VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ LETECKÝ ÚSTAV FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF AEROSPACE ENGINEERING
POUŽITÍ BIOPALIV V LETECKÉ DOPRAVĚ USING BIOFUELS IN AIR TRANSPORT (LEGISLATION, MEASURES)
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS
AUTOR PRÁCE
PETR ADÁMEK
AUTHOR
VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR
BRNO 2013
Ing. ONDŘEJ NASTÁLEK
Abstrakt BakaláĜská práce obsahuje pĜehled pĜedpisĤ a naĜízení v oblasti alternativních paliv – biopaliv a þasové zmapování jejich vývoje. Základní rozdČlení alternativních paliv a zamČĜení se na biopaliva a jejich základní rozdČlení a popis technologie výroby, výhod þi nevýhod vĤþi konvenþním palivĤm a zhodnocení pĜipravenosti pro souþasné a budoucí použití v civilním letectví.
Klíþová slova Alternativní paliva, biopalivo, letecká doprava, pĜedpisy, EU, smČrnice.
Abstract Bachelor thesis contains an overview of the legislation and measures of alternative fuels – biofuels and time mapping their development. Basic division of alternative fuels and focused on biofuels and their basic division and description technology of production, advantages and disadvantages compared to conventional fuels and making evaluation of preparedness for current and future using in civil aviation.
Keywords Alternative fuels, biofuel, aviation, legislation, EU, directive.
Bibliografická citace mé práce ADÁMEK, P. Použití biopaliv v letecké dopravČ. Brno: Vysoké uþení technické v BrnČ, Fakulta strojního inženýrství, 2013. 41 s. Vedoucí bakaláĜské práce Ing. OndĜej Nastálek.
ýestné prohlášení Prohlašuji, že jsem bakaláĜskou práci vypracoval samostatnČ, pod odborným vedením vedoucího bakaláĜské práce a podkladem mi byly uvedená literatura a internet.
V BrnČ 2013
Petr Adámek ......................................
PodČkování ChtČl bych podČkovat vedoucímu mé bakaláĜské práce, panu Ing. OndĜeji Nastálkovi za velmi užiteþné konzultace, díky kterým jsem dokázal zpracovat nČkterá data. Dále bych chtČl podČkovat své rodinČ, která pĜi mČ stála a podporovala mne po celou dobu studia.
V BrnČ 2013
Petr Adámek .......................................
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
Obsah Obsah .............................................................................................................. 13 1 Úvod ............................................................................................................. 14 2 Alternativní paliva ...................................................................................... 15 2. 1 Biopaliva ........................................................................................................ 15 2. 1. 1 Tuhá biopaliva ..................................................................................... 16 2. 1. 2 Plynná biopaliva .................................................................................. 16 2. 1. 3 Kapalná biopaliva ................................................................................ 17 2. 2 Biopaliva I. generace ...................................................................................... 17 2. 3 Biopaliva II. generace..................................................................................... 19 2. 4 Výroba biopaliv .............................................................................................. 20 2. 5 Certifikace biopaliv ........................................................................................ 21
3 Vývoj pĜedpisĤ a naĜízení pro obnovitelné zdroje z hlediska EU .......... 22 3. 1 Historie vývoje pĜedpisĤ v EU ....................................................................... 22 3. 2 Akþní plán ...................................................................................................... 24 3. 3 Popis smČrnic 2003/30/EC a 2003/96/EC ...................................................... 24 3. 4 Podpora biopaliv z hlediska legislativy EU ................................................... 25 3. 5 Systém pro obchodování s emisemi (EU ETS) .............................................. 26 3. 5. 1 Základní údaje ..................................................................................... 26 3. 5. 2 Emisní povolenky ................................................................................ 27
4 Legislativa k využití biopaliv v ýR ........................................................... 29 4. 1 PĜedpis 80/2007 Sb. ........................................................................................ 29 4. 2 Zákon þ. 201/2012 Sb. .................................................................................... 29 4. 3 Zákon 500/2012 Sb. ....................................................................................... 30 4. 4 Vyhláška þ. 415/2012 Sb. ............................................................................... 30
5 DĤvody použití biopaliv v letectví ............................................................. 31 5. 1 Vliv biopaliv na globální oteplování a životní prostĜedí ................................ 31 5. 2 Výhody a nevýhody používání biopaliv ......................................................... 32
6 ZávČr ............................................................................................................ 34 Seznam použitých zkratek ............................................................................ 35 Seznam literatury a použitých zdrojĤ.......................................................... 36 Seznam obrázkĤ ............................................................................................. 41 13 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
1 Úvod V dnešní dobČ se letecká doprava považuje za nejbezpeþnČjší, nejrychlejší a nejpohodlnČjší zpĤsob dopravy. Letecká doprava je nejmladším druhem dopravy vĤbec. Stala se nezbytnou souþástí v pĜepravČ osob i nákladu. Jako každý druh dopravy, má i letecká své nevýhody. Jedná se pĜedevším o vysoké náklady spojené s provozem a pĜedevším vysoké náklady pohonných hmot. Další nevýhodou je dopad na životní prostĜedí, které je v dnešní dobČ kontrolováno a chránČno Ĝadou smČrnic a pĜedpisĤ. S prĤmyslovým rozvojem v EvropČ, v Americe a v nČkterých státech Asie se zvyšuje i zneþištČní životního prostĜedí, pĜedevším ovzduší, a to zejména díky
enormnímu
používání
letadel.
Závažnými
zdroji
zneþišĢování
jsou
neobnovitelné pĜírodní zdroje energie jako zemní plyn, ropa, pevná paliva a z nich vzniklé výrobky. Tento problém se však dá omezit, þi dokonce se mu dá zabránit díky používání alternativních paliv. V souþasnosti je letecká doprava závislá na ropČ, která pĜedstavuje hlavní složku pro výrobu paliv pro letecké motory. Vzhledem k nepĜíznivé situaci s množstvím neobnovitelných zdrojĤ Evropská unie pĜistoupila k opatĜením, jejichž realizace by mČla zajistit postupný pĜechod z tradiþních pohonných hmot na alternativní paliva a omezit vznik skleníkových plynĤ. Avšak smČrnice Evropské Unie nepĜikazují leteckým spoleþnostem používat alternativní paliva. MomentálnČ se smČrnice zabývají pouze pozemní dopravou, ve které se podíl alternativních paliv již pĜimíchává do paliv fosilních. Evropský parlament a Rada pĜijali nČkolik smČrnic a pĜedpisĤ, od kterých se oþekává zavedení širšího využívání biopaliv v dopravČ v þlenských státech EU. Tato práce obsahuje popis alternativních paliv, jejich rozdČlení a zamČĜení se na biopaliva. StruþnČ také popisuje jejich výrobu. PĜedevším se však práce zabývá vývojem pĜedpisĤ a naĜízení pro obnovitelné zdroje v rámci EU. Jsou zde popsána základní stanoviska EU, podle kterých se v dnešní dobČ odvíjí mnoho dalších smČrnic a dodatkĤ. Je zde také popsán problém s využíváním emisních povolenek v rámci letecké dopravy. Práce je kromČ EU zamČĜena na legislativu ýR, která se odvíjí ze smČrnic EU. V práci je popsáno mnoho zákonĤ a pĜedpisĤ, které se zabývají používáním alternativních paliv v letecké dopravČ, a obsahuje možné dopady, které by mohly nastat pĜi využívání, þi nevyužívání alternativních paliv v letectví, na životní prostĜedí. 14 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
2 Alternativní paliva Alternativní paliva v dopravČ omezují jak emise limitovaných, tak emise nelimitovaných zneþišĢujících látek a skleníkových plynĤ. Dlouhodobý plán pro alternativní paliva musí zahrnovat všechny druhy dopravy z hlediska jejich energetických potĜeb a jejich nákladĤ na výrobu. To však mĤže být komplikované z dĤvodu rozdílné energetické nároþnosti u rĤzných typĤ dopravy. ProspČch z používání alternativních paliv v dopravČ se zpoþátku projeví v mČstských oblastech, kde se alternativní paliva vyskytují již dnes a to v podobČ pĜímČsí, které jsou pĜidávány do motorových paliv urþených pro vozidla silniþní dopravy. Avšak v letecké dopravČ jsou možnosti ponČkud omezené. Proto se musí sledovat všechny druhy alternativních paliv, které by mohly být zamČĜeny na potĜeby jednotlivých druhĤ doprav [9,12]. V dnešní dobČ jsou v dopravČ využívána jako alternativní paliva pĜedevším plynná paliva a biopaliva. Jako plynné palivo se používá zejména stlaþený zemní plyn a podmínČnČ zkapalnČný ropný plyn. Biopaliva se používají buć v þisté podobČ jako nČkteré estery mastných kyselin (FAME), þisté rostlinné oleje, nebo v rĤznČ koncentrovaných smČsích s fosilními palivy [9].
