2 ). Druhým největším problémem je stále se zvyšující spotřeba fosilních paliv a její omezené zdroje. Zmíněné důvody jsou impulsem k hledání nových alternativních možností, jak lze motorová vozidla pohánět. Biopaliva se jeví jako jedna z nejperspektivnějších možných alternativ, a proto je diplomová práce zaměřena právě na analýzu jejich možného širšího uplatnění. Je dokázáno, že biopaliva se podílejí na snižování emisí skleníkových plynů, přičemž jsou vyráběna z obnovitelných zdrojů. Snižují tedy závislost na dovážené ropě a pěstování plodin pro jejich výrobu navíc představuje možnost většího využití zemědělské půdy a nový zdroj příjmů pro zemědělce. V souvislosti s jejich zvyšující se spotřebou se ale objevují i negativní ohlasy, podle kterých jsou biopaliva jednou z hlavních příčin zvyšujících se cen potravin. Využívání biopaliv v dopravě přitom není ničím novým. V motorech prvních automobilů se spalovala právě biopaliva. Teprve až s rozvojem těžební techniky dala společnost přednost ropě a jejím produktům. V té době se ještě nikdo nezabýval otázkou skleníkového efektu a ani nikdo nepředpokládal, že globální ropná ložiska mohou být tak rychle vyčerpána. Biopaliva jsem zvolila z důvodu, že jsou v současné době velmi diskutována a do budoucna se počítá s jejich dalším rozvojem. Diplomová práce bude zaměřena především na možnost jejich využití v dopravě. V první kapitole budou objasněny důvody pro zavádění biopaliv. Ve druhé kapitole budou popsány a charakterizovány jednotlivé druhy biopaliv, včetně možnosti jejich využití v současných automobilech. Následně bude zhodnoceno vnímání biopaliv společností, na základě výsledků dotazníkového šetření. V další kapitole budou biopaliva, která jsou v současné době k dispozici na čerpacích stanicích, posouzena z hlediska jejich ekonomické náročnosti se zaměřením na náklady na provoz. V závěru práce bude určeno pro společnost nejvýhodnější palivo, pomocí vícekriteriálního rozhodování. 9

1 Současné problémy v oblasti dopravy Tato část práce se bude podrobněji zabývat současnými největšími problémy v oblasti dopravy, kterými jsou vysoká produkce oxidu uhličitého a omezené zdroje fosilních paliv. 1. 1 Produkce oxidu uhličitého a dalších emisí výfukových plynů Oxid uhličitý je bezbarvý, málo reaktivní a velmi stabilní plyn bez zápachu. Škodlivě působí na lidský organismus, až když jeho koncentrace ve vdechovaném vzduchu začne vytěsňovat kyslík (Hromádko a kol., 2011, str. 178). V polovině 18. století, tedy před průmyslovou revolucí, činila koncentrace oxidu uhličitého v ovzduší 280 ppm. V současné době je to již 387 ppm. Popsané zvýšení je způsobeno kácením pralesů, přeměnou travnatých oblastí na ornou půdu, odlesňováním, ale také spalováním fosilních paliv (Hromádko, 2012). Oxid uhličitý se řadí k tzv. skleníkovým plynům, které způsobují skleníkový efekt. Skleníkový efekt je příčinou postupného zvyšování teplot a změn klimatických poměrů. Největší hrozbu představuje tání ledovců a v důsledku toho zvyšující se hladina oceánů (Hromádko a kol., 2011). Princip skleníkové efektu je uveden v příloze 1. 14,30% 17,30% oxid uhličitý (odlesňování a rozklad biomasy) 1,10% 2,80% 7,90% oxid uhličitý (spalování biomasy) oxid uhličitý (ostatní) Freony Oxid dusný 56,60% metan Zdroj: Hromádko, 2012, str. 12 Obr. 1 Podíl jednotlivých plynů na skleníkovém efektu 10

Skleníkový efekt však nezpůsobuje jen oxid uhličitý, ale i jiné plyny. Na obrázku 1 jsou zobrazeny plyny, které způsobují skleníkový efekt. Jednotlivé lidské činnosti, které se podílejí na skleníkovém efektu a produkci oxidu uhličitého, jsou zobrazeny na obrázku 2. 13,10% dodávky energii 7,90% 28,90% odpadní technologie lesnictví zemědělství 19,40% 14,40% 2,80% průmysl stavebnictví doprava 13,50% Zdroj: Hromádko, 2012, str. 12 Obr. 2 Lidské činnosti podílející se na skleníkovém efektu, které mají vliv na množství oxidu uhličitého v ovzduší Podle zprávy European Environment Agency (dále jen EEA) z roku 2010 ve většině oblastí lidské činnosti došlo ke stagnaci nebo dokonce k mírnému snížení produkce oxidu uhličitého. V oblasti dopravy naopak došlo ke značnému nárůstu. V období mezi lety 1990 až 2007 došlo v členských státech EEA ke zvýšení produkce oxidu uhličitého o téměř 28 %. Tato zpráva tedy potvrzuje, že z pohledu emisí oxidu uhličitého je oblast dopravy tou nejproblematičtější (Hromádko, 2012). Oxid uhličitý však není jedinou složkou emisí výfukových plynů. Při spalování fosilních paliv vznikají i jiné škodliviny. Jak je vidět na obrázku 3 největší část výfukových plynů tvoří dusík (N 2 ). Nicméně společnost se v současné době zaměřuje na snížení produkce oxidu uhličitého - plynu, který se nejvíce podílí na skleníkovém efektu. 11

Zážehové motory Vznětové motory CO, HC, NO X 2% CO 2 14% H 2 O 13% N 2 71% SO 2, PM, HC, NO X, CO 0,3 % H 2 O 11% CO 2 12% O 2 10% N 2 67% Zdroj: Hromádko a kol., 2011, str. 177 Obr. 3 Složení výfukových plynů zážehového a vznětového motoru V roce 1997 průmyslově vyspělé státy OSN přijaly Kjótský protokol (protokol k Rámcové úmluvě OSN o změně klimatu), ve kterém se zavázaly k tomu, že se budou podílet na snižování emisí skleníkových plynů. V období let 2008 až 2012 mělo dojít ke snížení těchto plynů o 5,2 % v porovnání se standardními hodnotami z roku 1990 (Hromádko, 2012). Cíl protokolu splnilo všech 37 zemí, které se závázaly k tomu, že sníží své emise skleníkových plynů. Jenže celkové světové emise naopak vzrostly. To je způsobené především tím, že na závazné cíle přistoupily jen některé země. Největší producenti škodlivých emisí, jako například Čína a Spojené státy se k tomutu závazku nepřipojili (Uhlíř, 2012). Přesto Kjótský protokol zbytečný nebyl a lze ho považovat za přínosný projekt. Díky němu se společnost začala více zabývat problémem skleníkového efektu a na jeho základě vznikly Směrnice Evropského společenství, které se snaží nalézt společné řešení, jak produkci oxidu uhličitého redukovat. Tyto směrnice budou popsány v kapitole 2.1. 1. 2 Omezené zdroje fosilních paliv Jedním z hlavních důvodů proč se hledají nová alternativní paliva a pohony je hrozba vyčerpání zásob fosilních paliv. Mezi nejvýznamnější fosilní paliva patří 12

uhlí, zemní plyn a především ropa, která je základní složkou pro výrobu motorové nafty a motorového benzínu. Motorová nafta je v současné době v Evropě nejrozšířenějším palivem v dopravě. Stejně tak je tomu i v České republice. V roce 2012 představoval podíl motorové nafty na celkové spotřebě všech paliv v dopravě v České republice 70,5 % (Česká asociace petrolejářského průmyslu a obchodu, 2013). Ropa je jedním z nejdůležitějších zdrojů energie a podle odhadu na obrázku 4 by její zásoby mohly být vyčerpány již během několika desítek let. Ropa 70 Rozptyl odhadů podle různých zdrojů informací Zemní plyn 120 Uhlí 400 1000 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 čas - roky Zdroj: Remek, 2012, str. 143 Obr. 4 Odhad vyčerpání zásob fosilních paliv Na druhou stranu ale existují zásoby ropy skryté pod zemí, které zatím ještě nebyly objeveny. Podle některých odborníků ověřené zásoby ropy představují jen asi jednu třetinu jejích skutečných zásob. Kromě biopaliv existují i jiné druhy alternativních paliv. Mezi ně patří LPG, což je zkapalněný ropný plyn, dále LNG, což je zkapalněný zemní plyn a CNG, což je stlačený zemní plyn. Uvedená alternativní paliva jsou však vyráběna právě z omezených zdrojů fosilních paliv a proto se do budoucna jeví jako neperspektivní (Hromádko, 2012). 13

