MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE
BRNO 2012
IVA HAKLOVÁ
Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy
Alternativní zdroje energie Bakalářská práce
Vedoucí práce: doc. Ing. Pavel Sedlák, CSc.
Vypracoval: Iva Haklová Brno 2012
PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Alternativní zdroje energie vypracovala samostatně a použila jsem pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně.
dne …….……………………………. podpis diplomata ……………………
PODĚKOVÁNÍ Ráda bych poděkovala panu doc. Ing. Pavlu Sedlákovi, CSc. za ochotu, odborné vedení a cenné připomínky během zpracování bakalářské práce.
ABSTRAKT Tato práce se zabývá problematiku alternativních zdrojů energie se zaměřením na spalovací motory. Cílem je vypracovat přehled jednotlivých alternativních paliv a zhodnotit možnosti jejich využití, přednosti a nevýhody. Ze začátku jsou uvedena fosilní paliva, dopad na klimatické podmínky a nejdůležitější skleníkové plyny. Dále se tato práce zabývá jednotlivými alternativními palivy pro spalovací motory. Paliva jsou popsána a u každého vyjmenována jejich plusy a mínusy. V samotném závěru je shrnutí a předpokládaný vývoj do budoucna. Klíčová slova Fosilní paliva, estery rostlinných olejů, bioetanol, bioplyn, vodík, cetanové číslo, oktanové číslo Abstract This thesis deals with the issue of alternative energy sources focusing on combustion engines. The main aim is to develop an overview of each alternative fuel and evaluate the possibility of their use, advantages and disadvantages. At the beginning I have mentioned fossil fuels, the impact on climatic conditions and the most important greenhouse gases. Furthermore, this thesis deals with various alternative fuels for internal combustion engines. The fuels are described and for each of them pros and cons are listed. At the very end I have written a summary and outlook for the future. Key words Fossil fuel, esters of vegetable oils, bioethanol, biogas, hydrogen, cetane number, octane number
OBSAH 1
ÚVOD A CÍL PRÁCE............................................................................................. 8 1.1
Úvod.................................................................................................................. 8
1.2
Cíl práce............................................................................................................ 8
2
STRUČNÝ PŘEHLED ........................................................................................... 9
3
FOSILNÍ PALIVA ................................................................................................ 10
4
3.1
Ropa ................................................................................................................ 10
3.2
Uhlí ................................................................................................................. 10
3.3
Zemní plyn ...................................................................................................... 10
SKLENÍKOVÝ EFEKT ....................................................................................... 12 4.1
Hlavní skleníkové plyny ................................................................................. 13
4.1.1
Oxid uhličitý CO2 ....................................................................................... 13
4.1.2
Oxid dusný N2O.......................................................................................... 13
4.1.3
Metan CH4 .................................................................................................. 13
4.2
5
Další plyny...................................................................................................... 15
4.2.1
Vodní pára................................................................................................... 15
4.2.2
Ozon O3....................................................................................................... 15
4.2.3
Freony a další plyny.................................................................................... 15
JEDNOTLIVÁ ALTERNATIVNÍ PALIVA ...................................................... 17 5.1
Ropné plyny.................................................................................................... 17
5.1.1
LPG............................................................................................................. 17
5.1.1.1 5.2
Systém LPG ........................................................................................ 19
Zemní plyny.................................................................................................... 21
5.2.1
CNG ............................................................................................................ 21
5.2.2
LNG ............................................................................................................ 22
5.3
Vodík .............................................................................................................. 23
5.3.1
Palivové články........................................................................................... 25
5.3.1.1
Druhy palivových článků:................................................................... 26
5.4
Estery rostlinných olejů .................................................................................. 28
5.4.1
5.4.1.1
Výroba MEŘO.................................................................................... 28
5.4.1.2
Vlastnosti MEŘO................................................................................ 28
5.4.1.3
Motor na rostlinný olej ....................................................................... 29
5.4.2
SMN30 (ekodiesel) ..................................................................................... 32
5.5
Bioetanol ......................................................................................................... 32
5.6
MTBE a ETBE................................................................................................ 34
5.7
Bioplyn............................................................................................................ 35
5.7.1 6
MEŘO......................................................................................................... 28
Pohon na bioplyn ........................................................................................ 35
ZÁVĚR – SHRNUTÍ A PŘEDPOKLÁDANÝ VÝVOJ DO BUDOUCNA ..... 36
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY......................................................................... 38 SEZNAM OBRÁZKŮ .................................................................................................. 42 SEZNAM TABULEK................................................................................................... 42
1
ÚVOD A CÍL PRÁCE
1.1 Úvod Energie je součástí našeho života. Využíváme ji každý den. Z velké míry je využívána v podobě fosilních paliv. Fosilními je nazýváme proto, že vznikly ze zbytků živočichů a rostlin, kteří žili před miliony lety. Mezi fosilní paliva řadíme ropu, zemní plyn a uhlí. Jejich největší nevýhodou je, že nemohou být obnovena a nevydrží věčně. Proto je aktuálním trendem využívání a podporování alternativních zdrojů energie. Mezi obnovitelné zdroje řadíme energii vodní, solární, větrnou, biomasu. U těchto zdrojů je výhodou, že jsou časem nevyčerpatelné. Do alternativních zdrojů můžeme zařadit například jadernou energii, výrobu vodíku, palivové články, biopaliva. Cílem využívání těchto zdrojů energie je snižování skleníkových plynů a snížení spalování fosilních paliv. Mnoho staveb také řeší úsporu energií pomocí tepelných čerpadel nebo zateplením. Zemědělské traktory, stavební stroje, lodě, osobní vozidla jsou poháněné spalovacími motory. Z velké části používají fosilní paliva, které do ovzduší vypouští velké množství emisí CO2. V této práci se zaměřím pouze na alternativní zdroje energie pro spalovací motory.
1.2 Cíl práce Cílem této práce je u vybraných druhů alternativních paliv zhodnotit možnosti jejich využití, přednosti a nevýhody. Uvést současný stav v této oblasti a zhodnotit jejich vývoj do budoucna.
8
2
STRUČNÝ PŘEHLED Přehled a definice určitých veličin a vlastností, které budou nejvíce diskutovány u
jednotlivých paliv: Oktanové číslo – oktanové číslo je vlastností paliva pro zážehové motory a vyjadřuje antidetonační schopnost paliv. Značí počet objemových % oktanu v jeho směsi s heptanem [8]. Stanovuje se na jednoválcovém zkušebním motoru, který umožňuje postupnou změnu kompresního poměru. U motoru, který běží na zkoušené palivo je zvyšován kompresní poměr do doby než nastane detonační spalování. Na motoru se ponechá nastavený kompresní poměr. V dalším kroku je motor spuštěn na směs n-heptanu a isooktanu. Směšovací poměr se plynule mění dokud znovu nenastane při daném kompresním poměru detonační spalování.