2. 1 Biopaliva V souþasné dobČ jedním z nejdĤležitČjších druhĤ alternativních paliv jsou biopaliva. V þlenských státech EU se biopaliva podílejí na dopravČ 4,4% [1]. Jsou-li vyrábČna zpĤsobem, který neomezuje kulturní ráz krajiny þi prĤmysl v dané zemi, mohou být biopaliva velkým pĜínosem ke snížení emisí a skleníkových plynĤ. Mohla by nabízet cestu k nezávislosti na neobnovitelných zdrojích a energii pro všechny druhy dopravy. PĜekážkou ovšem mĤže být dodávka tohoto paliva þi stálost výroby [12]. Biopaliva se získávají úpravou biomasy, lze je používat buć jako pĜímČs do fosilních paliv nebo samostatnČ. Tyto úpravy mohou být rĤzného charakteru (mechanické, chemické, bio-chemické, mechanicko-chemické). Podle typu skupenství dČlíme dále biopaliva na tuhá, plynná a kapalná [6]. Podle iniciativy „Flightpath 2050“[2] mají být emise CO2 sníženy o 75% a emise oxidĤ dusíku o 90 %. Jedinou nízkouhlíkovou alternativou podobnou petroleji jsou v pĜípadČ letecké dopravy pouze vyspČlá biopaliva. Biopetrolej je s dnešními letouny kompatibilní, avšak cenou se nedá srovnávat [12]. 15 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
2. 1. 1 Tuhá biopaliva Tuhá biopaliva jsou taková, která se nacházejí v tuhém stavu pĜi pĜepravČ, skladování a pĜi pĜipravování pro energetické využití. Mezi tuhá biopaliva se zejména Ĝadí dĜevo v rĤzných formách, napĜ. polena, štČpka, brikety, pelety, piliny. Dále se mezi tuhá biopaliva Ĝadí sláma þi seno, avšak dnes již ve formČ briket þi pelet. DĜevo je nejbČžnČjší tuhé biopalivo, které má podobnou výhĜevnost jako hnČdé uhlí. Jeho výhĜevnost je ovlivnČna zejména vlhkostí [6,14].
2. 1. 2 Plynná biopaliva Jsou biopaliva, která se nacházejí v plynném stavu pĜi pĜepravČ, skladování a pĜípravČ. ěadíme zde pĜedevším bioplyn, dĜevoplyn nebo vodík [15]. Rozkladem biomasy v uzavĜených nádržích vzniká bioplyn, který obsahuje metan s vysokou energetickou hodnotu, a proto je výhĜevnost bioplynu vyšší než výhĜevnost tuhých biopaliv. Bioplyn se nejþastČji používá k výrobČ tepla, elektĜiny a dokonce i jako pohonná látka [6].
Obr. 1: Schéma tvorby bioplynu [15] DĜevoplyn je produktem zplyĖování biomasy. Díky pĤsobení vysokých teplot na suchou biomasu se uvolĖuje hoĜlavý plyn, který lze spalovat a posléze z nČj získávat energii. DĜevoplyn je také možné zpracovávat dalšími zpĤsoby, ovšem musí se nejprve ze zaĜízení odvést bez pĜístupu vzduchu. DĜevoplyn mĤže být využit jako pohonná látka, pĜi vaĜení, topení a výrobČ elektĜiny. Problémem výroby dĜevoplynu
16 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
jsou dehtové látky. Tyto látky zvyšují výhĜevnost spalovaného dĜevoplynu, ale mají negativní úþinky na lidské zdraví [6,16].
2. 1. 3 Kapalná biopaliva Jsou biopaliva, která se nacházejí v kapalném stavu pĜi pĜepravČ, skladování a pĜípravČ. Ze všech druhĤ a typĤ biopaliv lze v dopravČ jako jediná využít kapalná biopaliva. Mezi kapalná biopaliva patĜí biooleje napĜ. bionafta [17]. Bionafta se získává lisováním oleje z Ĝepky olejné. Jednou z mnoha výhod bionafty je, že se dá smíchat s ropnou naftou. Tato smČs má nižší kouĜivost, a proto pĜi spalování v motoru má nižší emise [18]. Dále rozlišujeme kapalná biopaliva na bázi alkoholu napĜ. bioetanol. Bioetanol lze získat destilací zkvašených cukernatých roztokĤ. Používají se k tomuto úþelu obilniny, brambory, cukrová Ĝepa nebo kukuĜice. PĜedevším závisí na obsahu sacharidĤ þi škrobu. ýím vyšší obsah tČchto látek rostlina má, tím lze vyprodukovat více etanolu. Bionafta i bioetanol se již staly povinnou složkou tradiþních paliv. Podle smČrnic EU se musí pĜidávat urþitý podíl biosložky do pohonných látek. Dále mohou být zkapalnČna také plynná biopaliva [6,19]. Kapalná biopaliva se mohou rozdČlit také pomocí ekologického hlediska, podle kterého se biopaliva dČlí do tzv. generací. První generace biopaliv se vyrábí ze zemČdČlských plodin. Druhá generace biopaliv se vyrábí z odpadní biomasy a energetických plodin. V dnešní dobČ se velké nadČje vkládají do tĜetí generace biopaliv z Ĝas [6].
2. 2 Biopaliva I. generace V souþasné dobČ jsou uplatĖována tzv. biopaliva první generace. Jedná se o bioetanol vyrábČný pĜedevším z cukernatých, respektive škrobnatých plodin (cukrová Ĝepa, brambory, obilí, cukrová tĜtina) a metylestery vyšších mastných kyselin (FAME), které jsou v EvropČ získávané pĜedevším z Ĝepkového oleje, popĜípadČ z jiných rostlinných olejĤ [11]. Použití tČchto biopaliv není bez problémĤ. Jedná se pĜedevším o vady na motoru zpĤsobené použitím tČchto biopaliv. Je to napĜíklad snášenlivost FAME s tČsnícími materiály, tvorba úsad v motoru, zanesení vstĜikovacích trysek. Tyto problémy je
17 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
bezesporu potĜeba Ĝešit. Jedním z Ĝešení mĤže být vývoj a výroba komponent pro samotné motory nebo se zamČĜit na samotnou výrobu biopaliv [11]. Samotné zvýšení používání biopaliv v dopravČ se setkalo s Ĝadou nepĜíznivých reakcí. Tyto reakce jsou vyvolány zejména ze strany ekologických organizací. Ty poukazují na to, že výroba biopaliv nemusí být vĤbec prospČšná, ba naopak. K tČmto tvrzením je vede hned nČkolik dĤvodĤ: − výroba biopaliv spotĜebovává více energie, než kolik jí jsou biopaliva schopna nabídnout; − budování infrastruktury naruší ekologický ráz krajiny − výroba biopaliv v chudých zemích namísto výroby potravin Je potĜeba si také uvČdomit, že každý þlenský stát EU nemá možnost pČstovat a vyrábČt potĜebné množství biopaliv podle smČrnic naĜízených Evropským parlamentem. NČkteré þlenské státy nemohou pČstovat potĜebné množství biomasy buć z dĤvodu nepĜíznivých klimatických podmínek popĜ. nedostatku potĜebné pĤdy, nebo kvĤli problémĤm ekonomického charakteru [11]. Následuje krátký popis nČkterých biopaliv I. generace. a) FAME / MEěO Tyto metylestery mastných kyselin (FAME) jsou využívány jako náhrada motorové nafty. V ýR je nejvíce rozšíĜený methylester Ĝepkového oleje (MEěO) [21]. b) FAEE / EEěO Z Ĝepkového oleje lze reesterifikací etanolem získat etylester Ĝepkového oleje (EEěO). Tento etylester vykazuje pĜedevším díky etanolu lepší výsledky z hlediska podílu obnovitelných surovin než MEěO [21]. c)
Bioetanol
Bioetanol je název pro bezvodný kvasný líh, který se získává alkoholovým kvašením z biomasy. Tento líh lze po jeho denaturaci pĜimíchat do motorových paliv, a to v rĤzných koncentracích. Je vyrábČn z rostlin, které obsahují vČtší množství cukru þi škrobu. Mezi tyto rostliny patĜí zejména brambory, kukuĜice, cukrová tĜtina, cukrová Ĝepa a obilí [8,21].