2 Biopaliva Mezi nejvíce diskutovanými alternativními palivy jsou v současné době především biopaliva. Diplomová práce se zaměřuje na možnost jejich využití v dopravě. Největší výhodou biopaliv je, že jsou vyráběna z obnovitelných zdrojů. Zdroje pro produkci fosilních paliv jsou omezené a vytvářely se po několik geologických období. Kdežto zásoba zdrojů pro výrobu biopaliv může být doplněna během krátkého časového horizontu. Díky biopalivům je možné zmenšit závislost na dovážené ropě a snížit rizika spojená s jejím případným nedostatkem. V závislosti na použité vstupní surovině se biopaliva obecně rozdělují do dvou skupin - na biopaliva I. a II. generace. Biopaliva I. generace jsou vyráběna především z potravinářských plodin z cukrové řepy, cukrové třtiny, obilí, kukuřice nebo z brambor (Hromádko, 2012). Mezi biopaliva I. generace lze zařadit: bioetanol (kapitola 2.2), rostlinné oleje (kapitola 2.3), bionafta (kapitola 2.4), bioplyn (kapitola 2.5). Pan doktor Jan Hromádko ve své knize Speciální spalovací motory a alternativní pohony uvádí, že hlavní nevýhodou biopaliv I. generace je, že se podílejí na zvyšování cen potravin. I řada evropských politiků tvrdí, že biopaliva zabírají místo pro pěstování potravin, čímž je zdražují. S těmito tvrzeními ovšem není možné zcela souhlasit. Česká republika je schopná produkci potravin zabezpečit ze 100 % a ještě zůstane asi jeden milion hektarů volné zemědělské půdy, na které je možné pěstovat rostliny pro produkci biopaliv. Podobná situace je i v ostatních středoevropských státech (Kaloč, 2013). Během neočekávaného světového růstu cen potravin v letech 2006 až 2008 byla biopaliva označena za nejdůležitější faktor, který růst cen zapříčinil. Podle původních tvrzení měla být biopaliva zodpovědná za zvýšení cen až ze dvou třetin. Studie Světové banky ovšem uvádí, že vliv biopaliv na ceny potravin nebyl tak velký, jak se původně předpokládalo. Růst cen potravin byl zapříčiněn 14

kombinací řady faktorů, jako například nepříznivé povětrnostní podmínky, nízké zásoby potravinářských komodit, nízké investice do těžby surovin, uvolněná měnová politika v mnoha zemích, slabý dolar, vládní politika států (vysoké daně a vývozní zákazy) a spekulace s komoditami. Studie Světové banky také dochází k závěru, že na cenu zemědělských produktů měl zásadní vliv i vývoj cen ropy (Baffes, Haniotis, 2010). V roce 2014 v České republice zanikne podpora tzv. Zelené nafty. České zemědělství tak přijde o nárok na vrácení části spotřební daně. V důsledku toho Ministerstvo zemědělství očekává skokový nárůst cen potravin. A právě bionafta, která je v porovnání s klasickou motorovou naftou levnější, by tento nárůst cen měla pomoci alespoň částečně zredukovat (Fialová, 2013). Biopaliva I. generace přinášejí i sociální pozitiva. V České republice je v oblasti výroby bioetanolu a bionafty zaměstnáno více než sedm tisíc lidí. Největší část z těchto osob je zaměstnána v zemědělství. Jeden zaměstnanec přinese státu na platbách daně z příjmu, sociálního a zdravotního pojištění až 250 tisíc korun za rok. Celkově tedy 1,75 miliard korun ročně. V roce 2011 činila daňová podpora pro oblast biopaliv 1,068 miliard korun. Pokud tyto dvě hodnoty porovnáme, zjistíme, že výroba biopaliv v České republice ztrátová není. Výdaje státního rozpočtu na podporu biopaliv byly nižší - přibližně o 0,7 miliard korun, než příjmy plynoucí od osob, zaměstnaných v oblasti produkce biopaliv (Kaloč, 2013). Biopaliva II. generace jsou v současné době ve fázi intenzivního vědeckého výzkumu. Předpokládá se, že během pěti až deseti let se začne s jejich komerční výrobou (Kotek a kol., 2013). Biopaliva II. generace se vyrábějí z nepotravinářských plodin a odpadního materiálu, jako dřevěné štěpky, piliny, dřevo, rychle rostoucí traviny, biologický odpad, sláma, papír, což je jejich největší výhoda v porovnání s biopalivy I. generace (Hromádko, 2012). Mezi nejvýznamnější představitele biopaliv II. generace patří bioetanol z lignocelulózové biomasy, který je popsán v kapitole 2.2.1 a syntetická motorová nafta, která je popsána v kapitole 2.6. Otázkou také je, do jaké míry se biopaliva skutečně podílejí na snižování produkce oxidu uhličitého, respektive na snižování emisí skleníkových plynů. 15

Na jednu stranu rostliny, které se používají k výrobě, oxid uhličitý ze vzduchu spotřebovávají. Na druhou stranu ale samotné pěstování a přeměna plodin na biopaliva jsou procesy, při kterých je oxid uhličitý opět produkován. Z toho důvodu musí být celková úspora emisí skleníkových plynů při spotřebě biopaliv snížena o oxid uhličitý, který vznikl při jejich výrobě (Hromádko, 2012). Obrázek 5 zobrazuje, o kolik se v případě biopaliv sníží produkce oxidu uhličitého v porovnání s klasickými fosilními palivy. Biopaliva I. generace mohou dosáhnout až 50% úspory produkce oxidu uhličitého, biopaliva II. generace až 90% úspory. 250 g [CO 2/km] 200 150 100 50 0 Klasický motorový benzín Klasická motorová nafta Bioetanol I.generace Bionafta I.generace Bioetanol II.generace Bionafta II.generace Zdroj: Hromádko, 2012, str. 129 Obr. 5 Produkce oxidu uhličitého biopaliv v porovnání s klasickými fosilními palivy 2.1 Požadavky Evropského společenství na biopaliva Rozvoj biopaliv je podporován Evropským společenstvím, které vydalo závazné směrnice. Následně došlo k jejich implementaci do české legislativy. Vzhledem k tomu, že bylo nutné snižovat emise skleníkových plynů (aby byl splněn Kjótský protokol) vydal Evropský parlament a Rada směrnici 2009/28/ES. Dle této směrnice je nutné více využívat energii z obnovitelných zdrojů. Směrnice 16