Známý poměr isooktanu
a n-heptanu, který je spalován, nám určí oktanové číslo. Současné motory vyžadují oktanové číslo minimálně 90 [41]. Cetanové číslo – je vlastností paliva pro vznětové motory a je určeno objemovým podílem dvou látek. N-hexadekanu – cetanové číslo 100, které charakterizuje velmi krátkou prodlevu vznícení a 1-methylnaftalenu, kde cetanové číslo 0 charakterizuje velmi dlouhou prodlevu vznícení. Ke stanovení velikosti cetanového čísla je používán obdobný jednoválcový motor jako pro stanovení velikosti oktanového čísla. Porovnává se konkrétní vzorek paliva s referenčním vzorkem a sleduje se, jestli je v průběhu vznětu v obou případech při změnách kompresního poměru stejný. Česká a evropská norma požaduje cetanové číslo minimálně 51 [40]. Výhřevnost - je vlastnost paliva, která udává kolik tepelné energie se uvolní v průběhu spálení jedné jednotky. Obvykle je udávána v MJ/kg v kapalném stavu a MJ/m3 v plynném stavu [20]. Může být ovlivněna mnoha faktory jako je vlhkost vzduchu nebo místo zdroje čerpání paliva [21]. Směšovací poměr – vyjadřuje poměr paliva smíchaný se vzduchem [8].
9
3
FOSILNÍ PALIVA Fosilní paliva jsou nerostné suroviny. Vznikly za dávných dob a z odstupem času se
z nich podařilo získat energii [17]. Vznikly ze zbytků rostlin a živočichů. Energie, kterou získáváme spalováním fosilních paliv, se přeměňuje na elektrickou energii nebo se využívá k pohonu strojů [4]. Mezi fosilní paliva řadíme především zemní plyn, ropu a uhlí. Budoucnost těchto paliv je omezena vyčerpatelností zásob [17].
3.1 Ropa Ropa je hnědá popřípadě nazelenalá kapalina. K jejím základním vlastnostem patří hořlavost [17]. V roce 1939 těžba ropy nedosahovala ve světě 300 milionů tun ročně. V roce 1995 to bylo 3 300 milionů tun ročně. Proto se ropa stala nejpoužívanějším palivem [4]. Zpracování ropy probíhá v rafinériích frakční destilací, u které se oddělí skupiny uhlovodíků. Na začátku se oddělí metan a etan. Dále se oddělí petrolej jako rozpouštědlo. Potom benzín kerosin a plynový olej, ze kterých destilujeme naftu a topný olej. Nakonec zbývá mazut, z něhož oddělíme „mazací“ oleje a asfalt [7].
3.2 Uhlí Uhlí vzniklo z rozpadlých a stlačených stromů a kapradin [4]. Černé uhlí můžeme rozdělit na několik typů: •
antracit – nejkvalitnější typ, má největší výhřevnost
•
černé, kamenné uhlí – tvrdé, černé, lesklé uhlí
•
plynové uhlí – slouží pro výrobu svítiplynu
•
koksovatelné druhy – pro následnou výrobu koksu, zušlechťováním
3.3 Zemní plyn Zemní plyn se považuje za nejčistší z fosilních nosičů energie. Při jeho spalování vznikne méně škodlivých zplodin ve srovnání s uhlím nebo ropnými produkty [6]. Sám 10
o sobě nezapáchá, je bezbarvý a hořlavý [18]. Je tvořen směsí chemicky různých plynů. Jeho složení se liší podle naleziště [6]. Mimo metanu CH4, který je hlavní složkou, je v zemním plynu obsažena celá řada dalších složek jako je propan, butan, vyšší uhlovodíky, sirovodík H2S, CO2 a další plyny. Zemní plyn spalovaný v motoru má velmi dobrou odolnost vůči klepání, což je dáno vysokým oktanovým číslem 130 [14]. Řadíme ho do skupiny topných plynů. Využívá se k ohřevu vody, k vytápění, v teplárnách, elektrárnách, v dopravě jako pohon motorových vozidel [18]. Těžený přírodní zemní plyn rozdělujeme podle složení do 4 základních skupin: [18] 1. Zemní plyn suchý (chudý) – je v něm obsaženo vysoké procento metanu, 95 – 98% 2. Zemní plyn vlhký (bohatý) – obsahuje oproti suchému zemnímu plynu vyšší podíl vyšších uhlovodíků 3. Zemní plyn kyselý – s vysokým obsahem sulfanu H2S, před dodávkou zemního plynu se odstraňuje 4. Zemní plyn s vyšším obsahem inertů – je to hlavně oxid uhličitý a dusík
11
4
SKLENÍKOVÝ EFEKT Pojem skleníkový efekt se používá k označení dvou rozdílných jevů: přírodního
skleníkového efektu, což je jev vyskytující se na Zemi přirozeně. Bez jehož působení by průměrná teplota na zemském povrchu klesla na -18°C a lidskou činností zesíleného skleníkového efektu, jehož původ pochází z lidské činnosti a který je pravděpodobně jednou z příčin globálního oteplování [42]. Některé plyny se vyznačují vlastností pohlcovat dlouhovlnné infračervené záření. Tyto plyny jsou označovány jako skleníkové plyny. Mezi nejdůležitější patří oxid uhličitý, oxid dusný, metan a další plyny. Na povrch Země dopadá část slunečního záření. Menší část je pohlcována atmosférou a další část se odráží zpět do vesmíru. Skleníkový efekt je znázorněn na obrázku 1. Skleníkové plyny tedy neovlivňují pohlcování slunečního záření. Tyto plyny silně pohlcují dlouhovlnné záření z povrchu Země. Mluví se tedy přesně o změnách intenzity projevu skleníkového efektu na Zemi v důsledku změn měrné hmotnosti skleníkových plynů [36].
Obr. 1 Schéma skleníkového efektu [36]
12
4.1 Hlavní skleníkové plyny 4.1.1
Oxid uhličitý CO2
Oxid uhličitý je plyn, u kterého je jeho molekula tvořena jedním atomem uhlíku C a dvěma atomy kyslíku O2. Při delším působení desetiprocentní koncentrace CO2 může vést ke smrti člověka. Ale i dlouhodobý pobyt člověka v prostředí, kde koncentrace CO2 ve vzduchu je pouze 0,5 % vyvolává vážné zdravotní poruchy. Škodlivý účinek na člověka způsobuje změnu kyselosti pH krve, která se u zdravého člověka udržuje v rozmezí 7,35 – 7,45 [5]. Oxid uhličitý vzniká při spalování nafty, uhlí a zemního plynu. K vyššímu výskytu CO2 také přispívá kácení lesů, které tento plyn pohlcují. Rostliny obsahují mnoho uhlíku, který je uvolňován do atmosféry při jejích spalování a rozkladu [1]. Člověk získává stavební látky svého těla, ale i energii pro svou činnost z potravy. Její část musí být chemicky přeměněna. Dochází k uvolňování CO2, který vydechujeme. Oxid uhličitý udržuje průměrnou teplotu na povrchu Země okolo 15 °C [5]. 4.1.2
Oxid dusný N2O
Nehořlavý, bezbarvý plyn s nevýraznou vůní [19]. Oxid dusný pohlcuje 200 až 300x více dlouhovlnného infračerveného záření než oxid uhličitý. Doba jeho setrvání v atmosféře dosahuje až 130 let. Tento plyn se uvolňuje z půdy i oceánů. Vytváří se při spalování biomasy a je obsažen v emisích z průmyslových závodů a spalovacích motorů [5]. 4.1.3
Metan CH4
Vzniká při intenzivním pěstování rýže, v živočišné výrobě, především při chovu dobytka, a také při rozkladných procesech ve skládkách. Část emisí se tvoří při dolování uhlí a těžbě nafty [1].