18 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
d) ETBE Etylterbutyleter je produkcí reakce bioetanolu (resp. etanolu) s isobutenem. Tento produkt obsahuje 47 % podíl biopaliva a slouží jako pĜímČs do motorových paliv. ETBE se mĤže mísit s motorovými palivy ve vČtším pomČru než je tomu u samotného bioetanolu, a to pĜedevším díky lepším vlastnostem, než které má bioetanol. Mezi tyto vlastnosti patĜí pĜedevším nižší celkový obsah kyslíku, nižší tlak par ve smČsi a menší náchylnost k oddČlení kapalných fází vlivem vysokého obsahu vody. Navíc má vyšší oktanové þíslo a výhĜevnost [21]. e)
Rostlinný olej
Rostlinné oleje se spalují ve speciálnČ upravených dieslových motorech. Proces úpravy motoru je bezesporu nevýhodou pro použití rostlinných olejĤ. Upravený motor startuje na ropnou naftu, avšak po nastartování a zahĜátí motoru se pĜepne na olej. Pro tyto potĜeby lze použít þistý rostlinný olej, zejména se jedná o Ĝepkový olej. Rostlinný olej je možné využít jako surovinu pro rafinérské zpracování souþasnČ s ropnými polotovary. Po zpracování vznikne smČs þistých uhlovodíkĤ, která se dále upravuje, aby se dala použít jako motorové palivo [21,22]. f)
Bioplyn
Bioplyn je plyn, který je vyrábČn fermentací buć zemČdČlských odpadĤ jak živoþišného, tak rostlinného pĤvodu, nebo z kalĤ þistíren odpadních vod. Tento plyn se skládá zejména z metanu a oxidu uhliþitého. Po vyþištČní lze bioplyn využívat jako motorové palivo, které má stejnou kvalitu jako zemní plyn. Spalování bioplynu nijak neškodí ekologii prostĜedí, dokonce pĜi spalování vzniká vodní pára a oxid uhliþitý [21].
2. 3 Biopaliva II. generace Biopalivo druhé generace je etanol, který je produktem z lignocelulózy nebo dĜevitých surovin (sláma, Ĝezivo, štČpiny,…) nebo z rĤzných technologií BTL (Biomas to liquid). U tohoto typu biopaliva je surovinou nepotravináĜská biomasa, jako je zejména lesní biomasa vþetnČ tČžebních zbytkĤ, dále rostliny vhodné k získání energie (kĜídlatka, šĢovík,…) nebo biologický odpad z domácností. Biopaliva vyrobená z tČchto surovin jsou bioetanol, motorová paliva získaná jako produkt Fischer-Tropschovy syntézy, metanol aj [7,11]. 19 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
V souþasné dobČ se diskutuje o tom, zda jsou vhodnČjší biopaliva vyrábČná na této bázi, než biopaliva první generace. Jedná se zejména o vyšší kvalitu biopaliv, množství obsažené energie a nižších náklady. Další výhodou je bezesporu využití širší škály biomasy, která nebude konkurovat produkci samotných potravin [11].
Obr. 2: Potenciál snížení emisí CO2 biopalivy první a druhé generace [13]
2. 4 Výroba biopaliv Technologie výroby biopaliv je pomČrnČ složitý proces, u kterého záleží vždy na typu vstupních surovin. Výroba biopaliv je dražší než výroba jiných paliv, a to zejména kvĤli novým technologickým procesĤm, a také kvĤli nároþnosti na výrobu. Výroba jednotlivých druhĤ biopaliv se liší pĜevážnČ chemickým procesem [3]. Jedním z nejdĤležitČjších aspektĤ pĜi výrobČ biopaliv je cena. V dnešní dobČ jsou biopaliva pro leteckou dopravu nevýhodná kvĤli výrobní cenČ. Pokud by EU vydala smČrnici o využívání biopaliv v letecké dopravČ, znamenalo by to pĜevážnČ zvýšení cen letenek a z dlouhodobého hlediska by se dalo pĜedpokládat omezení dopravy. Avšak nejdĜíve by se muselo vyrobit biopalivo, které by vyhovovalo všem technickým parametrĤm. Tyto parametry musí paliva, která jsou používána v turbínových motorech, mít [3].
20 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
Obr. 3: Technologické postupy výroby biopaliv první a druhé generace [13]
2. 5 Certifikace biopaliv V dnešní dobČ je nejdĤležitČjší pro firmy zajistit bezpeþí svých zákazníkĤ, to platí i v letecké dopravČ. Paliva, která jsou používána v turbínových motorech, musí splĖovat pĜísné parametry, které mají zajistit bezpeþnost letu. Tyto parametry jsou pĜedevším fyzikálního rázu. Letadla se pohybují v rozmezí teplot od + 55°C na zemi, až po – 60°C ve vzduchu. Díky zmČnám polohy letadla se musí zvláštní zkoušky provádČt také na tlak, který se bČhem letu mČní. U všech požadavkĤ, které jsou kladeny na vlastnosti a funkci paliva, se musí provést zvláštní zkoušky alternativního turbínového paliva. Tyto zkoušky ovČĜí správnou viskozitu paliva právČ v daném rozmezí teplot, energetický obsah, stálost vlastností, bod varu a mnoho dalších vlastností [20]. Certifikace turbínových paliv je zdlouhavý proces, který je pĜedevším drahý. Certifikace stanoví jednoznaþnČ technické podmínky, které zajistí bezpeþnost. Pro letecká paliva zajišĢuje standardy nezávislá organizace ASTM (American Society of Testing and Materials). Standardy této organizace jsou vČtšinou pĜejímány dalšími státy [20].
21 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
3 Vývoj pĜedpisĤ a naĜízení pro obnovitelné zdroje z hlediska EU K zavedení alternativních paliv v letecké dopravČ je dĤležité pĜedevším znát všechny právní a správní pĜedpisy, které mají vliv na jejich používání. V dnešní dobČ neexistují žádné pĜedpisy, které by pĜímo naĜizovaly provozovatelĤm používání alternativních paliv v jakékoliv míĜe. KvĤli vysokým emisím, které letecká doprava produkuje, se EU rozhodla vytvoĜit Ĝadu smČrnic, které by napomáhaly udržet jimi vytvoĜený pĜísný limit. Aby mohly letecké spoleþnosti dodržovat tento limit, musejí podle EU buć kupovat emisní povolenky, nebo používat více technologií, díky kterým lze dostateþnČ snížit emise [4, 23].
3. 1 Historie vývoje pĜedpisĤ v EU V roce 1992 se na Konferenci spojených národĤ o životním prostĜedí a rozvoji debatovalo o snížení emisí skleníkových plynĤ. PĜedevším se zde pojednávala koncentrace skleníkových plynĤ a její stabilizace. Toto jednání vyústilo v Rámcovou dohodu spojených národĤ o zmČnách klimatu (UNFCCC) [4]. Když mČla v roce 1997 Konference smluvních stran (COP), která je v rámci UNFCCC nejvyšším rozhodujícím orgánem, tĜetí zasedání, byl pĜijat Kjótský protokol (KP). Tento protokol pojednává o zmČnČ klimatu a zároveĖ Ĝeší snížení množství skleníkových plynĤ. V KP je jednoznaþnČ urþeno, že má dojít ke snížení emisí na množství pĜed rokem 1990. V roce 2005 vstoupil Kjótský protokol v platnost. Díky Kjótskému protokolu byly vytvoĜeny dvČ komise EU. První je komise Systému pro obchodování s emisemi (ETS) a druhá komise SmČrnic pro obnovitelné zdroje energie (RED). Komise Systému pro obchodování s emisemi je vĤbec první svého druhu na svČtČ [4]. Na základČ pĜedešlých zasedání byl dne 26. 11. 1997 Evropskou komisí pĜijat dokument oznaþený jako „Bílá kniha“, nazvaný „Energy for the future: renewable sources of energy“ [37], který byl prvním výrazným krokem k využití obnovitelných zdrojĤ v rámci EU. Tento dokument obsahoval požadavek, aby þlenské státy EU zvýšily do roku 2010 podíl obnovitelných zdrojĤ na celkové spotĜebČ energie z 6 na 12 % [4].