2009/28/ES také potvrzuje závazné národní cíle Evropského společenství o podpoře a dalším rozvíjení energie z obnovitelných zdrojů, které stanovují, že do roku 2020 se na hrubé konečné spotřebě energie musí podílet energie z obnovitelných zdrojů alespoň z 20 % v rámci Společenství a každý členský stát musí zajistit, aby podíl biopaliv v dopravě činil alespoň 10 % z celkové spotřeby. Celkový 20% cíl je rozčleněn na jednotlivé cíle pro každý stát. Ty zohledňují specifické možnosti daného státu. V České republice se na hrubé konečné spotřebě v roce 2020 musí energie z obnovitelných zdrojů podílet alespoň ze 13 %. V Příloze 2 jsou pro informaci uvedeny i cíle ostatních členských států. Naopak 10% cíl pro oblast dopravy je stanoven pro každý členský stát. Stanovení stejné úrovně má zajistit dostupnost biopaliv. Protože pohonné hmoty jsou snadno obchodovatelné, státy, které nemají dostatek vlastních zdrojů pro jejich výrobu, je budou moci lehce získat dovozem (Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2009/28/ES). V článku číslo 17 až 19 jsou stanovena tzv. kritéria udržitelnosti pro biopaliva a pro biokapaliny. Kritéria udržitelnosti je možno rozdělit do dvou částí, které je nutné splnit. Při používání biopaliv musí úspora emisí skleníkových plynů činit alespoň 35 %. Od roku 2017 musí tato úspora činit alespoň 50 % a 60 % od roku 2018. Druhou částí je tzv. certifikace biopaliv, tedy prokázání jejich původu. Suroviny pro výrobu biopaliv nesmí být vypěstovány v oblastech s vysokou biologickou rozmanitostí a v oblastech s velkou zásobou uhlíku v půdě. Oblastí s vysokou rozmanitostí je například původní travní porost, původní les, ohrožené ekosystémy nebo oblasti chráněné zákonem. Uvedená pravidla se vztahují nejen na biopaliva vyrobená v rámci Společenství, ale i na biopaliva dovezená. Do 10% cíle budou zahrnuta jen ta biopaliva, která stanovená kritéria splní (Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2009/28/ES). K prokázání úspory skleníkových plynů se používá tzv. LAC analýza., která sleduje spotřebu skleníkových plynů během celého životního cyklu biopaliv, tedy od zemědělské produkce surovin a jejich zpracování, až po spálení v motorech automobilů (Trnka, 2012). Evropská komise na základě řady studií stanovila standardní úspory emisí skleníkových plynů při použití různých druhů vstupních surovin. Tyto hodnoty jsou uvedeny v příloze 3. Například etanol z cukrové řepy dosahuje 52% úspory a bionafta z řepkového semene 38% úspory v porovnání 17

s fosilními palivy (Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2009/28/ES). Standardní hodnoty však čelí kritice a jsou označovány za nepodložené. Christoph Vietze a Gernot Pehnelt z Jena s Schiller University ověřovali úsporu emisí skleníkových plynů u bionafty z řepkového semene. Podle jejich studie však k úsporám uvedeným ve směnici 2009/28/ES ve skutečnosti nedochází. Christoph Vietze a Gernot Pehnelt zkoumali celkem dvanáct scénářů a v osmi případech činila úspora skleníkových plynů méně než 30 % (EU biofuels claim challenged by academic study, 2013). Směrnice 2009/30/ES stanovuje povinnost pro dodavatele pohonných hmot. Ti by měli do konce roku 2020 zajistit snížení emisí skleníkových plynů o 6 % v porovnání se standardními hodnotami emisí fosilních paliv z roku 2010 (Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2009/30/ES). Podporu biopaliv je možné nalézt také ve směrnici 2003/96/ES. Na jejím základě je možné daňově zvýhodnit čistá biopaliva a jejich vysokoprocentní směsi s fosilními palivy (Hromádko, 2012, str. 133). Požadavky Evropského společenství vstoupily do české legislativy prostřednictvím zákonů a nařízení vlády - například Nařízením vlády č. 351/2012 Sb., o kritériích udržitelnosti biopaliv, novelou zákona č. 311/2006 Sb. o pohonných hmotách nebo novelou zákona zákona č. 353/2003 Sb., o spotřebních daních. Dne 1. září 2012 vstoupil v platnost také Zákon o ochraně ovzduší. V něm je specifikována povinnost minimálního obsahu biopaliv pro dodavatele motorového benzínu a nafty. V motorovém benzínu musí podíl biopaliva činit 4,1 % a v motorové naftě 6 %. Tuto povinnost je možno splnit jen prostřednictvím biopaliv, která splňují kritéria udržitelnosti (Zákon č. 201/2012 Sb. o ochraně ovzduší). Požadavky směrnice 2009/28/ES je možno implementovat pomocí mezinárodně uznávaného certifikační systému ISCC (International Sustainability & Carbon Certification). Certifikace má zajistit, aby k úspoře skleníkových plynů skutečně docházelo. Díky certifikátu ISCC je také možné snadno odlišit udržitelná biopaliva od těch neudržitelných. Certifikáty vydává německý Spolkový úřad pro zemědělství a výživu (Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung). Subjekt, který se chce stát 18

účastníkem systému ISCC, musí splnit požadavky vyplývající ze směrnice 2009/28/ES, které již byly popsány výše v rámci kritérii udržitelnosti (ISCC 201 Systemgrundlagen, 2011). Certifikace je komplexní proces a týká se všech podniků zapojených do hodnotového řetězce biopaliva. Hodnotový řetězec je znázorněn na obrázku 6. Zdroj: ISCC 201 Systemgrundlagen, 2011 Obr. 6 Články hodnotového řetězce Prvním článkem v řetězci jsou zemědělci, kteří pěstují plodiny pro výrobu biopaliv. Ti mají na výběr ze dvou možností. Buď se mohou stát dodavatelem prvního sběrného místa, kdy musí podepsat prohlášení v souladu s ISCC anebo mohou sami požádat o vydání jejich vlastního certifikátu o udržitelném pěstování. Prvním shromažďovacím místem jsou podniky, které obdrží plodiny, určené pro výrobu biopaliv, od zemědělců a dále je zpracovávají nebo s nimi obchodují. Sklady mohou být buďto samostatné články anebo mohou být součástí jiného článku. Zpracovatelé jsou například zařízení, ve kterých se vyrábí biopaliva anebo zařízení, která biopaliva upravují na požadovanou kvalitu. Dodavatelem je ten článek, který biopalivo dodává dalším dodavatelům nebo distributorům, kteří musí plnit požadavky kvót (ISCC 203 Anforderungen an die Rückenverfolgbarkeit, 2011). Během celého procesu musí být také možné sledovat původ udržitelného biopaliva, a to od rostliny až po transport k poslednímu článku, prostřednictvím hmotnostní bilance, systému fyzického oddělení, dodacích listů a prohlášení. Poslední článek v řetězci musí určit celké emise skleníkových plynů a vystavit zvláštní dodací list, který je důkazem splnění požadavků udržitelnosti. Jeho formát a obsah jsou mezinárodně standardizovány (ISCC 203 Anforderungen an die Rückenverfolgbarkeit, 2011). 19

2.2 Bioetanol Bioetanol je vyráběn z produktů obsahující škrob - brambory, obilí, kukuřice nebo jednoduché cukry - cukrová třtina a cukrová řepa (Hromádko, 2012). Bioetanol je možno použít jako palivo jak pro vznětové, tak pro zážehové motory. Nejjednodušší je výroba bioetanolu ze surovin, které obsahují jednoduché cukry. Cukrová řepa a třtina obsahují sacharózu, která je přeměněna na jednoduché cukry. Ty je možno lehce oddělit (pomocí vypírky vodou) a fermentovat. Během fermentace jsou cukry zkvašovány kvasinkami a vzniká bioetanol a oxid uhličitý. Při této fázi je nutno zajistit vhodnou teplotu (27 až 32 C) a ph (4 až 6). Pak následuje proces destilace, kdy je destilát (bioetanol) oddělen od destilačního zbytku (lihové výpalky). Dalším krokem je rafinace, kdy jsou odstraněny vedlejší látky, které by mohly škodit palivovému systému automobilu. Výsledný produkt je maximálně z 95,5 % tvořen bioetanolem a zbytek je voda. Proto musí být bioetanol ještě odvodněn. K dehydrataci se nejčastěji používají tzv. molekulární síta (Hromádko, 2012). Bioetanol je také možno vyrobit ze surovin obsahujících škrob. Obilná zrna se nejprve musejí za sucha nebo za mokra umlít nebo rozdrtit. Dalším krokem je ohřev, kdy je škob, působením enzymů, převeden na zkvasitelný sacharid. Po té následuje proces fermentace, destilace a dehydratace, stejně jako u bioetanolu vyráběného ze surovin obsahující cukr (Hromádko, 2012). Bioetanol můžeme označit za nejstarší biopalivo, které bylo hojně využíváno v meziválečném období v tehdejším Československu. Již tehdy se podle zákona muselo do motorového benzínu přimíchávat 20 % bioetanolu. Existovalo také palivo dynalkol, ve kterém podíl bioetanolu činil 50 % (Trnka, 2012). V současné době je možné bioetanolová paliva najít v řadě zemí světa. Největšími producenty bioetanolu jsou Spojené státy americké a Brazílie, ti společně vytvoří až 80 % světové produkce bioetanolu. Spojené státy americké vyrábí bioetanol především z kukuřice a Brazílie z cukrové třtiny. V České republice je vyráběn z obilí a cukrové řepy (Hromádko, 2012). V současné době je možné bioetanol v souladu s normou ČSN EN 228 přimíchávat do motorového benzínu (aby byla splněna povinnost minimálního podílu biopaliv v motorovém benzínu, jak již bylo uvedeno výše). Dále je možné 20