13
20 18 16 CO2 ekv.
14 12 CH4
10
N2O
8 6 4 2 0 1985
1990
1995
2000
2005
2010
Roky
CO2 ekv.
Obr. 2 Emise CH4 a N2O [42]
180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 1985
CO2
1990
1995
2000
2005
2010
Roky
Obr. 3 Emise CO2 [42] Kjótský protokol Byl přijat v roce 1997. Průmyslové státy se v něm zavázaly kolektivně nebo individuálně snížit emise skleníkových plynů v letech 2008 – 2012 o 5,2 % oproti roku 14
1990. V případě ČR jde o závazek snížení emisí o 8 %. Nyní probíhá na půdě OSN intenzivní mezinárodní vyjednávání o nové klimatické dohodě pro období po roce 2012, kdy vyprší období Kjótského protokolu. EU se v souvislosti s tím v rámci tzv. klimaticko-energetického balíčku zavázala ke snížení emisí skleníkových plynů do roku 2020 o 20% oproti roku 1990 [42]. Na obrázku 2 a 3 je znázorněné jak se emise hlavních skleníkových plynů od roku 1990 vyvíjely. Každý z těchto plynů má jinou schopnost ovlivňovat klima, proto se pro jejich srovnání a vyjadřování celkových emisí (tzv. CO2 ekvivalent – CO2 ekv.) používají přepočetní koeficienty nazývané potenciály globálního ohřevu. V roce 1990 bylo v ovzduší velké množství hlavních skleníkových plynů. Postupně se emise snižovaly a lehce zvyšovaly. Podle Kjótského protokolu od roku 2008 je opravdu vidět snížení těchto emisí.
4.2 Další plyny 4.2.1
Vodní pára
Vodní pára je skleníkový plyn. Při zvýšení množství páry v atmosféře se urychluje oteplení. Čím bude vzduch teplejší, tím více vodní páry bude obsahovat [1]. 4.2.2
Ozon O3
Ozon se dělí na stratosférický a troposferický. Od vzniku oxygenní fotosyntézy u bakterií a sinic, v průběhu níž se uvolňuje molekulární kyslík, se v atmosféře vyskytuje také ozon O3. Jedná se o stratosférický ozon. Vzniká účinkem krátkovlnného slunečního záření na molekuly kyslíku O2. Touto fotolýzou se vytvoří volné atomy kyslíku, které se slučují s molekulami O2 za vzniku ozonu. Nejvíce se vyskytuje nad Zemí ve výšce 20-25 km [5]. Pro skleníkový efekt je nebezpečnější ozon v troposféře, který se zvýšil od počátku minulého století více jak tisíckrát. Zvýšení přízemního ozonu působí škodlivě i na vegetaci [5]. 4.2.3
Freony a další plyny
Jsou to syntetické látky. Dříve se v atmosféře nevyskytovaly vůbec. Tvoří je atomy uhlíku, vodíku a chloru nebo fluoru. Chemicky jsou označovány jako chlorofluorované 15
uhlovodíky. Byly používány v první řadě v ledničkách a ve sprejích, ale v nynější době jsou už zakázány. Tyto plyny velmi intenzivně pohlcují dlouhovlnné infračervené záření v oblastech takových vlnových délek, kde je nepohlcují ostatní skleníkové plyny. I při jejich nízké koncentraci mají podíl na skleníkovém efektu. Ozonová vrstva se působením některých látek např. freonů zeslabuje. Tím dochází k většímu propouštění ultrafialového záření, které způsobuje rakovinu kůže a poškozuje zrak [5].
16
5
JEDNOTLIVÁ ALTERNATIVNÍ PALIVA Mezi jednotlivá alternativní paliva řadíme LPG, CNG, vodík, estery rostlinných
olejů, bioetanol, bioplyn. Cílem využívání těchto paliv je snižování skleníkových plynů.
5.1 Ropné plyny 5.1.1
LPG
LPG je zkapalněný ropný plyn. Hlavními složkami LPG jsou podle názvu plynu Propan C3H8 a Butan C4H10 [8]. Jedná se o směs uhlovodíků, která je za normálních podmínek v plynném stavu. Tuto směs je možné docela snadno stlačením nebo ochlazením převést do kapalného stavu. V technickém použití se propan-butan vyskytuje v kapalném i plynném skupenství [4]. Propan-butan je směs plynů, které jsou dodávány v kvalitě podle ČSN 656482 a podle toho jaké je roční období. Směs je dodávána v různých poměrech, které můžeme vidět v tabulce 1. Tab. 1 Směs plynů propan-butanu podle ročního období [4]
ZIMNÍ SMĚS LETNÍ SMĚS
PROPAN cca 60 % cca 40 %
BUTAN cca 40 % cca 60 %
Všechny hořlavé plyny za určitých podmínek jsou výbušné v jistých mezích, které jsou dané objemovou koncentrací plynu ve směsi se vzduchem. Dolní mez výbušnosti neboli minimální koncentrace směsi plynu se vzduchem je dostatečná k tomu, aby se plamen rozšiřoval samovolně. Maximální objemová koncentrace hořlavého plynu se vzduchem se nazývá horní mez výbušnosti, kde se plamen ještě šíří a probíhá spalování [8]. V plynném stavu je propan i butan těžší než vzduch. Je to dáno poměrem měrné hmotnosti plynu k měrné hmotnosti vzduchu neboli hutnotou plynu. Udává se bezrozměrným číslem. Hutnota propanu je 1,5, u butanu je to 2. Plyn by byl lehčí
17
než vzduch za předpokladu, že by hutnota plynu byla menší než 1 [8]. Jeho další vlastnosti jsou uvedeny v tabulce 2. Výhody: [4,22] •
delší životnost motorového oleje, ale i samotných motorů, netvoří se karbonové usazeniny
•
plyn tvoří čistší výfukové plyny než benzin
•
vzhledem k benzinu je malé zvýšení spotřeby
•
poloviční úspora provozních nákladů na LPG oproti benzinu
•
klidnější a tišší chod motoru
•
zachování provozu na LPG i na benzín – prodloužení dojezdu
Nevýhody: [4,9] •
malé snížení výkonu motoru cca 5 %
•
zmenšení zavazadlového prostoru
•
investice na pořízení systému LPG
•
charakteristický zápach vozidla
•
vyšší požadavky na bezchybnou funkci zapalovací soustavy
18
Tab. 2 Základní vlastnosti LPG [9] Vlastnost
Jednotka
LPG
Tvaru
°C
-30
Hustota
kg/dm3– v kapalném stavu / kg/m3– v plynném stavu
0,538 / 2,060
Směšovací poměr
1:15,5
Výhřevnost paliva
MJ/kg – v kapalném stavu
45,8
Výhřevnost paliva
MJ/m3 – v plynném stavu
3,72
Oktanové číslo
100
5.1.1.1 Systém LPG Na čerpací stanici pomocí přípojky dálkového plnění vysokotlakým potrubím do tlakové nádrže se natankuje kapalný propan butan. Tlaková nádrž je uzavřená pomocí víceúčelového ventilu a zajišťuje provozní a bezpečnostní funkce. K provozním funkcím patří odebírání pohonné hmoty z nádrže, plynový ventil uzavírá nádrž při vypnutém zapalování. Z bezpečnostních funkcí to je plnění nádrže max. do 80% obsahu, vypuštění plynu při přetlaku nad 27 bar, tepelná pojistka odpustí plyn z nádrže v případě požáru. Nádrž i s víceúčelovým ventilem je osazena plynotěsnou schránkou a soustavou odvětrávacích hadic, které odvádějí případný únik paliva mimo prostor vozidla. Do regulátoru tlaku je LPG z nádrže dopravováno vysokotlakým potrubím. Regulátor tlaku působením horkovodního okruhu mění kapalný propan butan na plynnou fázi. V plynné fázi se propan butan dopravuje ke směšovači, kde se mísí s nasávaným vzduchem přicházejícím vzduchovým filtrem. Vzniklá palivová směs je sacím potrubím přiváděna do prostoru motoru. Když se jedná o systém vstřikování je propan butan přiváděn k jednotlivým válcům do blízkosti benzínových vstřikovačů. Ty mohou být podle konstrukce buď membránové nebo pístové [37]. Schéma palivové soustavy automobilu se vstřikováním kapalné fáze LPG je znázorněno na obrázku 4.