22 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
Druhým krokem se stala tzv. „Zelená kniha“. Tento dokument pod názvem „Green Paper towards a Europan strategy for the security of the energy supply“ [38] byl pĜijat 19. 11. 2010. Zelená kniha mimo jiné pojednává o závazku þlenských státĤ EU. ýlenské státy by se mČly zavázat ke zvyšování podílu alternativních paliv v EU, aby v roce 2010 þinil 7 % a v roce 2020 již 20 %. Zelená kniha odráží výsledek zasedání Evropské rady, které se konalo v bĜeznu roku 2000 v Lisabonu. Na tomto zasedání se Evropská rada rozhodla Ĝešit zlepšení ekonomického rĤstu, který pĜinese pĜedevším snížení nezamČstnanosti [4]. Dne 15. a 16. þervna 2001 se v Göteborgu konalo další zasedání Evropské rady, na kterém byla pĜedstavena strategie pro trvale udržitelný rozvoj. Tato strategie obsahovala nČkolik významných bodĤ. Prvním z tČchto dĤležitých bodĤ bylo omezení nežádoucích klimatických zmČn a získávání vČtšího množství energie z obnovitelných zdrojĤ. Dalším bodem, který úzce souvisel s pĜedešlým, bylo šetrnČjší zacházení s pĜírodními zdroji, lepší využití pĤdy a zlepšení dopravního systému. Jedním z posledních dĤležitých bodĤ této strategie bylo vyĜešení problému ohrožení zdraví lidské populace [4].
Obr. 4: Evropský scénáĜ snižování emisí CO2 z dopravy a podíl jednotlivých typĤ alternativních paliv na tomto snižování [4]
ýásteþným Ĝešením tČchto problémĤ byla další „Bílá kniha“ s názvem „European transport policy for 2010: A time to decide“ [40], která byla vydána 12. 9. 2001. 23 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
V této knize Evropská komise shledává zneþištČní ovzduší z dopravy za závažný problém. Tento problém by se mČl vyĜešit jak snížením emisí CO2, tak i zavádČním alternativních pohonných hmot v dopravČ [4].
3. 2 Akþní plán SpoleþnČ s Akþním plánem byly pĜijaty i dvČ smČrnice. Tento plán pojednává o dobrých vyhlídkách do budoucna. V krátkodobém þasovém horizontu jimi jsou biopaliva, v stĜednČdobém zemní plyn a v dlouhodobém vodík. Je v nČm také obsažen plán pro zajištČní 20 – 23% náhrady klasických motorových paliv alternativními palivy do roku 2020. PĜiþemž na této náhradČ by se mČly podílet výše uvedené prvky, a to 10 % zemní plyn, 8 % biopaliva a 5 % vodík. DĤvod pĜijetí Akþního plánu byl odlišný pĜístup þlenských státĤ EU k zavádČní biopaliv na trh a neuspokojivé výsledky v procesu zavádČní. Tyto dĤvody pĜesvČdþily Evropskou Komisi o vytvoĜení a pĜijetí tohoto Akþního plánu. Cílem Akþního plánu je pĜedevším pokraþování v propagaci biopaliv nejenom v EU, ale i v rozvojových zemích a zajištČní výroby a využití tak, aby tyto procesy negativnČ neovlivĖovaly životní prostĜedí. Dále je zapotĜebí zajistit konkurenceschopnost biopaliv a zajistit jejich využívání, prozkoumat možnosti rozvojových zemí z hlediska produkce surovin na výrobu biopaliv a zajistit rozvoj výroby biopaliv, pĜedevším výzkum paliv „druhé generace“ [4].
3. 3 Popis smČrnic 2003/30/EC a 2003/96/EC SmČrnice 2003/30/EC ze dne 8. 5. 2003, která informuje o podpoĜe využívání biopaliv nebo jiných obnovitelných zdrojĤ. V této smČrnici Evropská komise nabádá þlenské státy, aby zajistily minimální podíl biopaliv, þi jiných alternativních paliv na trhu. Hodnoty, které mají þlenské státy dodržet, se pro rok 2005 pohybovaly asi kolem 2 %, v roce 2010 mČlo být dosaženo 5,57 % podílu na trhu a v roce 2020 by mČlo být dosaženo 8 %. Ve smČrnici jsou také zĜetelnČ nadefinovány nČkteré pojmy, které s výrobou biopaliv þi alternativních paliv souvisejí. Zejména však zde byly nadefinovány pojmy, jako jsou biopaliva a biomasa [10]. SmČrnice 2003/96/EC ze dne 27. 10. 2003 se týká zdanČní energetických produktĤ. ObČ tyto smČrnice se zabývají regulaþním a fiskálním rámcem podpory biopaliv [4].
24 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
Podle tČchto pĜijatých smČrnic a akþního plánu museli þlenské státy uvést nejpozdČji do 31. 12. 2004 v platnost zákony, smČrnice a správní pĜedpisy, které by byly v souladu se smČrnicí 2003/30/EC. Také þlenské státy musely okamžitČ po pĜijetí tČchto pĜedpisĤ informovat Komisi EU. Podle tČchto smČrnic a plánu musejí þlenské státy oznamovat každým rokem, nejpozdČji do 1. þervence následujícího roku všechna nová opatĜení, která pĜijala za dané období. Musí informovat o opatĜeních, které pĜijaly na podporu využívání biopaliv a alternativních paliv, aby docházelo ke snížení používání konvenþních paliv. Také musí informovat o všech prostĜedcích, které stát vynaloží na produkci biomasy, která je využita na jiné úþely, než je doprava. A v neposlední ĜadČ informovat o množství prodaných pohonných hmot pro dopravu a podíl biopaliv. V pĜípadČ nutnosti þlenské státy musí informovat o mimoĜádné situaci a zdĤvodnit vlivy, které zamezily uvádČní biopaliv a jiných pohonných hmot na trh [4,10]. Podíl alternativních paliv, kterých chce EU dosáhnout v roce 2020 na trhu, se ovšem nevztahuje na leteckou dopravu. Provozovatelé letadel nemají povinnost pĜispívat k tČmto hodnotám, avšak pĜípadné používání alternativních paliv v letecké dopravČ mohou þlenské státy zapoþítat do celkového objemu prodaných pohonných hmot. Vzhledem ke spotĜebČ paliva u letecké dopravy je jasné, že jsou þlenské státy motivovány k tomu, aby zaþlenily letecké biopalivo do svých prĤzkumĤ finanþních pobídek [23].
3. 4 Podpora biopaliv z hlediska legislativy EU V porovnání cen výroby biopaliv a fosilních paliv, je výroba biopaliv jednoznaþnČ dražší. KvĤli tomuto zásadnímu rozdílu musela EU vytvoĜit podmínky, které by byly výhodné pro všechny strany a zapojí se do výroby nebo distribuce biopaliv [4]. Proto EU pĜijala další pĜedpis, který podporuje zemČdČlce v pČstování energeticky výhodných rostlin pro výrobu biopaliva. Dále tento pĜedpis daĖovČ zvýhodĖuje biopaliva a popĜípadČ umožĖuje další podporu ze strany státu. Pokud je využívaná pĤda skuteþnČ používána k pČstování energeticky výhodných plodin, a pokud je toto využití pĤdy ĜádnČ doloženo, mĤže být vyplacena podpora 45€/ha. Je možné poskytnout další státní podporu, ovšem þlenské státy se musí Ĝídit pravidly, které schválila Evropská Komise [4].