používat vysokoprocentní směsi palivo E85 a palivo E95. Palivo E85 je z 85 % tvořeno bioetanolem a z 15 % motorovým benzínem. Pro zajištění snadnějších startů je možné během zimního období podíl bioetanolu v palivu snižít na 70 % a zvýšit podíl motorového benzínu (Kotek a kol., 2013). Palivo E 95 je tvořeno z 95 % bioetanolem a 5 % tvoří aditiva (Hromádko a kol., 2011). Palivo E85 je vhodné pro zážehové motory. Bioetanol má vysoké oktanové číslo (viz Tab. 1), proto jeho použití v uvedených motorech neznamená velký problém. Problém ale představuje jeho nižší výhřevnost (viz Tab. 1). Zážehový motor musí být upraven tak, aby došlo ke zvýšení dávky paliva. V důsledku jeho nižší výhřevnosti mají automobily vyšší spotřebu. Při použití paliva E85 je spotřeba vyšší zhruba o 40 % (Hromádko a kol., 2011). Na trhu je již řada tzv. přestavbových jednotek, díky kterým je zážehový motor schopen optimálního provozu i na palivo E85. Hlavní princip všech přestavbových jednotek je založen na prodlužování doby otevření vstřikovacího ventilu tak, aby se do motoru dostalo více paliva E85 (Kotek a kol., 2013, str. 259). Na trhu jsou i automobily s označením FFV (Flexi Fuel Vehicle), které jsou přímo uzpůsobeny na spalování paliva E85, ale i na jeho libovolnou kombinaci s benzínem (Hromádko, 2012). Automobil FFV bylo možné zakoupit i u společnosti Škoda Auto a. s. Konkrétně to byla Škoda Octavia druhé generace s motorem 1,6 MPi Multifuel a byla jen 6 500 korun dražší, než klasická benzínová Škoda Octavia 1,6 MPi (Horčík, 2012). V roce 2012 se v České republice prodalo celkem 588 automobilů, uzpůsobených již z výroby na spalování paliva E85 a 3 000 automobilů bylo přestavěno (Kaloč, 2013). Výhodou paliva E85 je jeho příznivá cena v porovnání s klasickými motorovými palivy. Podle zákona o spotřebních daních je u paliva E85 od daně osvobozen podíl bioetanolu. Zdaněn je pouze podíl fosilní složky, u něhož je sazba spotřební daně stejná jako u klasického motorového benzínu. Povinné přimíchávání bioetanolu do klasických motorových paliv je bez daňové úlevy (Zhodnocení používání biopaliv v dopravě v České republice k 31. 5. 2013, 2013). Palivo E95 je určeno pro vznětové motory. Bioetanol má nízké cetanové číslo (viz Tab. 1). Proto je nutné tyto motory upravit. V motoru musí být zvýšen kompresní poměr minimálně na hodnotu 23:1 a stejně jako u zážehového motoru je nutné zvýšit dávku paliva. Do automobilů upravených na palivo E95 už není 21

možné tankovat klasickou motorovou naftu (Hromádko, 2012). V současné době se již palivo E95 na tuzemském trhu neprodává. Tab. 1 Základní parametry motorového benzínu, bioetanotalu a motorové nafty Parametr Motorový benzín Bioetanol Motorová nafta Hustota [g/cm 3 ] 0,73 0,79 0,84 Výhřevnost hmotnostní [MJ/kg] 44,03 26,80 42,50 Výhřevnost objemová [MJ/dm 3 ] 32,3 21,17 35,70 Oktanové číslo 95 107 - Cetanové číslo - 8 45-55 Zdroj: Hromádko, 2012, str. 137 Jak již bylo uvedeno výše, nevýhodou bioetanolu je jeho nižší výhřevnost, která vede k vyšší spotřebě. Při jeho používání také motor, především v zimním období, hůře startuje. To je způsobeno jeho vyšší zápalnou teplotou (bioetanol 425 C, benzín 200 C). Navíc při jeho spalování dochází k vyšší tvorbě aldehydů ve výfukových plynech (Vlk, 2006, str. 155). Bioetanol je také agresivnější než klasický motorový benzín, a může poškozovat součástky z plastické hmoty a kovové materiály díky němu rychleji korodují (Vlk, 2006). Výhodou bioetanolu je, že zvyšuje výkon motoru a jeho spotřebou je produkováno méně škodlivých emisí v porovnání s klasickým motorovým benzínem. Emise organických látek, pevných částic (PM) a oxidu uhličitého (CO 2 ) jsou nižší zhruba o jednu polovinu. Emise oxidu dusičitého (NO 2 ) jsou nižší přibližně o čtvrtinu. Problémem jsou již výše uvedené aldehydy (Vlk, 2006). Určení vlivu biopaliv na životní prostředí dosud není uzavřeným tématem. Existuje řada studií, které se zabývají emisemi vozidel provozovaných na biopaliva nebo na jejich směsi s klasickými motorovými palivy. Jejich výsledky se však často liší. Přičinou rozdílů může být i rozdílný technický stav a druh vozidel. Podle studie na vozidle Škoda Felicia 1,3 MPI, ve které bylo porovnáváno palivo E85 a benzín (Natural 95), došlo k poklesu produkce oxidu uhelnatého (CO) o 30 %, oxidů dusíku (NO x ) o 31 % a nespálených uhlovodíků (HC) o 21 %. 22

K úpravě automobilu byla použita přestavbová jednotka od společnosti Europecon s. r. o. (Miler, 2011). Někteří spotřebitelé tankují palivo E85 i do neupravených automobilů. Pokud není použita přestavbová jednotka, která zvýší dávku paliva, motor pracuje s chudou směsí. Na Technické univerzitě v Liberci testovali automobil Škoda Felicia Combi 1,3 MPI, který nebyl pro spalování paliva E85 vhodně upraven. Produkce oxidu uhelnatého (CO) byla nižší o 60 %, trojnásobný byl však nárůst emísí oxidů dusíku (NO x ), produkce nespálených uhlovodíků (HC) byla u obou paliv srovnatelná (Kotek a kol., 2013). Další studii provedla Katedra vozidel a pozemní dopravy Technické fakulty České zemědělské univerzity v Praze. Testovaným vozidlem byla Škoda Fabia 1.2 HTP 40 kw. Opět bylo porovnáváno palivo E85 a klasický motorový benzín Natural 95 a použita byla také přestavbová jednotka společnosti Europecon s. r. o. Koncentrace nespálených uhlovodíků (HC) byla v oblastech středního a nízkého zatížení téměř stejná. Až při vysokých otáčkách motoru se projevil pozitivní přínos paliva E85. U oxidů dusíku (NOx) byla situace obdobná. Mírné snížení produkce oxidů dusíku se projevilo pouze při vysokém zatížení motoru. Produkce oxidu uhelnatého (CO) byla při nízkých otáčkách motoru srovnatelná u obou paliv. Ovšem při vysokém zatížení byla jeho produkce u paliva E85 téměř poloviční. Studie mimo jiné potvrzuje, že v upraveném zážehovém motoru je možné spalovat palivo E85 bez větších obtíží. Problém představuje jen nárůst spotřeby o 30 % (Kotek a kol., 2013). Podle studie britského ministerstva pro životní prostředí jsou emisní výhody nejvíce patrné u vozů starší generace a dvoutaktních motorů. Při používání paliva E85 je produkce pevných částic (PM) nižší o 20 %. Produkce oxidů dusíku (NO x ), oxidu uhelnatého (CO) a nespálených uhlovodíků (HC) je v porovnání s klasickým motorovým benzínem stejná. Jedinou znečisťující látkou, která vykazuje výrazný nárůst emisí, je acetaldehyd. Ten je produkován jen ve velmi malém množství, ale při použítí paliva E85 se může zvýšit až desetkrát (Monks a kol, 2011). Také automobily FFV byly podrobeny rozsáhlému výzkumu. U těchto automobilů dochází při používání paliva E85 ke snížení emisí oxidů dusíku (NO x ) v průměru 23