19
Obr. 4 Schéma palivové soustavy automobilu se vstřikováním kapalné fáze LPG [37] Legenda: 1. tlaková nádrž - slouží jako zásobník plynu k pohonu vozidla 2. spalovací prostor – dochází ke spalování LPG 3. katalyzátor – snižuje množství škodlivin ve výfukových plynech 4. filtr nasávaného vzduchu 5. regulátor tlaku – snižuje přetlak plynu na provozní přetlak ve směšovači, který slouží k přípravě směsi plynného paliva se vzduchem 6. tlakové potrubí, včetně zpětného 7. tlakové potrubí, včetně zpětného 8. čerpadlo v nádrži – slouží k přepravě paliva 9. vstřikovač LPG 10. benzínový vstřikovač 11. lambda sonda 12. benzínová řídící jednotka 13. plynová řídící jednotka
20
5.2 Zemní plyny 5.2.1
CNG
CNG je stlačený zemní plyn. Zemní plyn obsahuje 95% metanu CH4. Ten projde jednoduchým čistícím procesem a je možné ho snadno stlačovat. Na rozdíl od LPG zemní plyn nemůžeme bez velkého snížení teploty zkapalnit. Z tohoto důvodu se uchovává v tlakových nádobách pod provozním tlakem kolem 20MPa. Je to až desetinásobek přepravního tlaku v nádrži s LPG. Zkapalnit zemní plyn je možné, ale je to velmi energeticky náročné [9]. V tabulce 3 jsou uvedeny základní vlastnosti CNG. Tab. 3 Základní vlastnosti CNG [10] Vlastnost
Jednotka
CNG
Tvaru
°C
-162
Hustota
kg/m3 – v plynném stavu
0,720
Směšovací poměr
1:17,2
Výhřevnost paliva
MJ/kg – v kapalném stavu
Výhřevnost paliva
MJ/m3 – v plynném stavu 3,22
Oktanové číslo
50
140
Mezi základní bezpečnostní údaje plynu můžeme zařadit dolní a horní mez výbušnosti. Nejnižší teplota, při které za daných podmínek dochází ke vznícení směsi hořlavého plynu se vzduchem se nazývá bod vznícení, který je u CNG 540 °C [9]. Výhody: [9] •
výrazně nižší provozní náklady vozidla z hlediska paliva
•
vyšší životnost oleje v motoru
•
možnost provozovat motor jak na plyn, tak na benzín
21
•
výrazně nižší emise CO2
Nevýhody: [9] •
vyšší výdaje za přestavbu vozidla
•
u pohonu CNG prozatím řídká síť plnících stanic
•
nižší výkon motoru
Obr. 5 Schéma palivové soustav motoru na CNG [38] 5.2.2
LNG
LNG je zkapalněný zemní plyn, který je zchlazen na -162 °C při atmosférickém tlaku [32]. Skladuje se v Dewarově kryogenní, vakuově izolované nádobě s dvojitou stěnou, která je zobrazená na obrázku 6. Při zkapalnění se odstraní dusík, ethan a další 22
zbytkové složky. Nakonec se získá 99% čistého metanu [14]. Zkapalněný zemní plyn je namodralá, studená, nekorozivní, netoxická, průzračná kapalina bez zápachu s malou viskozitou a s výhřevností 22,2 MJ/l [33]. Výhody: [33] •
bezpečnější provoz – má vyšší zápalnou teplotu (540 °C ) oproti benzinu
•
oproti CNG je zmenšení objemu palivových nádrží a tím se zvětší úložný prostor ve vozidle
•
nižší obsah škodlivých emisí
Nevýhody: [33] •
uchování musí být za velmi nízkých teplot
•
složitější, nákladnější technologie oproti stlačenému zemnímu plynu
Obr. 6 Dewarova kryogenní nádoba na LNG [33]
5.3 Vodík Vodík není zdrojem energie, který je volně k dispozici. Je pouze nosičem energie [14]. Na Zemi se vyskytuje téměř výhradně ve sloučeninách. Hlavně ve vodě nebo uhlovodících. Vodík se slučuje skoro se všemi ostatními prvky a je základní složkou veškeré živé hmoty. Je to nejedovatý plyn, bezbarvý a bez zápachu. Je téměř nerozpustný ve vodě. Vlastnosti vodíku jsou v tabulce 4 [2].