25 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
Finanþní podpora se musí týkat aktivit schválených pĜímo Evropskou Komisí. Tato podpora se poskytuje pouze tČm, kteĜí se podílejí na výzkumu nebo jakémkoliv vývoji spojeným s používáním biopaliv, jak v energetice, tak v dopravČ, nebo se pĜímo podílejí na výstavbČ výrobních prostor pro výrobu biopaliv [4]. KromČ všech tČchto podpor je možné z Evropského fondu regionálního rozvoje þerpat dotace pro rĤzné projekty týkající se biopaliv. Díky této snaze podpoĜit a zvýšit celkový podíl obnovitelných zdrojĤ energie se pĜijala smČrnice 2003/30/EC o podpoĜe používání biopaliv [4].
3. 5 Systém pro obchodování s emisemi (EU ETS) Provozovatelé letadel, která pĜistávají, nebo odlétají na/z letišĢ z nČkterého þlenského státu EU, Islandu, Norska, nebo Lichtenštejnska, jsou na základČ smČrnice Evropského parlamentu a Rady þ. 2008/101/ES, která byla pĜijata 19. listopadu 2008, zaĜazeni do systému emisního obchodování EU ETS. Vzhledem k þlenství ýeské republiky v EU, musela být smČrnice 2008/101/ES pĜevedena do þeského právního systému. Byl pĜijat nový zákon þ. 164/2010 Sb [28]. „Zákon, kterým se mČní zákon þ. 695/2004 Sb., o podmínkách obchodování s povolenkami na emise skleníkových plynĤ a o zmČnČ nČkterých zákonĤ, ve znČní pozdČjších pĜedpisĤ, a zákon þ. 86/2002 Sb., o ochranČ ovzduší a o zmČnČ nČkterých dalších zákonĤ (zákon o ochranČ ovzduší), ve znČní pozdČjších pĜedpisĤ“ [32]
3. 5. 1 Základní údaje Tento systém je postaven na poznatku stanovení ceny uhlíku. Tento zpĤsob je nejefektivnČjším Ĝešením z hlediska nákladĤ, jak dojít ke snížení emisí skleníkových plynĤ. Snížení musí být natolik velké, aby zmČna klimatu nedosáhla kritických hodnot [29]. Letecká paliva založená na biomase, se podle ETS, považují za CO2 neutrální. Pokud letecké spoleþnosti používají takovéto palivo, mohou být osvobozeni od emisních povolenek [34]. Podle EU ETS se v roce 2012 zahájilo obchodování s emisemi pro letecké spoleþnosti a k vyĜazení zcela prvních emisních povolenek by mČlo dojít na konci dubna 2013. Tyto povolenky budou vyĜazeny na základČ množství emisí, které vyprodukovaly letecké spoleþnosti za rok 2012. V roce 2012 byly mezi letecké 26 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
provozovatele rozdČleny povolenky. Množství rozdČlených povolenek bylo stanoveno na 97 % prĤmČru vyprodukovaných emisí za období mezi roky 2004 a 2006. Mezi lety 2013 a 2020 bude množství sníženo na 95 % emisí. V obou tČchto obdobích mají provozovatelé nárok na pĜidČlení emisních povolenek zdarma, a zároveĖ probČhne dražba povolenek ve výši 15 % z celkového poþtu povolenek, které se dostanou do obČhu [28,34]. Již v roce 2010 provozovatelé leteckých spoleþností museli informovat o emisích CO2 a tunokilometrech. Získané údaje o emisích CO2 slouží k urþení podílu dražeb povolenek ýR. Údaje o tunokilometrech jsou souþástí žádosti o pĜidČlení emisních povolenek zdarma. Údaje vynesou provozovatelé do formuláĜĤ, které musejí do 15. bĜezna následujícího kalendáĜního roku pĜedložit Ministerstvu životního prostĜedí [28,34].
3. 5. 2 Emisní povolenky Každá vytvoĜená emisní povolenka pro leteckou dopravu odpovídá hodnotČ jedné tuny CO2. ýlenské státy rozdČlí 85 % tČchto leteckých emisních povolenek mezi letecké spoleþnosti, které spadají pod správu daného státu. Zbytek povolenek se bude dražit. V lednu 2010 byl celkový poþet leteckých spoleþností, které byly zapsány na seznam evropské komise, 4280. Tyto spoleþnosti by od ledna 2013 nemČly vypouštČt více než 95 % prĤmČru vyprodukovaných emisí za období mezi roky 2004 a 2006 [34]. Emisní povolenky jsou obchodovatelnou komoditou, kterou si mohou letecké spoleþnosti doplnit, podle potĜeby. Následujícím zpĤsobem mohou být emisní povolenky doplĖovány: [34] 1) EUAs 2) CER 3) ERU
Ad 1) EUAs Emisní povolenky v neleteckém sektoru. Letecké spoleþnosti mohou tento kredit o výši jedné tuny získat pomocí navýšení svých leteckých emisních povolenek [30,31]. 27 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
Ad 2) CER Kredity z projektu CMD – mechanismus pro þistý rozvoj. Tyto kredity se nazývají ovČĜená snížení emisí. CMD je projektový mechanismus, který zajišĢuje kompatibilitu s Kjótským protokolem. Letecké spoleþnosti mohou pomocí tohoto kreditu zvýšit poþet svých emisí CO2 o jednu tunu a získat ji tedy ke kompenzaci emisí CO2 [30,31]. Ad 3) ERU Kredity z projektu JI – spoleþné provádČní. Tyto kredity se nazývají jednotky snížení emisí. JI je stejnČ jako CMD projektový mechanismus, který zajišĢuje kompatibilitu s Kjótským protokolem. Letecké spoleþnosti mohou pomocí této jednotky zvýšit poþet svých emisí CO2 o jednu tunu a získat ji tedy pro kompenzaci emisí CO2 [30,31].
Obr. 5: Schematické znázornČní emisí a výše pĜíspČvkĤ EUAAs [5]
28 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
4 Legislativa k využití biopaliv v ýR V ýR existuje mnoho zákonĤ, naĜízení, vyhlášek a usnesení vlády ýR, které se týkají používání biopaliv na našem území. V mnoha pĜípadech se jedná o legislativu, která není v souladu s unijním právem, a tudíž není provázána mezi jednotlivými zákony. Vydání zákonĤ v ýR nepĜedcházelo vypracování studie o užití biopaliv þi porovnání užití biopaliv v jiných þlenských státech EU, proto se v dnešní dobČ musejí vypracovávat studie a nechat projednat vládou ýR, aby veškerá legislativa byla v souladu s naĜízeními EU. V Ĝíjnu 2005 byly výsledky projednání zrekapitulovány v usnesení vlády þíslo 1308. Vláda se rozhodla, aby byla stávající legislativa zmČnČna. Legislativa pro uplatnČní biopaliv v ýR by se mČla Ĝídit podle úsudkĤ pĜijatých vládou pro dlouhodobé využití biopaliv. Následující pĜedpisy se týkají používání biopaliv v ýR [4].
4. 1 PĜedpis 80/2007 Sb. „NaĜízení vlády o stanovení nČkterých podmínek poskytování platby pro pČstování energetických plodin“ [26] Toto naĜízení vychází ze smČrnice EU 2003/30/EC o podpoĜe užívání biopaliv. Obsahem tohoto naĜízení je popis osob, které mají nárok na poskytnutí platby, popis žádosti o platbu. PĜedevším musejí být splnČny podmínky dobrého zemČdČlského a environmentálního stavu. To znamená, že nesmí dojít ke zmČnČ krajinného rázu, nesmí docházet k pálení bylin na dané ploše atd. NaĜízení také popisuje, jaké typy plodin náleží do této kategorie. Pokud jsou tyto podmínky splnČny, je možné podat žádost, která by umožĖovala þerpat dotace na pČstování energetických plodin [26].