o 18 %, oxidu uhelnatého (CO) o 20 % a pevných částic (PM) o 34 % (Vojtíšek, Mazač, Laurin, 2012). 2.2.1 Bioetanol z lignocelulózové biomasy Bioetanol z lignocelulózové biomasy patří do skupiny biopaliv II. generace. Vstupní surovinou pro jeho výrobu jsou odpady biologického původu, štěpky, rychlerostoucí dřeviny, papír nebo sláma. Největším zdrojem surovin pro jeho výrobu by mohla být rýžová sláma, té je každý rok vyprodukováno 731 miliónů tun. Výroba bioetanolu z lignocelulózových surovin je technologicky náročná, ale zároveň nejperspektivnější, protože zdrojů vstupních surovin pro jeho výrobu je na Zemi velké množství. Technologie výroby je zatím ve fázi výzkumu a předpokládá se, že s komerční výrobou bioetanolu tímto způsobem se začne během deseti až patnácti let (Hromádko, 2012). 2.3 Rostlinné oleje Čisté rostlinné oleje jsou v dopravě v současné době používány minimálně. V tropických oblastech se k produkci rostlinných olejů používá především palmový olej, v USA, Číně, Argentině a Brazílii je to sojový olej, v Evropě se vyrábí z řepkového oleje. Při pěstování řepky olejné je možné z jednoho hektaru půdy získat přibližně tři tuny semen, ze kterých se lisováním získá zhruba 1 100 kg řepkového oleje (Laurin, 2008). V tabulce 2 jsou porovnány základní fyzikální vlastnosti motorové nafty a řepkového oleje. Bod vzplanutí a kinematická viskozita jsou značně odlišné. Z toho důvodu není možné řepkový olej v automobilu s klasickým vznětovým motorem používat. Palivová soustava musí být vhodně upravena. Jedná se většinou o dvoupalivové systémy, používající na rozběh a doběh klasickou motorovou naftu. (Hromádko a kol., 2011, str. 35). Vzhledem ke svým výrazně odlišným vlastnostem, v porovnání s motorovou naftou, jsou rostlinné oleje upravovány esterifikací na methylestery mastných kyselin (FAME), čímž se stanou použitelné pro běžné naftové motory. V České republice se používá výhradně methylester řepkového oleje, který bude popsán v kapitole 2.4 (Hromádko a kol., 2011). 24

Tab. 2 Porovnání základních parametrů klasické motorové nafty a řepkového oleje Parametr Motorová nafta Řepkový olej Měrná hmotnost [g/cm 3 ] 0,855 0,920 Bod vzplanutí [ C] 55 317 Bod tuhnutí (zákalu) [ C] 0 až -2 0 až -2 Kinematická viskozita (20 C) [mm 2 /s] 3-8 97,7 Spalné teplo [MJ/kg] 45,02 40,56 Zdroj: Hromádko, 2011, str. 35 Výhodou rostlinných olejů je jejich dobrá biologická odbouratelnost, netoxičnost, energeticky nenáročná výroba a z hlediska požární bezpečnosti jejich vysoký bod vzplanutí. Nevýhodou je nutnost úpravy palivové soustavy a nutnost častěji měnit motorový olej (z důvodu pronikání rostlinného oleje do motorového oleje). Problém také představují úsady na ventilech, pístech a vstřikovacích tryskách, které mohou vést k zadření motoru (Laurin, 2008). 2.4 Bionafta V Evropské unii je bionafta definovaná jako FAME (Fatty Acid Methyl Ester). FAME je možno vyrobit ze slunečnicového, sojového, palmového nebo řepkového oleje. V České republice se používá pouze methylester řepkového oleje (dále jen MEŘO), který je zároveň i nejvhodnější vzhledem k jeho vlastnostem, které jsou nejvíce podobné vlastnostem klasické motorové nafty (Bažata, 2013). V tabulce 3 jsou porovnány základní parametry klasické motorové nafty a MEŘO. MEŘO je nažloutlá, čirá a netoxická kapaliva, neobsahuje těžké kovy, ani jiné zdraví škodlivé látky. MEŘO je neomezeně mísitelný s klasickou motorovou naftou (Vlk, 2006). Methylester řepkového oleje vzniká chemickou reakcí triglyceridů rostlinného oleje s metanolem za přítomnosti katalyzátorů (Hromádko, 2012, str. 137). V metanolu se nejprve rozpustí katalyzátor (hydroxid sodný nebo draselný). Dalším krokem je transesterifikace této směsi a rostlinného oleje. Po té se od methylesterů oddělí glycerol. V další fázi musí být oddělen metanol, který oba tyto produkty obsahují. Poté je MEŘO promýván teplou vodou, aby se z něj odstranily 25

zbytky mýdel a katalyzátoru. V poslední fázi je nutné oddělit vodu (Hromádko, 2012). K výrobě jedné tuny MEŘO je zapotřebí přibližně dva a půl tuny řepky. Vedlejším produktem při výrobě MEŘO je glycerol, který se dále využívá například v potravinářském nebo farmaceutickém průmyslu (Logistika, 2012). Tab. 3 Porovnání základních parametrů klasické motorové nafty a MEŘO Parametr Motorová nafta MEŘO Výhřevnost hmotnostní [MJ/kg] 42,5 37,1-40,7 Výhřevnost objemová [MJ/l] 35,2 32,7 Cetanové číslo 45 54-55 Měrná hmotnost [g/cm 3 ] 0,8-0,86 0,87-0,88 Bod vzplanutí [ C] 55 130 Bod tuhnutí [ C] 0 až -12-7 Molekulová hmotnost 200 850-900 Zdroj: Hromádko, 2012, str. 138 MEŘO začal být využíván jako palivo začátkem devadesátých let. V letech 1991 až 1998 byl MEŘO osvobozen od spotřební daně a v letech 1992 až 1995 byly výrobcům MEŘO poskytnuty návratné finanční výpomoci na výstavbu technologií ve výši 721,5 mil. Kč. Se zvyšující se kvalitou MEŘO rostlo jeho uplatnění na domácím trhu. Avšak se změnami v oblasti podpory se směsná motorová nafta (MEŘO a klasická motorová nafta) stávala stále méně finančně atraktivní. Po vstupu České republiky do Evropské unie systém podpory MEŘO zanikl zcela, protože nebyl v souladu se systémy Evropské unie. Od konce dubna 2004 se MEŘO a směsná motorová nafta přestaly vyrábět. MEŘO se začal znovu vyrábět až po stanovení povinnosti přimíchávání biopaliv do pohonných hmot (Hromádko, 2012). Podle tuzemské legislavity se MEŘO musí do klasické motorové nafty přimíchávat od 1. 9. 2007. Jak již bylo uvedeno výše, v současné době musí podíl biopaliv v motorové naftě činit minimálně 6 %. Podle normy ČSN EN 690 je možné na trh dodávat motorovou naftu, ve které činí podíl biosložky, respektive MEŘO, maximálně 7 %. Toto palivo je pak nejčastěji označováno jako B7 (Česká asociace petrolejářského průmyslu a obchodu, 2013). 26