23
Vodík může nahradit dosud běžná uhlovodíková paliva [24]. Při spalování vodíku vzniká pouze neškodná voda a malé množství kysličníků dusíku.U tohoto způsobu spalování je velkou nevýhodou, že vodík ve směsi se vzduchem je silně výbušný [34]. Motory pro tento druh alternativního paliva musí být upraveny. Nezbytné úpravy se týkají spalovacího prostoru motoru, ale také palivové soustavy, počínaje nádrží ve vozidle, až po vhodné dávkování paliva do spalovacího prostoru. Zvenku vozidla musí být vybudován samostatný systém distribuce a plnění vodíkového paliva pro výdejní stojany, cisterny, nádrže [24]. Tab. 4 Vlastnosti vodíku [12] Vlastnost
Jednotka
Vodík
Tvaru
ºC
-252,7
Hustota
Kg/m3
0,09
Výhřevnost
MJ/m3
8,6
Výhřevnost
MJ/kg
96 - 120
Vodík je při teplotě asi -253 ºC tekutý a při -259 ºC je pevný [14]. Pro dosažení takto nízkých teplot se spotřebuje velké množství energie [6]. Může být ukládán jako stlačený plyn, jako kapalina v podchlazených zásobnících nebo i v metalhydridových zásobnících, v nichž je chemicky vázán. Dnes nejvíce vyzkoušený způsob s nejmenšími náklady je stlačení čistého vodíku pod vysokým tlakem. Nádrže je možné plnit a přepravovat při normální teplotě okolí [14]. Nevýhodou vodíku je malá velikost atomů. Z tohoto důvodu je vodík extrémně těkavý. Při dlouhodobém skladování v kovových cisternách vznikají velké ztráty, protože vodík proniká spoji zásobníkové nádrže [6]. Výhody: [24] •
nízké emisní podíly škodlivých plynů
•
tichý chod 24
Nevýhody: [24] •
nižší účinnost při vyšších provozních nákladech
•
stlačování a zkapalňování vyžaduje značné výdaje energie navíc
•
díky malé molekule proniká téměř každým těsněním, šroubením i ventily
5.3.1
Palivové články
Jedná se o technologii, která stále prochází vývojem. Palivové články přeměňují vodík, který může být získán z metanolu, zplyňováním uhlí, ze zemního plynu, biomasy a organických odpadů [3]. Na základě elektrochemických procesů dochází k přímé přeměně vnitřní energie paliva na energii elektrickou [14]. Účinnost se pohybuje mezi 40 – 60% [3]. Na obrázku 8 a 9 můžeme vidět automobil na palivové články a jeho jednoduchý průřez. Na obrázku 7 je znázorněno schéma samotného palivového článku na vodík. Základní prvky u každého palivového článku jsou dvě elektrody. Záporná - anoda, kladná - katoda a elektrolyt. Jejich složení závisí většinou na použitém palivu, případně na vlastnostech okysličovadla. Jako okysličovadlo může být použit kyslík a kapalné nebo tuhé látky například oxid manganičitý. Nejčastěji se z praktických důvodů využívá kyslík z okolního vzduchu. Na anodu se podle principu palivového článku vede vodík nebo hořlavý plyn, který obsahuje vodík [6]. Tato aktivní látka zde oxiduje, její atomy se zbavují jednoho nebo několika elektronů z valenční sféry a uvolněné elektrony, které představují elektrický proud, se vnějším obvodem pohybují ke kladné elektrodě [14]. Na katodu se vede kyslík nebo vzduch jako oxidační prostředek [6]. Na kladné elektrodě naopak probíhá redukce, kde atomy okysličovadla volné elektrony přijímají, za současné reakce s kladnými ionty, které se k ní dostanou elektrolytem. Mezi oběma elektrodami se nachází elektrolyt, který může být ze speciální polymerové fólie v kyselém nebo alkalickém roztoku. Elektrolyt je elektrický izolátor, který pečuje o to, aby byly vyměňovány elektrony pouze přes vnější proudový okruh. Tím vzniká rozdíl elektrického napětí mezi oběma elektrodami [14]. Odpadním produktem je voda. Existují různé druhy palivových článků. Liší se typem elektrolytu, přípustnými spalovanými plyny a pracovními teplotami [6]. 25
Obr. 7 Schéma palivového článku na vodík [39] 5.3.1.1 Druhy palivových článků: •
PEFC – Polymer Elektrolyte Fuel Cell – palivový článek polymer – elektrolyt
•
PEM-FC – Proton Exchange Membrane Fuel Cell – membránové palivové články
•
DMFC – Direct Methanol Fuel Cell – přímomethanolový palivový článek
•
AFC – Alcaline Fuel Cell – alkalický palivový článek
•
PAFC – Phosphoric Acid Fuel Cell – palivový článek s kyselinou fosforečnou
•
MCFC – Molten Carbonate Fuel Cell – palivový článek s roztavenými uhličitany
•
SOFC – Solid Oxide Fuel Cell – palivový článek s tuhými oxidy
•
ZAFC – Zinc-Air Fuel Cells – palivový článek zinek-vzduch
26
Obr. 8 Průřez vodíkovým automobilem [33]
Obr. 9 Automobil na palivové články [35]
27
5.4 Estery rostlinných olejů 5.4.1
MEŘO
Metylester řepkového oleje - MEŘO je čirá nažloutlá kapalina bez mechanických nečistot a viditelné vody. Je neomezeně mísitelná s motorovou naftou a je netoxická. Neobsahuje žádné látky škodlivé zdraví ani těžké kovy [6]. Před přechodem na MEŘO je doporučeno zkontrolovat technický stav motoru a palivového systému. Nedoporučuje se provoz s MEŘO u motorů, který mají zhoršený stav a opotřebovanou pístní skupinu [10]. 5.4.1.1 Výroba MEŘO Na výrobu MEŘO se používá řepkový olej a metanol. Katalyzátorem je hydroxid sodný NaOH. Při teplotách 50 až 60 °C vzniká reakcí požadovaný metylester řepkového oleje. Jako vedlejší produkt vzniká glycerin, který lze použít dále v chemickém průmyslu například k výrobě zubních past nebo mýdel [6]. 5.4.1.2 Vlastnosti MEŘO Při porovnání s naftou, jak můžeme vidět v tabulce 5, má metylester řepkového oleje vyšší viskozitu, vysokou teplotu vzplanutí a nižší výhřevnost. Tab. 5 Vlastnosti metylesteru řepkového oleje [11] Vlastnost
Jednotka
Metylester řepko-
Motorová nafta
vého oleje Viskozita při 40 °C Výhřevnost
mm2/s
4,2
2,3
MJ/l
32,8
35,5
51-60
>51
246
55
Cetanové číslo Teplota vzplanutí
°C
28
Výhody: [25] •
ve spalovacím procesu lépe shoří a tím výrazně snižuje kouřivost naftového motoru
•
snižuje emise polétavého prachu, oxidu uhličitého, síry, aromatických látek
•
má vysokou mazací schopnost – snižuje opotřebení motoru
Nevýhody: [10] •
Je letním palivem
•
K určitým problémům se startováním dochází již při teplotě pod +5 °C
•
Pod bodem mrazu vyvstávají problémy s dopravou paliva z nádrže k motoru a při startování studeného motoru
•
Je agresivní vůči laku a vůči plastům
•
Má menší výhřevnost
5.4.1.3 Motor na rostlinný olej Naftový motor musí být pro provoz na oleje příslušně upraven. Na obrázku 10 je zobrazeno schéma palivové soustavy motoru kogenerační jednotky provozované na rostlinný olej. Vozidlové motory nejčastěji bývají provozovány jako dvoupalivové tak, že studený motor se spouští na naftu a na olej se přechází až po dosažení provozní teploty motoru. Pro dobré rozprášení oleje po jeho vstřiku do spalovacího prostoru je potřeba snížit viskozitu oleje jeho ohřevem na teplotu 70 – 80 °C. Tento ohřev může být zajištěn chladící kapalinou z motoru nebo elektrickým topením. Olej je ohříván ve vhodných místech palivového systému, případně i v palivové nádrži [15]. Při provozu vznětových motorů na rostlinné oleje nastávají problémy s usazeninami vysokomolekulárních látek například karbonizací na pístech, ventilech, vstřikovacích tryskách a dalších plochách ve válci motoru. Usazeniny mohou vést až k poškození motoru a způsobují zhoršení výkonových parametrů. Rostlinný olej při vyšších teplotách polymeruje a tvoří shluky polotuhých látek. Tyto látky mohou ucpávat 29
palivový systém. Pro předcházení těmto provozním potížím bývá před zastavením motoru palivový systém plněn motorovou naftou. Takové opatření usnadní i spuštění motoru za nižších teplot [26]. Rostlinné oleje vyvolávají rychlejší stárnutí motorového oleje. Z tohoto důvodu je nutné zkrátit intervaly pro jeho výměnu [15]. Při pohledu na problémy, které jsou spojené s využíváním rostlinných olejů pro vozidlové motory je vhodnější jejich využití u dlouhodobě provozovaných průmyslových motorů. Tyto motory nebývají často spuštěny a zastavovány. Například pro motory k pohonu elektrických generátorů kogeneračních jednotek [15].