4. 2 Zákon þ. 201/2012 Sb. „Zákon o ochranČ ovzduší“ [25] Tento zákon vznikl na základČ naĜízení þ. 351/2012 Sb. naĜízení vlády o kritériích udržitelnosti biopaliv a dalších naĜízeních a vyhláškách. Tento zákon mimo jiné novelizuje zákon o podmínkách obchodování s povolenkami na emise skleníkových plynĤ [25]. Zákon þ. 201/2012 Sb. pojednává o pĜípustných úrovních zneþištČní ovzduší, které jsou urþeny emisními limity, pojednává o snižování emisí skleníkových plynĤ v dopravČ a její možné sankci za nedodržení [24]. 29 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
Zákon dále stanovuje pĜísné požadavky na kvalitu paliv a množství biopaliv, které mohou být uvádČny na trh na území ýR. Dále stanovuje povinnost zajištČní minimálního obsahu biopaliv v palivech a povinnost snižování emisí skleníkových plynĤ z pohonných hmot. Nakonec musí biopaliva splĖovat kritéria udržitelnosti [24]. Zákon þ. 201/2012 Sb., novelizuje zákon þ. 180/2005 Sb., o podpoĜe výroby elektĜiny a tepelné energie z obnovitelných zdrojĤ a o zmČnČ nČkterých zákonĤ. Tento zákon novČ definuje nČkteré pojmy jako stanovený objem biopaliv, oprávnČný výrobce biopaliv. Stanovuje, že osoby, které uvádČjí biopaliva na trh, jsou povinni zajistit minimální stanovený objem biopaliv. Dále obsahuje text, který stanovuje povinnost informovat o celkovém množství paliv dodaných na trh a o podílu biopaliv, který tato paliva obsahují. Stanovuje povinnost vykupovat biopaliva v množství, které odpovídají jejich podílu na trhu. Stanovuje pokuty, pokud dané osoby nevykoupí stanovené množství biopaliv, þi pokud nepodají informace o nevykoupeném množství biopaliv [24,25].
4. 3 Zákon 500/2012 Sb. „Zákon o zmČnČ daĖových, pojistných a dalších zákonĤ v souvislosti se snižováním schodkĤ veĜejných rozpoþtĤ“ [33] Tento zákon novelizuje zákon z roku 2003, zákon þ. 353/2003 Sb. Zákon 353/2003 Sb., pĜevádí smČrnici Evropského parlamentu a Rady þ. 2003/96/ES do þeské legislativy. Jak již bylo zmínČno výše, tato smČrnice umožĖuje daĖové úlevy pro použití biopaliv. Vzhledem k návaznosti þeského zákona na smČrnici EU, umožĖuje þeský zákon podobné úlevy na daních [33].
4. 4 Vyhláška þ. 415/2012 Sb. „Vyhláška o pĜípustné úrovni zneþišĢování a jejím zjišĢování a o provedení nČkterých dalších ustanovení zákona o ochranČ ovzduší“ [27] Tato vyhláška definuje pĜesnČ pojem biomasa a dále ji dČlí podle druhu použitého odpadu na rostlinný, korkový a dĜevČný a pozdČji i podle energetických hodnot [27].
30 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
5 DĤvody použití biopaliv v letectví Jedním ze zásadních dĤvodĤ, proþ používat biopaliva nejen v letecké dopravČ jsou dĤvody ekologické. Jedná se pĜedevším o dosažitelnost a obnovitelnost zdrojĤ, ze kterých se biopaliva produkují. Jedná se tedy o zdroje, které jsou þlovČku na dosah a mĤže je využívat podle potĜeby, avšak v urþitých þasových mČĜítcích, bČhem kterých se zásoba tČchto zdrojĤ obnovuje. V souþasnosti se díky smČrnicím a zákonĤm EU musejí biopaliva pĜidávat do fosilních paliv. DĤvodĤ je hned nČkolik. PĜedevším ubývání zásob fosilních paliv a následné stoupání cen paliv. Dalším dĤležitým dĤvodem je již zmínČná ekologie. Díky používání biopaliv se snižuje produkce SO3, NOx, prachu a dalších nebezpeþných škodlivin, ale zejména produkce emisí skleníkových plynĤ, pĜedevším CO2. U spalování biopaliv se do ovzduší dostane takové množství emisí oxidu uhliþitého, jaké bylo využito na fotosyntézu pĜi pČstování. Letadla, na rozdíl od automobilĤ a jiných dopravních prostĜedkĤ, se pĜi spalování paliv vyskytují pĜímo v atmosféĜe, kde mohou zpĤsobit vČtší škody než právČ prostĜedky pozemní dopravy. Výroba biopaliv je však velice nároþný proces z hlediska energetického. Tento aspekt musí být posouzen z dĤvodu produkce CO2 bČhem celé výroby biopaliv až po jeho koneþnou fázi [13,21].
5. 1 Vliv biopaliv na globální oteplování a životní prostĜedí Využívání biopaliv nemá za následek pouze zlepšení stavu globálního oteplování, ale má vazbu i na jiné kategorie dopadu. Globální oteplování je sice primární dĤvod využívání biopaliv, ale je nutné zohledĖovat i další možné environmentální dopady. Pro úþinné snížení environmentálních dopadĤ je potĜeba se zamČĜit na všechny následující kategorie dopadu: [39] a) Globální oteplování Produkce skleníkových plynĤ. b) Úbytek stratosférického ozónu Látky, které se podílejí na rozkladu ozónu, a tím usnadĖují vstup sluneþní energie do atmosféry.
31 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
c) Acidifikace Látky, které jsou schopny pĤsobit kysele v prostĜedí a ovlivĖují tím vegetaci. d) Vznik troposférického ozónu Látky, které se podílejí na vzniku fotooxidantĤ a ovlivĖují tím vegetaci. e) Eutrofizace Nadbytek živin ve vodách a pĤdách ovlivĖuje rovnováhu ekosystému. f) Ekotoxicita Látky, které narušují ekosystémy a schopnost vegetace vázat CO2 a vytváĜet biomasu.
5. 2 Výhody a nevýhody používání biopaliv Jednou z výhod používání a zavedení biopaliv v dopravČ je nezávislost na dovážených fosilních palivech. V neposlední ĜadČ mĤžeme za výhodu považovat pČstování biomasy pĜedevším díky dalšímu využití zemČdČlské pĤdy a možnosti vytvoĜení nových pracovních míst v zemČdČlství a lesnictví. Jak je zmínČno ve smČrnici 2003/30/ES, musí být výroba biopaliv udržitelná, a to zejména z hlediska životního prostĜedí. Avšak je dĤležité si uvČdomit, že by nemČla pĜevažovat výroba biopaliv nad výrobou potravin, a to pĜedevším v chudých zemích [13,21]. Mezi nejvČtší nevýhody používání biopaliv bezesporu patĜí negativní bilance v produkci CO2. Výroba biopaliv první generace je energeticky nároþný proces, dokonce produkce oxidu uhliþitého u tohoto typu biopaliv dosahuje 50 a více procent z uspoĜené produkce CO2. Tento podíl je výraznČ menší u biopaliv druhé generace. Tento rozdíl mezi první a druhou generací biopaliv je dán pĜedevším rozdílným vstupním materiálem, ze kterého daný typ biopaliva vzniká [13,21]. Biopaliva mají i své stinné stránky. Používání biopaliv mĤže vést zemČdČlce k rozhodnutí pČstovat rostliny, které pro nČ budou výhodnČjší. Na úkor pČstování potravin se budou pČstovat energetické plodiny, a díky tomu se zvýší cena potravin. K pČstování plodin k výrobČ biopaliv je zapotĜebí velkých zemČdČlských ploch. To mĤže vést ke kácení tropických deštných pralesĤ. Dalším problémem pro letecké spoleþnosti je úprava motorĤ, která by musela být provedena po pĜechodu na biopaliva. Z tohoto dĤvodu, je zapotĜebí, aby bylo vyvinuto takové biopalivo, které 32 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
by splĖovalo veškeré technické parametry, které musí splĖovat bČžné letecké palivo. Dalším velkým problémem je zásobování letišĢ a následné uskladnČní biopaliva. Pokud by všechny typy letadel musely pĜejít na biopaliva, musely by se vybudovat sklady biopaliv pro letecké úþely na mezinárodních i sportovních letištích. Tyto sklady by musely být vybudovány pĜedevším kvĤli neþekaným událostem, jako jsou nouzová pĜistání. Avšak nejvČtším negativem používání biopaliv pro letecké spoleþnosti je cena. Vzhledem k nároþnosti výroby, cena biopaliv v dnešní dobČ pĜedþí mnohonásobnČ cenu bČžných leteckých paliv [13,21].