Na tuzemském trhu je k dispozici čistá bionafta a vysokoprocentní směs MEŘO s motorovou naftou směsná motorová nafta. Čistá bionafta je na tuzemském trhu prodávána pod označením B100. Směsná motorová nafta, kterou minimálně z 30% tvoří MEŘO a zbylou část tvoří klasická motorová nafta, je nejčastěji označována jako SMN 30. Prodává se ale i pod jinými názvy, například jako Biodiesel nebo Ekodiesel (Bažata, 2013). Palivo SMN 30 je speciální český produkt. V USA a v Evropě směsná motorová nafta obsahuje jen 20 % MEŘO (Logistika, 2012). Palivo SMN 30 a B100 mohou tankovat všechny moderní vznětové motory, aniž by byly nutné výraznější úpravy. U vznětových motorů jsou v současné době používány v palivové soustavě odolné materiály, které nemají s těmito biopalivy problém. U starších motorů je nutné kontrolovat těsnost gumových hadiček a těsnění, nebo je vyměnit za odolnější (Logistika, 2012). Výhodou bionafty při použití v naftovém motoru je, že jeho kouřivost se sníží až o 50 % (Hromádko, 2012). Bionafta má větší mazivost a zvyšuje živostnost mechanických součástek. Další výhodou je její velmi dobrá biologická odbouratelnost během tří týdnů je bionafta rozložena až z 98 % (Logistika, 2012). Stejně jako palivo E85 je i palivo SMN B30 daňově zvýhodněno. Sazba daně pro klasickou motorovou naftu je 10,95 Kč/litr, u paliva SMN B30 je tato daň snížena o 30 % (což představuje podíl biosložky v palivu) na 7,665 Kč/litr (Bažata, 2013). Palivo B100 je od daně osvobozeno zcela. Povinné přimíchávání bionafty do klasické motorové nafty je bez daňové úlevy (Zhodnocení používání biopaliv v dopravě v České republice k 31. 5. 2013, 2013). Bionafta má i své nevýhody. V porovnání s klasickou motorovou naftou má větší sklon k pronikání paliva do motorového oleje, tím dochází k jeho degradaci. Výrobci motorů proto doporučují o polovinu zkrátit interval pro výměnu motorového oleje (Hromádko, 2012). Bionafta má výrazné čistící účinky a rozpouští usazené nečistoty v palivové soustavě a v motoru. Ty jsou odvedeny k palivovým a olejovým filtrům. Proto se doporučuje v relativně krátkém období po přechodu z klasické motorové nafty na palivo SMN 30 nebo B100 vyměnit motorový olej a olejový a palivový filtr (Trnka, 2012). Bionafta by také neměla být dlouho skladována, protože není příliš stabilní. Problém představuje také její používání za nízkých teplot. Bionafta tuhne už při teplotě - 10 C. (Logistika, 2012). 27

Startovatelnost motoru se zhoršuje už při teplotě nižší než - 3 C. Bionafta také snižuje výkon motoru - zhruba o 5 % a zvyšuje spotřebu paliva (Hromádko, 2012). Stejně jako u bioetanolu i u bionafty se informace o emisích výfukových plynů liší. Pan doktor Jan Hromádko ve své knize Speciální spalovací motory a alternativní pohony uvádí, že při používání bionafty je obsah oxidu uhelnatého (CO) a nespálených uhlovodíků (HC) v emisích výfukových plynů prakticky shodný s klasickou motorovou naftou, narůstá ovšem obsah oxidů dusíku (NO x ) (Hromádko, 2012). Podle studie britského ministerstva pro životní prostředí však používání čisté bionafty vede ke snížení nespálených uhlovodíků (HC) o 69 %, oxidu uhelnatého (CO) o 34 % a pevných částic (PM) o 38 %. Obsah oxidů dusíku (NO x ) je vyšší o 8 % (Monks a kol, 2011). V České republice také proběhly studie, které se zabývaly využitím bionafty v běžném domácím provozu. Palivo B100 bylo testováno ve společnosti Agropodnik Domažlice a. s. Ze studie vyplývá, že při dodržení technických požadavků je palivo B100 schopno plně nahradit klasickou motorovou naftu. V rámci této studie bylo sledováno 30 nákladních a 15 osobních automobilů a dva zemědělské stroje. Studie potvrzuje nutnost častější výměny motorového oleje a nutnost výměny palivového filtru po přechodu na palivo B100. Při používání paliva B100 se v porovnání s klasickou motorovou naftou spotřeba zvýšila o 8,5 %. I přes zvýšené náklady nárůst spotřeby a zvýšená údržba, došlo k celkové úspoře nákladů o 25 až 30 %. Palivo SMN 30 bylo testováno na zemědělských strojích. Při použití tohoto paliva došlo ke zvýšení spotřeby o 2,4 %. Ze závěru studie vyplývá, že toto palivo je vhodné i pro zimní provoz, je ho však nutné spotřebovat již během 90 dní. Dále doporučují o polovinu zkrátit interval výměny palivového fitru (Bažata, 2013). 2.5 Bioplyn Mezi nejdůležitější plynná biopaliva patří bioplyn. Jeho nejvýznamnější složkou je metan (55 75 %), dále je tvořen z 25 40 % oxidem uhličitým a z 1 3 % dalšími plyny jako sirovodík, dusík a vodík. Největší výhodou bioplynu je to, že je ho možné získat z odpadů, například z čistíren a skládek nebo z odpadů organického původu, jako prasečí kejda a chlévská mrva. Uvedené odpady jsou metanogenním kvašením přeměněny na bioplyn (Hromádko, 2012). Jeho 28

spotřebou jsou v porovnání s klasickým motorovým benzínem vyprodukovány nižší škodlivé emise. Aby ale bioplyn mohl být použit pro pohon automobilů, musí z něj být odstraněny mechanické nečistoty a nežádoucí příměsi, hlavně sirovodík a oxid uhličitý (Vlk, 2006). Po vyčištění má bioplyn obdobné parametry jako zemní plyn. Jeho čištění je ovšem velmi nákladné a nízká kvalita čistoty rychle zkracuje životnost motoru, což je jeho největší nevýhodou (Hromádko a kol., 2011). V evropských zemích je bioplyn v dopravě využíván zřídka jen ve Francii, Švýcarsku, na Islandu a ve Švédsku. Ve Švédsku má již dlouholetou tradici. Ročně vyrobí přibližně 1 400 GWh bioplynu především z čistírenských kalů, skládek a průmyslových odpadních vod. Jako palivo je využíván především v městských autobusech. Celkem je jich v provozu více než 130 a nejvíce jich jezdí ve městě Linköping (Hromádko, 2012). 2.6 Syntetická motorová nafta Syntetickou motorovou naftu je možné vyrobit pomocí tzv. Fischer-Tropschovi syntézy ze syntézního plynu. Ten je možné získat zplyňováním biomasy nebo rozkladem zemního plynu. Pokud je syntetická motorová nafta vyrobena z biomasy, je označována jako Biomass to Liquids (dále jen BTL). Proces BTL je v současné době pokládán za velice perspektivní a je předmětem intenzivních vývojových a výzkumných aktivit (Hromádko, 2012). Největší výhodou biopaliv vyrobených uvedenou technologií je to, že dosahují až 90% úspory produkce oxidu uhličitého. Ale i v dalších ukazatelích, jako je například kouřivost a výhřevnost, jsou lepší než klasická motorová paliva (Sladký, 2010). S vývojem BTL je zatím nejdále německá firma Choren, která v roce 2009 otevřela továrnu (ve Freibergu v Sasku) na výrobu syntetické motorové nafty technologií BTL, která nese označení Sundiesel a je určena pro silniční dopravu. V plném provozu by měla být továrna schopna vyprodukovat až 13,5 tisíce tun (zhruba 18 miliónů litrů) bionafty. K produkci bionafty Sundiesel se zatím zpracovává především odpadní dřevo. Z pěti tun suchého dřeva je možné vyrobit až jednu tunu kapalného biopaliva. Na výrobu této bionafty je možné použít i jiné nepotravináršké plodiny, jako například slámu, plevy, byliny, některé traviny, lusky, listí, stonky, slupky, dřevní štěpku nebo piliny (Sladký, 2010). 29