30
Obr. 10 Schéma palivové soustavy motoru kogenerační jednotky provozované na rostlinný olej [15] 31
5.4.2
SMN30 (ekodiesel)
Směsná motorová nafta je tvořena minimálně 30% MEŘO, zbytek tvoří fosilní motorová nafta [27]. Toto alternativní palivo je vhodné pro použití ve vznětových motorech, které jsou pro tyto účely schváleny výrobcem. Ukazatele SMN30 podle ČSN 656508 jsou znázorněné v tabulce 6. Má čistící vlastnosti v palivové soustavě i ve vlastním motoru. Rozpouští usazeniny, které vznikly provozem na standardní motorovou naftu. Doporučuje se důslednější kontrola u olejového a palivového filtru, kde se tyto nečistoty usazují [31]. Tab. 6 Ukazatele SMN 30 podle ČSN 65 6508 [31] Ukazatel Hustota při 15 ºC
Jedotka
SMN 30
kg/m3
820,0 – 860,0
Cetanové číslo
min. 51 mm2/s
2,00 – 4,50
Bod vzplanutí
ºC
nad 55
Obsah MEŘO
%
min. 31
Viskozita při 40 ºC
5.5 Bioetanol Etanol se vyrábí v Evropě z obilí, brambor a cukrové řepy. Přibližné hodnoty produkce etanolu z jednotlivých plodin jsou udávány v tabulce 7. V tropických a subtropických oblastech se vyrábí z cukrové třtiny. Skladuje se při pH 6,5 až 9,0. V tomto rozmezí pH není etanol korozivní. Skladovací kapacity mají pro paliva E95 a E85 obvykle objem 1000 a 5000 litrů. Materiály, které se používají při skladování by měly být kompatibilní s etanolem. Například nerezová ocel, zesílená pryskyřice [3]. Etanol má některé dobré vlastnosti pro pohon zážehových motorů. Například E-85 má oktanové číslo 104, ale je to palivo s nízkým cetanovým číslem a tedy nevhodné pro vznětové motory. Pro spalování ve vznětových motorech je potřeba jeho spalovací 32
vlastnosti upravit přísadou pro zvýšení cetanového čísla z hodnoty etanolu přibližně 8 na minimální hodnotu pro vznětový motor cca 40. Látky typu nitrátů a éterů se používají jako zvyšovače cetanového čísla [3]. Pro používání paliva E-95 se musí v motoru zvětšit palivové trysky, změnit časování vstřiku paliva, musí se změnit těsnění v palivovém systému a materiál palivového filtru. Při ohledu na vyšší spotřebu by měla být použita větší palivová nádrž. Je nutná častější údržba palivového potrubí a výměna olejové náplně [3]. V praxi se nepoužívá čistý etanol, častěji se přimíchává do motorového benzinu v určitém množství. Jsou to směsi paliva E95, kde Etanol zaujímá 95% a 5% jsou aditiva. E85, u kterého je 85% Etanolu a 15% benzinu. U E15 tvoří 15% Etanol a 85% benzin. E10 je složeno z 10% etanolu a 90% benzinu a E5, kde je 5% etanolu a 95% benzinu [28]. Tab. 7 Produkce etanolu z jednotlivých plodin [12] Plodina
Výtěžnost alko-
Výnos (t/ha)
holu (l/t)
Produkce etanolu (t/ha)
Pšenice ozimá (zrno)
370
5–6
1850 – 2220
Cukrovka (bulvy)
80
35 – 45
2800 – 3600
Brambory (hlízy)
100
20 – 30
2000 – 3000
Topinambur (hlízy)
77
30
2310
Čirok cukrový (nad-
76
30
2280
386
3,4 – 4,5
1312 - 1737
zemní část) Kukuřice (zrno)
33
5.6 MTBE a ETBE MTBE vzniká reakcí izobutenu a metanolu, probíhající na kyselém katalyzátoru už při docela nízké teplotě. Výhodou je, že se nemusí používat čistý izobutan, ale mohou se vyskytovat i další uhlovodíky, protože ty se reakce nezúčastní. Pokud se místo metanolu použije etanol – líh, vyrobí se ETBE, který je také vhodnou složkou benzinu a na rozdíl od MTBE je složen ze 47 % kvasného lihu, tj. z obnovitelného zdroje energie. Další výhodou ETBE je menší rozpustnost ve vodě, takže při haváriích, které jsou spojené s únikem benzinu do půdy je nebezpečí kontaminace spodních vod podstatně menší, než když je obsažen v benzínu MTBE. Podle vlastností, které jsou uvedeny v tabulce 8 můžeme vidět, že se přídavky do benzínu vyznačují vysokým oktanovým číslem [16]. Étery vznikají podle těchto rovnic:
Podíl kyslíku se projevuje pozitivně při emisích výfukových plynů. Přispívá k ochuzení směsi a tím ke snížení emisí. Étery se mohou přimíchávat do motorového benzinu podle EN 228 až do 15% obj. [12].
34
Tab. 8 Vlastnosti ETBE a MTBE [12] Označení
Bod varu
Hustota při
Tlak par
°C
20 °C
(hPa)
Oktanové číslo
Výhřevnost (MJ/kg)
3
(kg/m ) MTBE*
55
740
480
98-114
35,27
ETBE**
72
742
280
102-118
36,39
* MTBE – metyl-terciár-butyl-éter, ** ETBE – etyl-terciár-butyl-éter
5.7 Bioplyn Vzniká anaerobní fermentací organické hmoty. Je to biologický proces rozkladu organické hmoty, který probíhá za nepřístupu vzduchu. Fermentace se obvykle provádí ve velkých vyhřívaných a míchaných nádržích – fermentorech. Pracovní sušina se podle materiálu a použitého míchacího systému pohybuje mezi 4 – 12%. Ve fermentorech dochází k odbourání 50 – 70% organické sušiny materiálu. Bioplyn je hlavním produktem anaerobní fermentace organické hmoty. Je to bezbarví plyn, který se skládá hlavně z metanu a oxidu uhličitého. Bioplyn může obsahovat i malé množství N2, NH3, H2S, H2O, ethanu a nižších uhlovodíků. Vedlejším produktem je anaerobní materiál, který se v současné době využívá nejvíce jako hnojivo [43]. 5.7.1
Pohon na bioplyn
Bioplyn obsahuje 55-70% metanu, 27-47% CO2. Jeho měrná hmotnost je 0,72 kg/m3, zápalná teplota je 650 až 750°C. Ve Švýcarsku je nejvíce rozšířen bioplyn jako alternativní palivo a je propagován tím, že jeden kilogram kuchyňských odpadků odpovídá jednomu kilometru jízdy automobilem [14]. Kvalita bioplynu je charakteristická energetickým obsahem daným podílem metanu CH4 a čistotou bioplynu. V surovém bioplynu by mělo být obsaženo více než 50% metanu. Pro pohon energetických mobilních prostředků musí bioplyn obsahovat minimálně 90% metanu, čehož dosáhneme čištěním bioplynu [12].