33 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
6 ZávČr Z této bakaláĜské práce vyplývá, že v budoucnu se v letecké dopravČ již plnČ poþítá s používáním alternativních paliv, zejména v hromadné letecké dopravČ. To vyplývá pĜedevším ze smČrnic Evropské Unie a ze zavedení leteckých emisních povolenek. Alternativní paliva prošla velkým vývojem, avšak s jistotou víme, že v dnešní dobČ neexistuje žádný druh alternativních paliv, který by byl schopen plnČ nahradit letecká paliva. DĤvodem je bezpeþnost a vysoké požadavky na kvalitu a rĤzné fyzikální a chemické vlastnosti paliv. Vzhledem k dosavadnímu stavu životního prostĜedí, zejména se jedná o zneþištČné ovzduší, je pravdČpodobné, že v blízké budoucnosti se letecké spoleþnosti budou muset pod vlivem EU rozhodnout k používání alternativních paliv, aĢ už pĜimícháváním urþitého množství do bČžných leteckých paliv, jak je tomu již dnes u paliv pro pozemní dopravu, nebo pĜejít na používání þistých alternativních paliv. Vývoj legislativy pro používání biopaliv se bezesporu bude nadále Ĝídit naĜízeními a pĜedpisy EU. To platí pro všechny þlenské státy EU. ýR již má znovelizované všechny zákony, týkající se používání alternativních paliv v dopravČ. Používání alternativních paliv v dopravČ má své výhody i nevýhody. Mezi nejvČtší výhody patĜí zejména dopad využívání alternativních paliv na životní prostĜedí. Avšak mnoho odpĤrcĤ kritizuje používání tČchto paliv, kvĤli energetické negativní bilanci v produkci CO2. Avšak s postupným ubýváním fosilních paliv jsou tato paliva nejvýhodnČjší z hlediska výroby a nároþnosti na uvedení do provozu. Jakým smČrem se nakonec bude vývoj alternativních paliv a jejich použití v letecké dopravČ doopravdy ubírat je obtížné stanovit. Možných Ĝešení je celá Ĝada, avšak s jistotou víme, že jednoho dne se mĤžeme doþkat používání alternativních paliv ve všech druzích dopravy.
34 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
Seznam použitých zkratek Zkratka
Anglický název
ýeský název
ASTM
American Society of Testing and Materials
Americká spoleþnost pro testování a materiály
BTL
Biomass to Liquids
syntetické palivo z biomasy
CER
Commission for Energy Regulation
certifikovaná snížení emisí
CMD
Clean Development Mechanism
mechanismus pro þistý rozvoj
COP
Conference of the Parties
Konference smluvních stran
ERU
Emission Reduction Unit
jednotky snížení emisí
EST
Emission trading system
Systém pro obchodování s emisemi
ETBE
Ethyl ter-butyl ether
Etylterbutyleter
EU
European Union
Evropská Unie
EUAs
European Union Emission Allowances
emisní povolenky EU
EUAAs
European Union Aviation Emmision Allowance
letecké emisní povolenky EU
FAEE/EEěO
Ethyl ester of fatty acids/
Etylester mastných kyselin/ Etylester Ĝepkového oleje
Ethyl ester of rapeseed oil FAME/MEěO
Fatty acid methyl ester Rapeseed oil methyl ester
Methylester mastných kyselin/ Methylester Ĝepkového oleje
JI
Joint Implemenation
Spoleþné provádČní
KP
Kyoto Protocol
Kjótský protokol
RED
Renewable Energy Directive
SmČrnice pro obnovitelné zdroje energie
UNFCCC
United Nations Framework Convention on Climate Change
Rámcová dohoda spojených národĤ o zmČnách klimatu
35 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
Seznam literatury a použitých zdrojĤ [1] EU ENERGY in figures: pocketbook 2012. In: European commission [online]. 2012 [cit. 2013-03-07]. Dostupné z: http://ec.europa.eu/energy/publications/doc/2012_energy_figures.pdf [2] Zdroj: Flightpath 2050, Europe’s Vision for Aviation. Report of the High Level Group on Aviation Research. (Letová dráha 2050 – evropská vize letectví. Zpráva skupiny na vysoké úrovni pro letecký výzkum.) Lucembursko: ÚĜad pro publikace Evropské unie, 2011. [3] Technicko – ekonomická analýza vhodných alternativních paliv v dopravČ. In: Ministerstvo dopravy [online]. 2006 [cit. 2013-03-25]. Dostupné z: http://www.mdcr.cz/NR/rdonlyres/F2EF24EF-5E59-42C7-B6C7A5508CE8F820/0/Technickoekonomicka_analyza_vhodnych_alternativnich_pal iv_v_dopravecast_1.pdf [4] Technicko – ekonomická analýza vhodných alternativních paliv v dopravČ. In: Ministerstvo dopravy [online]. 2006 [cit. 2013-03-25]. Dostupné z: http://www.mdcr.cz/NR/rdonlyres/EC931276-ACFB-4C02-B4B06CBBD103381D/0/Technickoekonomicka_analyza_vhodnych_alternativnich_p aliv_v_dopravecast_2.pdf [5] IATA 2010 REPORT ON ALTERNATIVE FUELS [online]. 2011 [cit. 2013-04-03]. Dostupné z: http://www.iata.org/ps/publications/pages/alternative-fuels.aspx [6] Biopaliva. Nazeleno.cz: Chytrá Ĝešení pro každého [online]. 2010 [cit. 2013-0209]. Dostupné z: http://www.nazeleno.cz/biopaliva.dic [7] Co jsou to biopaliva první a druhé generace? Jaký je mezi nimi rozdíl?. Ekoporadenský portál Ministerstva životního prostĜedí [online]. 2012 [cit.
2013-02-09].