2.7 Spotřeba biopaliv v České republice v letech 2007 až 2012 a vývoj počtu veřejných čerpacích stanic s biopalivy v České republice Podle tuzemské legislavity se biopaliva (respektive MEŘO) musí do klasické motorové nafty přimíchávat od 1. 9. 2007, a to mininálně ve výši 2 % z celkového objemu. Od roku 2008 se musela biopaliva povinně přimíchávat také do motorového benzínu, a to ve výši minimálně 2 % z celkového objemu. Povinný minimální podíl biosložky v motorové naftě zůstal stejný jako v předchozím roce. V roce 2009 došlo ke zvýšení povinnosti přimíchávat biopaliva do klasických motorových paliv. Od uvedeného roku musel podíl biosložky v motorovém benzínu činit minimálně 3,5 % a v motorové naftě minimálně 4,5 % objemu z celkového množství dodaného na tuzemský trh. K dalšímu zvýšení povinného podílu biopaliv v klasických motorových palivech došlo 1. 6. 2010. Podíl biosložky v motorovém benzínu musel činit minimálně 4,1 % a v motorové naftě minimálně 6 % objemu z celkového množství dodaného na tuzemský trh (Zhodnocení používání biopaliv v dopravě v České republice k 31. 5. 2013, 2013). Uvedené hodnoty jsou platné i v současnosti. Pro lepší přehlednost jsou údaje uvedeny také v tabulce 4. Tab. 4 Povinný podíl biopaliv v motorových palivech Motorová nafta Motorový benzín Od 1. 9. 2007 2,0 % - Rok 2008 2,0 % 2,0 % Rok 2009 4,5 % 3,5 % Od 1. 6. 2010 6,0 % 4,1 % Zdroj: Zhodnocení používání biopaliv v dopravě v České republice k 31. 5. 2013, 2013 Podle zprávy Zhodnocení používání biopaliv v dopravě v České republice k 31. 5. 2013 České asociace petrolejářského průmyslu a obchodu bylo v období od 1. září do konce roku 2007 na tuzemský trh dodáno celkem 1 400 tisíc tun motorové nafty s obsahem biosložky (průměrný obsah MEŘO činil 2,1 %). Jak již bylo uvedeno výše, do konce tohoho roku se biopaliva musela přimíchávat pouze do motorové nafty. 30

V roce 2008 bylo do motorové nafty přimícháno celkem 83,7 tisíc tun MEŘO a do motorového benzínu bylo přimícháno celkem 50,7 tisíc tun bioetanolu a 375 tun bioetbe. BioETBE (bioetyltercbutyléter) je vyráběn reakcí bioetanolu s izobuténem a stejně jako bioetanol se smí používat jako příměs do motorového benzínu (Laurin, 2007). Poté, co byla opět zavedena snížená spotřební daň na směsnou motorovou naftu, začalo se na trh dodávat palivo SMN 30. V roce 2008 bylo na trh uvedeno 12 tisíc tun tohoto biopaliva. V roce 2009 bylo přimícháno 91 tisíc tun bioetanolu do motorového benzínu a 159 tisíc tun MEŘO do motorové nafty. Celkem 14 tisíc tun bioetanolu a 26 tisíc tun MEŘO bylo do České republiky dovezeno ze zahraničí. Prodej paliva SMN 30 se zvýšil na 18,3 tisíc tun. Přestože v průběhu roku 2010 došlo ke zvýšení minimálních hodnot biopaliv v klasických motorových palivech, do motorového benzínu bylo přimícháno o tisíc tun bioetanolu a bioetbe méně než v roce 2009, což bylo způsobené tím, že v roce 2010 bylo v České republice prodáno o téměř 200 tisíc tun méně motorového benzínu, než v předchozím roce. Obdobná situace byla i u motorové nafty. Naopak se ale podstatně zvýšila spotřeba paliva SMN 30, kterého bylo prodáno celkem 101 tisíc tun. Což představuje nárůst o téměř 552 %. Na tuzemský trh bylo dodáno také 2,8 tisíc tun paliva E85 a 9,5 tisíce tun paliva B100. V roce 2011 bylo do motorového benzínu přimícháno celkem 94 tisíc tun bioetbe a bioetanolu (12,9 tisíc tun bylo opět z dovozu) a do motorové nafty bylo přimícháno 271 tisíc tun MEŘO. Dále bylo dodáno 148,6 tisíc tun paliva SMN 30 a 7,1 tisíc tun paliva E85. V tomto roce došlo k ohromnému nárůstu spotřeby paliva B100, kterého bylo dodáno 245,2 tisíc tun. V roce 2012 bylo do motorových paliv přimícháno 87 tisíc tun bioetbe a bioetanolu a 247 tisíc tun MEŘO. Paliva SMN 30 bylo dodáno 100,9 tisíc tun a paliva E85 15,5 tisíc tun. Hodnota dodaného paliva B100 nebyla uvedena (Zhodnocení používání biopaliv v dopravě v České republice k 31. 5. 2013, 2013). Pro lepší přehlednost jsou nejdůležitější údaje uvedeny v tabulce 5. 31

Tab. 5 Vývoj spotřeby biopaliv v České republice v letech 2008 až 2012 (v tisících tun) Rok Biosložka v motorovém benzínu Biosložka v motorové naftě SMN 30 E85 B100 2008 51,1 83,7 12,0 - - 2009 91,0 159,0 18,3 - - 2010 90,0 196,0 101,0 2,8 9,5 2011 94,0 271,0 148,6 7,1 245,2 2012 87,0 247,0 100,9 15,5 * * hodnota neuvedena Zdroj: Zhodnocení používání biopaliv v dopravě v České republice k 31. 5. 2013, 2013 S rostoucí spotřebou biopaliv se také zvyšoval počet veřejných čerpacích stanic s biopalivy. Jejich vývoj je zobrazen na obrázku 7. V roce 2010 bylo palivo E85 možné natankovat na 37 čerpacích stanicích (dále jen ČS), palivo B100 na 33 ČS a palivo SMN 30 na 93 ČS. V roce 2011 bylo palivo E85 k dispozici na 53 ČS, palivo B100 na 43 ČS a palivo SMN 30 na 111 ČS. V roce 2012 bylo palivo E85 prodáváno u 124 ČS, palivo B100 u 51 ČS a palivo SMN 30 u 213 ČS. Podle údajů aktuálních k 30. 6. 2013 je v současné době možné palivo E85 natankovat na 131 ČS, palivo B100 na 66 ČS a palivo SMN 30 na 218 ČS. Jak je patrné z obrázku 7, největší nárůst ČS s biopalivy byl zaznamenán v roce 2012, kdy se počet ČS s palivem SMN 30 téměř zdvojnásobil. U ČS s palivem E85 byl nárůst ještě významnější. E85 B100 SMN 30 213 218 37 33 93 53 111 43 51 124 131 66 2010 2011 2012 30.6.2013 Zdroj: Zhodnocení používání biopaliv v dopravě v České republice k 31. 5. 2013, 2013 a Dušek, Purnoch, 2013 Obr. 7 Vývoj počtu veřejných čerpacích stanic s biopalivy 32

3 Vícekriteriální rozhodování Prostřednictvím vícekriteriálního rozhodování bude v kapitole 6 stanoveno pro společnost nejpřínosnější biopalivo, které je v současné době dostupné na tuzemském trhu. Pro určení jednotlivých vah kritétrií bude použit tzv. Fullerův trojúhelník a celkové vyhodnocení bude provedeno metodou stanovení vzdálenosti od fiktivní varianty. V následující části budou popsány obě zmíněné metody. 3. 1 Fullerův trojúhelník Fullerův trojúhleník, nebo-li metoda párového porovnání, se používá především při větším počtu kritérií. V trojúhelníkovém schématu jsou uvedeny všechny možné dvojice jednotlivých kritérií, přičemž každá dvojice se vyskytuje pouze jednou. Princip této metody spočívá v tom, že z každé dvojice je vybráno a označeno jedno kritérium, které je považováno za významnější. Pokud jsou obě kritéria stejně důležitá, jsou označena obě dvě. Váhy jednotlivých kritérií pak určíme podle vztahu (1). v = (1) v váhy jednotlivých kritérií počet označení i-tého kritéria n celkový počet kritérií i = 1, 2,, n V tabulce 6 je zobrazena ukázka Fullerova trojúhelníku pro šest kritérií (významnější kritérium je označeno tučným písmem). Z tabulky 6 vyplývá, že p 1 = 2, p 2 = 5, p 3 = 1, p 4 = 4, p 5 = 4 a p 6 = 1. Po dosazení do vzorce (1) jsou tedy váhy kritérii následující: v 1 = 2/17, v 2 = 5/17, v 3 = 1/17, v 4 = 4/17, v 5 = 4/17 a v 6 = 1/17 (Jablonský, 2007). 33