35
6
ZÁVĚR – SHRNUTÍ A PŘEDPOKLÁDANÝ VÝVOJ DO BUDOUCNA Dnes je v česku do automobilových paliv přimícháván malý podíl biosložky.
U nafty se jedná o 6% metylesteru řepkového oleje a u benzínu o 4,1% bioetanolu. Do roku 2020 by se mělo podle evropské směrnice 2009/28/ES přimíchávat více jak 10% biosložky. V květnu roku 2011 byla schválena novela zákona o ovzduší, kde součástí je i certifikace biopaliv. Všichni pěstitelé, výrobci i distributoři se tak budou muset od 1. ledna 2012 prokázat certifikátem, že při výrobě a dopravě biosložky budou splněna určitá kritéria. Z toho vyplývá, že při použití prodávaného paliva se vytvoří o 35% méně emisí CO2 než spalováním benzinu a nafty, a to i se započítanými emisemi, které budou uvolněné do ovzduší při jeho výrobě a distribuci. V roce 2017 to bude o 50% a v roce 2018 dokonce o 60%. Postupné zvětšování podílu alternativních paliv, jak je naplánovala EU, uvádí tabulka 9. Tab. 9 Zvětšování podílu alternativních paliv podle EU
Rok
Biopaliva
Zemní plyn
Vodík
Celkem
2005
2
-
-
2
2010
6
2
-
8
2015
7
5
2
14
2020
8
10
5
23
Z pohledu ekologického tyto paliva kladou menší zátěž na ovzduší. Díky nim dochází ke snižování emisí skleníkových plynů a také dalších škodlivin z výfukových plynů. Důvodem proč jsou tato paliva pořád více prosazována na trhu je stále se zvyšující cena ropy. U ní je předpokládán velký cenový nárůst do budoucna. Zatímco cena fosilních paliv se odráží od ceny ropy na světových trzích, tak cena biopaliv závisí na výši ceny určité potravinářské komodity, ze které je bioložka vyrobena. 36
Vývoj alternativních paliv je závislý na mnoha požadavcích, které jsou na ně kladena. Pro jejich získání by měla být surovina, ze které se vyrábějí, snadno dostupná bez příliš velkých nákladů. Zpracování a samotná výroba by neměla být energeticky náročná. Přestavby motorů pro jejich využívání by měly být cenově dostupné stejně jako automobily vyráběné přímo pro tyto účely. Manipulace s palivy a jejich skladování by mělo být co nejbezpečnější. LPG v podstatě nepředstavuje skutečnou alternativu, protože jde o ropný produkt. A ropa je fosilní palivo, které je časem vyčerpatelné a jeho nynější zásoby se odhadují na 30 – 40 let. Pohon na CNG se začal prosazovat teprve v posledních letech na rozdíl od LPG, které už je na trhu nějakou dobu. Tento stlačený zemní plyn můžeme považovat za ekologické palivo díky vysokému obsahu metanu. Zásoby zemního plynu jsou také vyčerpatelné, ale jejich zásoba se odhaduje na mnohem více než u ropy. Zatím nevýhodou je málo čerpacích stanic, ale v blízké budoucnosti se plánuje čerpací stanice rozšiřovat. Zkapalnění zemního plynu je složitější a technologicky nákladnější, proto se v Evropě LNG moc nevyužívá, je zatím ve fázi prototypů. Vodík sám o sobě není příliš dobrý pro spalovací motory. Vhodnější variantou by mohl být vodík jako nosič energie, kdy v palivových článcích vzniká elektrická energie. Avšak velkou nevýhodou je energeticky náročná technologie výroby vodíku. Rozšiřování biopaliv v blízké budoucnosti můžeme očekávat pouze jako směsná paliva. U vysokoprocentních biopaliv by muselo být využito hodně orné půdy, což by mohlo mít negativní dopad na ceny potravin.
37
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY 1. NEMEŠOVÁ, I., PRETEL, J. Skleníkový efekt a životní prostředí: Podstata, rizika, možná řešení a mezinárodní souvislosti. Praha: Ministerstvo životního prostředí ve spolupráci s Českým hydrometeorologickým ústavem a Ústavem fyziky atmosféry AV ČR, 1998. ISBN 80-7212-046-8. 2. HAVRLAND, B., MUŇOZ JANS, J. O. Aplikované Zemědělské Inženýrství I: Perspektivní technologie výroby vodíku. 1.vyd. Praha: Česká Zemědělská Univerzita v Praze, Institut Tropů a Subtropů, 2004. ISBN 80-213-1181-9. 3. Alternativní paliva a doprava: Sborník příspěvků k semináři. Praha: Ústav ekonomiky a managementu dopravy a telekomunikací, FD ČVUT, 2007. ISBN 98780-01-03635. 4. FIŠER, L., HANZL, T. Automobily na alternativní pohon: Benzín-plyn (LPG) I. Brandýs n. Orlicí: Klub motoristů LPG, 1997. 5. NÁTR, L. Země jako skleník: Proč se bát oxidu uhličitého?. 1. vyd. Praha: Academia, 2006. ISBN 80-200-1362-8. 6. BARTOŠ, V. Obnovitelné zdroje energií. Praha: Grada Publishing, a.s., 2010. ISBN 978-80-247-3250-3. 7. ĎURICA, D., SUK, M., CIPRYS, V. Energetické zdroje včera, dnes a zítra. Brno: Moravské zemské muzeum, 2010. ISBN 978-80-7028-374-5. 8. SČASNÝ, J., KUBA, J. Pohon automobilů na propan-butan. Havířov: IRIS, 1994. 9. ŠTĚRBA, P., KRYŽICKÝ, O. Jak na LPG: přestavba, provoz a údržba automobilů na plyn. Praha: Computer Press, 2002. ISBN 80-7226-734-5. 10. KÁRA, J. Motorová paliva z biomasy v České republice. Praha: Ústav zemědělských a potravinářských informací, 2001. ISBN 80-7271-095-8. 11. BLAŽEK, J., RÁBL, V. Základy zpracování a využití ropy. 2. vyd. Praha: Vydavatelství VŠCHT, 2006. ISBN 80-7080-619-2. 12. PASTOREK, Z., KÁRA J., JEVIČ, P. Biomasa: obnovitelný zdroj energie. Praha: FCC PUBLIC s.r.o., 2004. ISBN 80-86534-06-5. 13. TDG G 982 02. Podmínky provozu, oprav, údržby a kontroly motorových vozidel s pohonným systémem CNG. Praha: GAS s.r.o., 2009. 38
14. KAMEŠ, J. Alternativní pohon automobilů. Praha: BEN - technická literatura, 2004. ISBN 80-7300-127-6. 15. DITTRICH, A., LAURIN, J. Průmyslový motor na rostlinný olej. Alternativní energie: Informace o obnovitelných zdrojích energie a energeticky úsporných opatřeních. 2011, č. 4. 16. MATĚJOVSKÝ, V. Automobilová paliva. Praha: Grada Publishing, a.s., 2005. ISBN 80-247-0350-5
Citace online
17. Fosilní paliva. Nazeleno: chytrá řešení pro každého [online]. 2008 [cit. 201202-20]. Dostupné z: http://www.nazeleno.cz/fosilni-paliva.dic 18. Co je zemní plyn. Zemní plyn [online]. 2007-2010 [cit. 2012-02-20]. Dostupné z: http://www.zemniplyn.cz/plyn 19. Oxid dusný. Arnika [online]. http://arnika.org/oxid-dusny
2010
[cit.