Dostupné
z:
http://www.ekoporadny.cz/faq/co-jsou-to-
biopaliva-prvni-a-druhe-generace-jaky-je-mezi-nimi-rozdil.htm [8] Bioethanol. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2013, 8. 3. 2013 [cit. 2013-02-12]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Bioethanol
36 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
[9] Alternativní paliva v dopravČ. Ministerstvo životního prostĜedí [online]. 2012 [cit. 2013-02-12]. Dostupné z: http://www.mzp.cz/cz/alternativni_paliva_doprave [10] SMċRNICE EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY 2003/30/ES ze dne 8. kvČtna 2003: o podpoĜe užívání biopaliv nebo jiných obnovitelných pohonných hmot v dopravČ. In: EUR-Lex: PĜístup k právu Evropské Unie [online]. 17.5.2003 [cit. 2013-02-19]. Dostupné z: http://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=DD:13:31:32003L0030:CS:PDF [11] Motorová paliva a biopaliva. In: ýeská rafinérská [online]. 7.2.2008 [cit. 201302-19]. Dostupné z: http://www.ceskarafinerska.cz/data/publications/motorova_paliva_a_biopaliva.p df [12] SDċLENÍ
KOMISE
EVROPSKÉMU
PARLAMENTU,
RADċ,
EVROPSKÉMU HOSPODÁěSKÉMU A SOCIÁLNÍMU VÝBORU A VÝBORU REGIONģ: ýisté zdroje energie pro dopravu: Evropská strategie pro alternativní paliva. In: EUR-Lex: PĜístup k právu Evropské Unie [online]. 2013 [cit. 2013-03-07]. Dostupné z: http://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=COM:2013:0017:FIN:CS:HTML [13] TECHNOLOGIE VÝROBY BIOPALIV DRUHÉ GENERACE. In: Chemické listy [online]. 2009 [cit. 2013-03-07]. Dostupné z: http://www.chemickelisty.cz/docs/full/2010_08_784-790.pdf [14] Tuhá biopaliva: štČpka, brikety, piliny. In: Tuha-biopaliva [online]. 2012 [cit. 2013-03-07]. Dostupné z: http://www.tuha-biopaliva.eu/ [15] Plynná biopaliva: vodík, dĜevoplyn, bioplyn. In: Plynna-biopaliva [online]. 2012 [cit. 2013-03-07]. Dostupné z: http://www.plynna-biopaliva.eu/ [16] Plynná biopaliva: DĜevoplyn. In: Plynna-biopaliva [online]. 2012 [cit. 2013-0307]. Dostupné z: http://www.plynna-biopaliva.eu/drevoplyn [17] Kapalná biopaliva: rostlinné oleje, bionafta. In: Kapalna-biopaliva [online]. 2012 [cit. 2013-03-07]. Dostupné z: http://www.kapalna-biopaliva.eu/
37 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
[18] Kapalná biopaliva: Bionafta. In: Kapalna-biopaliva [online]. 2012 [cit. 2013-0307]. Dostupné z: http://www.kapalna-biopaliva.eu/bionafta [19] Kapalná biopaliva: Bioethanol. In: Kapalna-biopaliva [online]. 2012 [cit. 201303-07]. Dostupné z: http://www.kapalna-biopaliva.eu/bioethanol [20] NASTÁLEK, O. Biopaliva pro leteckou dopravu. In Sborník z mezinárodní konference „Nové trendy v civilním letectví 2012“.VŠB - TU Ostrava: 2012. s. 51-58. ISBN: 978-80-248-2826- 8. [21] Víceletý program podpory dalšího uplatnČní biopaliv v dopravČ. In: Biopaliva frþí [online]. 24. 5. 2011 [cit. 2013-03-17]. Dostupné z: http://biopalivafrci.cz/wpcontent/uploads/ProgramUplatneniBiopalivDoprava.pdf [22] Kapalná biopaliva: Rostlinné oleje. In: Kapalna-biopaliva [online]. 2012 [cit. 2013-03-07]. Dostupné z: http://www.kapalna-biopaliva.eu/rostinne-oleje [23] PĜedpis L16/II Emise letadlových motorĤ, LIS-ěLP ýR [24] Zákon þ. 201/2012 Sb. o ochranČ ovzduší. In: þ. 69/2012 Sbírky zákonĤ na stranČ 2786. 2012. Dostupné z: http://www.tzb-info.cz/pravni-predpisy/zakon-c201-2012-sb-o-ochrane-ovzdusi [25] Zákon
o
ochranČ
ovzduší.
In: 201/2012
Sb. 2012.
Dostupné
z:
http://www.psp.cz/sqw/sbirka.sqw?o=6&T=449 [26] NaĜízení vlády þ. 80/2007 Sb. o stanovení nČkterých podmínek poskytování platby pro pČstování energetických plodin. In: þ. 34/2007 Sbírky zákonĤ na stranČ 1181. 2007. Dostupné z: http://www.tzb-info.cz/pravni-predpisy/narizenivlady-c-80-2007-sb-o-stanoveni-nekterych-podminek-poskytovani-platby-propestovani-energetickych-plodin [27] Vyhláška þ. 415/2012 Sb. o pĜípustné úrovni zneþišĢování a jejím zjišĢování a o provedení nČkterých dalších ustanovení zákona o ochranČ ovzduší. In: þ. 151/2012 Sbírky zákonĤ na stranČ 5226. 2012. Dostupné z: http://www.tzbinfo.cz/pravni-predpisy/vyhlaska-c-415-2012-sb-o-pripustne-urovniznecistovani-a-jejim-zjistovani-a-o-provedeni-nekterych-dalsich-ustanovenizakona-o-ochrane-ovzdusi
38 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
[28] EU
ETS
Letecký ústav
(emisní
obchodování
-
letectví).
In: Ministerstvo
životního
prostĜedí [online]. 2012 [cit. 2013-03-21]. Dostupné z: http://www.mzp.cz/cz/smernice_eu_ets [29] Akce EU proti zmČnČ klimatu: Systém EU pro obchodování s emisemi. In: Europa [online]. 2009 [cit. 2013-03-21]. Dostupné z: http://ec.europa.eu/clima/publications/docs/ets_cs.pdf [30] Systém pro obchodování s povolenkami na emise skleníkových plynĤ. In: Europa [online]. 2011 [cit. 2013-03-21]. Dostupné z: http://europa.eu/legislation_summaries/energy/european_energy_policy/l28012_ cs.htm [31] Snížení emisí skleníkových plynĤ do roku 2020. In: Europa [online]. 2010 [cit. 2013-03-21]. Dostupné z: http://europa.eu/legislation_summaries/energy/european_energy_policy/en0008_ cs.htm [32] Zákon, kterým se mČní zákon þ. 695/2004 Sb., o podmínkách obchodování s povolenkami na emise skleníkových plynĤ a o zmČnČ nČkterých zákonĤ, ve znČní pozdČjších pĜedpisĤ, a zákon þ. 86/2002 Sb., o ochranČ ovzduší a o zmČnČ nČkterých dalších zákonĤ (zákon o ochranČ ovzduší), ve znČní pozdČjších pĜedpisĤ. In: 164/2010 Sb. 2010. Dostupné z: http://www.psp.cz/sqw/sbirka.sqw?cz=164&r=2010 [33] Zákon o zmČnČ daĖových, pojistných a dalších zákonĤ v souvislosti se snižováním schodkĤ veĜejných rozpoþtĤ. In:500/2012 Sb. 2012. Dostupné z: http://www.psp.cz/sqw/sbirka.sqw?r=2012&cz=500 [34] SMċRNICE EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY 2008/101/ES. In: Ministerstvo dopravy [online]. 2008 [cit. 2013-03-21]. Dostupné z: http://www.mdcr.cz/NR/rdonlyres/2376E93C-62F7-4A17-9DF4410CCE3B19DC/0/2008_101_ES_CS.pdf [35] TOMES, D., LAKSHMANAN, P., SONGSTAD, D.: Global Impact on Renewable Energy, Production Agriculture and Technological Advancements, Springer 2 Science + Bussines Media LLC, 2011, ISBN 978-1-4419-7144-9
39 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
[36] KOCÁB, J., ADAMEC, J.: Letadlové motory. 1 vyd. Praha, KANT cz s.r.o., 2002, 176 s. ISBN 80-902914-0-6 [37] ENERGY FOR THE FUTURE: RENEWABLE SOURCES OF ENERGY: White Paper for a Community Strategy and Action Plan. In: Europa [online]. 1997 [cit. 2013-03-07]. Dostupné z: http://europa.eu/documents/comm/white_papers/pdf/com97_599_en.pdf [38] Green Paper: Towards a Europan strategy for the security of the energy supply. In: Europa [online].
2001
[cit.
2013-03-07].
Dostupné
z:
http://ec.europa.eu/energy/green-paper-energysupply/doc/green_paper_energy_supply_en.pdf [39]KOýÍ,
Vladimír:
Problematika
posuzování
životního
cyklu
biopaliv. Biom.cz [online]. 2011-11-14 [cit. 2013-04-12]. ISSN: 1801-2655. Dostupné
z:
http://biom.cz/cz/odborne-clanky/problematika-posuzovani-
zivotniho-cyklu-biopaliv [40] European transport policy for 2010: A time to decide. In: Europa [online]. 2001 [cit. 2013-03-07]. Dostupné z: http://ec.europa.eu/transport/themes/strategies/doc/2001_white_paper/lb_texte_c omplet_en.pdf
40 Brno 2013
Petr Adámek
FSI VUT v BrnČ
Letecký ústav
Seznam obrázkĤ Obr. 1: Schéma tvorby bioplynu [15] ........................................................................ 16 Obr. 2: Potenciál snížení emisí CO2 biopalivy první a druhé generace [13] ............. 20 Obr. 3: Technologické postupy výroby biopaliv první a druhé generace [13] .......... 21 Obr. 4: Evropský scénáĜ snižování emisí CO2 z dopravy a podíl jednotlivých typĤ alternativních paliv na tomto snižování [4] ................................................... 23 Obr. 5: Schematické znázornČní emisí a výše pĜíspČvkĤ EUAAs [5] ....................... 28
41 Brno 2013
Petr Adámek