Tab. 6 Ukázka Fullerova trojúhelníku Y 1 Y 1 Y 1 Y 1 Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5 Y 6 Y 2 Y 2 Y 2 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5 Y 6 Y 3 Y 3 Y 3 Y 4 Y 5 Y 6 Y 4 Y 4 Y 5 Y 6 Y 5 Y 6 Zdroj: Jablonský, 2007, str. 276 3. 2 Metoda stanovení vzdálenosti od fiktivní varianty K celkovému vyhodnocení bude použita metoda stanovení vzdálenosti od fiktivní varianty. Nejideálnější varianta bude taková, která bude nejméně vzdálená od fiktivní varianty. A naopak nejméně preferovaná varianta pak bude ta, která bude od fiktivní varianty nejvíce vzdálená. D = v ( ) (2) D vzdálenost každé varianty od varianty fiktivní v - váhy jednotlivých kritérií - hodnota příslušného kritéria u jednotlivých variant - nejlepších hodnota ze zvolených kritérií nejhorší hodnota ze zvolených kritérií n - počet zvolených kritérií i = 1, 2,, n 34

Při určení preferenčního uspořádání variant je nutné nejprve definovat váhy jednotlivých kritérií (viz kapitola 3.1). Poté je stanovena fiktivní (respektive ideální) varianta jako soubor nejlepších hodnot z jednotlivých zvolených kritérií ( ). Následně jsou určeny nejhorší hodnoty jednotlivých kritérití ( ). Vzdálenost každé varianty od varianty fiktivní (D ) zjistíme dosazením hodnot do vzorce (2). Nejpreferovanější varianta bude ta, jejíž vzdálenost od fiktivní varianty bude nejmenší (Bazala a kol., 2008). 35

4 Výzkum vnímání biopaliv potenciálními spotřebiteli Výzkum vnímání biopaliv potenciálními spotřebiteli se uskutečnil formou dotazníkového šetření a jeho cílem bylo zjistit, zda je společnost s existencí biopaliv seznámena a zda je ochotná jejich vysokoprocentní směsi s fosilními palivy využívat i ve svých osobních automobilech. Dotazníkové šetření probíhalo v období od 28. 10. do 16. 11. 2013 a zúčastnilo se ho celkem 225 respondentů, z toho 94 osob odpovědělo na tištěný dotazník a 131 na elektronický dotazník, který byl umístěn na webu www.vyplnto.cz. Mezi odpověďmi v obou typech dotazníků nebyly zaznamenány žádné výrazné odlišnosti, proto budou posuzovány společně. Souhrnné výsledky, včetně otázek a variant odpovědí, jsou uvedeny v příloze 4. Respondenti byli neprve dotazováni na to, zda o biopalivech již někdy slyšeli. Pokud uvedli odpověď ne, dotazník pro ně logicky skončil. Ti, kteří byli s existencí biopaliv seznámeni, následně určili, v čem spatřují jejich největší přínos pro společnost a se kterými jejich vykoskoprocentními směsmi se již setkali. Dále odpovídali na otázku, zda si dokáží představit, že by biopaliva tankovali i do svého či rodinného automobilu nebo zda je již využívají. Na základě odpovědi byli dotazováni, co je důvodem k tomu, že s jejich využíváním ještě nezačali nebo ani nechtějí, eventuálně jaká pozitiva či negativa zaznamenali při jejich spotřebě a co je vedlo k tomu, že biopaliva již využívají. Respondenti měli vždy na výběr z několika možností nebo mohli uvést i vlastní odpověď. U většiny otázek mohli zvolit několik odpovědí. Z dotazníkového šetření vyplynulo, že společnost je s existencí biopaliv relativně dobře seznámena. Téměř 89 % respondentů se s pojmem biopaliva již někde setkalo. Účastnící šetření museli určit, v čem podle nich spočívá největší přínos biopaliv. Na výběr měli ze čtyř možností nebo mohli doplnit vlastní odpověď. V této otázce bylo možné vybrat pouze jednu možnost. Jak již bylo uvedeno, jednou z předností biopaliv je jejich potenciál ke snížení celkové produkce oxidu uhličitého, respektive skleníkového efektu. Celkem 35 % respondentů považuje tento přínos za nejvýznamnější (viz graf na obrázku 8). Podle 29 % účastníků je nejvýznamnějším kladem biopaliv to, že snižují závislost na dovážené ropě a jsou 36

vyráběna z obnovitelných zdrojů a 14,5 % zúčastněných osob vidí jejich největší přednost v ekonomické úspoře. Podle 18 % účastníků biopaliva nejsou přínosná vůbec. Celkem 7 respondentů (3,5 %) uvedlo vlastní odpověď, a to že biopaliva nejsou úsporná pro společnosti, ale pro jedince ano (1x), přináší výnosy některým firmám (2x), podporují zemědělce (1x), vytváří pracovní místa (1x) a dva respondenti uvedli, že neví jak tuto otázku zodpovědět. 3,5 % 18 % 35 % 14,5 % 29 % podílejí se na snižování skleníkového efektu a na ochraně ŽP snižují závislost na dovážené ropě a jsou vyráběna z obnovitelných zdrojů ekonomická úspora nejsou vůbec přínosná vlastní odpověď Obr. 8 Největší přínos biopaliv podle účastníků dotazníkového šetření Cílem další otázky bylo zjistit, o kterých biopalivech, které jsou v současné době k dispozici na veřejných ČS, respondenti již slyšeli nebo se s nimi na ČS přímo setkali. Nejznámějším biopalivem, na základě výsledků dotazníku, je palivo E85. Pro lepší přehlednost jsou četnosti jednotlivých odpovědí zobrazeny v následujím grafu (viz Obr. 9). Celkem 14 osob uvedlo, že nezná ani jedno z uvedených biopaliv. 37

140 127 četnost odpovědi 120 100 95 80 60 68 40 20 14 0 E85 SMN 30 (Biodisel, Ekodiesel, směsná motorová nafta) B100 (BIO100, čistá bionafta) Žádné Obr. 9 Známost biopaliv mezi respondenty Respondenti byli dále dotazováni, zda si dokáží představit, že by biopaliva někdy tankovali i do svého či rodinného automobilu. Jak je patrné z obrázku 10, téměř polovina zúčastněných by byla ochotná biopaliva v budoucnu využívat. Více než 86 % z nich uvedlo, že s tankováním biopaliv ještě nezačali, protože nemají automobil upravený na jejich spalování. Jak ale bude uvedeno dále, některé automobily žádné úpravy nevyžadují. Téměř 28 % osob ochotných biopaliva vyzkoušet nemá dostatek potřebných informací, 18 % respondentů považuje jejich distribuční síť za nedostatečnou a 8,5 % dotazovaných zatím nevěří jejich kvalitě. Pět respondentů (5,3 %) nevlastní automobil, tudíž zatím nemají možnost biopaliva využívat. Jen 14 respondentů (7 %) má již zkušenosti s některým typem vysokoprocentní směsi biopaliv s fosilním palivem. Z toho 10 osob vyzkoušelo palivo E85 a 4 bionaftu. Jak již bylo uvedeno v kapitole 2.2 a 2.4, používání těchto biopaliv (především paliva E85) je spojeno s nárůstem spotřeby, což potvrdily i zkušenosti spotřebitelů. Na druhou stranu ale 12 respondentů, tedy téměř 86 % z těch, kteří s biopalivy již mají zkušenost, uvedlo, že při jejich používání dosáhli úspory nákladů na pohonné hmoty v důsledku nižších cen biopaliv. Tři respondendi také zaznamenali nutnost vyšší údržby automobilu. 38

7% Dokážete si představit, že byste biopaliva tankoval(a) i do svého (rodinného) automobilu? 47% 46% ne ano již využívám Obr. 10 Ochota spotřebitelů tankovat biopaliva do svých automobilů Celkem 92 zúčastněných osob (46 %) by biopaliva do svého či rodinného automobilu nikdy netankovali. Především proto, že podle nich nejsou o nic ekologičtější než klasická paliva, poškozují automobil a podílejí se na zdražování cen potravin. Jak ale již bylo uvedeno v kapitole 2, zprávy o jejich vlivu na ceny potravin jsou často přehnané. Řada osob také nevěří jejich kvalitě. Tato nedůvěra zřejmě pramení z absence kvalitativních norem biopaliv v minulosti, kdy za bionaftu mohlo být vydáváno vše, co mělo vlastnosti alespoň vzdáleně podobné palivu. V dnešní době však již biopaliva podléhají jakostním normám a inspekčním kontrolám, stejně jako klasická paliva. 39