2012-02-20].
Dostupné
z:
20. Výhřevnost paliv. Paliva: Nejlepší tuhá paliva [online]. 2012 [cit. 2012-02-20]. Dostupné z: http://zena-paliva.cz/tuha-paliva/vyhrevnost-paliv 21. Výhřevnosti paliv. Tzb-info: stavebnictví, úspory energií, technická zařízení budov [online]. 2001-2012 [cit. 2012-02-20]. Dostupné z: http://vytapeni.tzbinfo.cz/tabulky-a-vypocty/11-vyhrevnosti-paliv 22. Informace o LPG - proč auto na plyn?. Automont [online]. 2006-2012 [cit. 201202-20]. Dostupné z: http://www.automontvitek.cz/lpg_info.htm 23. Co je CNG a jeho historie. CNG: Compressed natural gas [online]. 2008-2012 [cit. 2012-02-20]. Dostupné z: http://www.cngcompany.cz/20co_je_cng_a_jeho_historie 24. Palivové články a vodíkový pohon. Ekolist [online]. 2001 [cit. 2012-02-20]. Dostupné z: http://ekolist.cz/cz/zelena-domacnost/rady-a-navody/palivove-clankya-vodikovy-pohon 25. Eko diesel. Ewing oil [online]. 2012 [cit. 2012-02-20]. Dostupné z: http://ewingoil.cz/phm/eko-diesel 39
26. Rostlinné oleje jako motorová nafta. Biom: biomasa, biopaliva, bioplyn, pelety, kompostování a jejich využití [online]. 2001-2009 [cit. 2012-02-20]. Dostupné z: http://biom.cz/cz/odborne-clanky/rostlinne-oleje-jako-motorova-paliva 27. Druhy. Biopaliva frčí [online]. 2012 [cit. 2012-02-20]. Dostupné z: http://biopalivafrci.cz/co-jsou-to-biopaliva/druhy 28. Zvýšení zájmu o alternativní pohony motorových vozidel. Auto Periskop [online]. 1999-2012 [cit. 2012-02-20]. Dostupné z: http://www.periskop.cz/cz/clanky/zvyseni-zajmu-o-alternativni-pohonymotorovych-vozidel 29. Nejvýkonější osobní auto poháněné přírodní silou. Bio ethaol E85: informační web o alternativních palivech [online]. 2011 [cit. 2012-02-20]. Dostupné z: http://www.bioe85.eu/e85/mdl/info/nejvykonnejsi-osobni-auto-pohaneneprirodni-silou 30. Systém výroby bioplynu. VP Agro [online]. 2005 [cit. 2012-02-20]. Dostupné z: http://www.vpagro.cz/kukurice/kukurice-bioplyn 31. Ekodiesel. Preol [online]. 2009 [cit. 2012-02-20]. http://www.preol.cz/produkty/pohonne-hmoty/ekodiesel/
Dostupné
z:
32. Vodíkový pohon. Abc [online]. 2008 [cit. 2012-03-02]. Dostupné z: http://www.abicko.cz/clanek/system-tema/8391/vodikovy-pohon.html 33. Zkapalněný zemní plyn - LNG. CNG [online]. 2009 [cit. 2012-03-04]. Dostupné z: http://www.cng.cz/cs/alternativni-pohonne-hmoty-126/ 34. Vodík/palivové články. CNG [online]. 2009 [cit. 2012-03-05]. Dostupné z: http://www.cng.cz/cs/alternativni-pohonne-hmoty-123/ 35. Automobil na palivové články. Hybrid [online]. 2006-2011 [cit. 2012-03-05]. Dostupné z: http://www.hybrid.cz/obrazky/automobil-na-palivove-clanky 36. Základní údaje o skleníkovém efektu. Biom: biomasa, biopaliva, bioplyn, pelety, kompostování a jejich využití [online]. 2001-2009 [cit. 2012-03-05]. Dostupné z: http://stary.biom.cz/publikace/sklenik.html 37. LPG systémy. LPG [online]. 2004 [cit. 2012-03-05]. Dostupné z: http://lpg.cz/lpgsystemy/lpgsystemy_popis.php 38. Automobily na CNG. Auta 5P [online]. 2000-2012 [cit. 2012-03-05]. Dostupné z: http://www.auta5p.eu/clanky/cng/cng.htm 40
39. Energetika. Nazeleno [online]. 2008 [cit. 2012-03-05]. Dostupné z: http://www.nazeleno.cz/energie/energetika/ukladani-elektriny-zfotovoltaickych-a-vetrnych-elektraren.aspx 40. Cetanové číslo. Autolexicon [online]. 2011 [cit. 2012-03-05]. Dostupné z: http://cs.autolexicon.net/articles/cetanove-cislo/ 41. Oktanové číslo. Autolexicon [online]. 2011 [cit. 2012-03-05]. Dostupné z: http://cs.autolexicon.net/articles/oktanove-cislo/
42. Statistická ročenka životního prostředí České republiky 2010. Český statistický úřad[online]. 2010 [cit. 2012-03-31]. Dostupné z: http://www.cenia.cz/web/www/webpub2.nsf/$pid/CENMJG45KYBJ/$FILE/final_pdf_10.pdf 43. Anaerobní technologie. Bioprofit [online]. 2007 [cit. 2012-04-22]. Dostupné z: http://www.bioplyn.cz/at_popis.htm
41
SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1 Schéma skleníkového efektu Obr. 2 Emise CH4 a N2O Obr. 3 Emise CO2 Obr. 4 Schéma auta se vstřikováním kapalné fáze LPG Obr. 5 Schéma motoru na CNG Obr. 6 Dewarova kryogenní nádoba na LNG Obr. 7 Schéma palivového článku na vodík Obr. 8 Průřez vodíkovým automobilem Obr. 9 Automobil na palivové články Obr. 10 Průmyslový motor na kogenerační jednotku
SEZNAM TABULEK Tab. 1 Směs plynů propan – butan podle ročního období Tab. 2 Základní vlastnosti LPG Tab. 3 Základní vlastnosti CNG Tab. 4 Vlastnosti vodíku Tab. 5 Vlastnosti metylesteru řepkového oleje Tab. 6 Ukazatele SMN 30 podle ČSN 65 6508 Tab. 7 Produkce etanolu pro jednotlivé plodiny Tab. 8 Vlastnosti ETBE a MTBE Tab. 9 Zvětšování podílu alternativních paliv podle EU
42
