STAV A NOVÉ VÝZVY PRO SM SNÉ A BIOGENNÍ POHONNÉ HMOTY. Sborník p ednášek a odborných prací

MINISTERSTVO ZEMċDċLSTVÍ ýESKÉ REPUBLIKY VÝZKUMNÝ ÚSTAV ZEMċDċLSKÉ TECHNIKY, v.v.i. Praha SDRUŽENÍ PRO VÝROBU BIONAFTY, Praha ýESKÁ ZEMċDċLSKÁ UNIVERZITA v Praze, Technická fakulta, Katedra technologických zaĜízení staveb

MINISTRY OF AGRICULTURE OF THE CZECH REPUBLIC RESEARCH INSTITUTE OF AGRICULTURAL ENGINEERING, p.r.i. Prague ASSOCIATION FOR BIODIESEL PRODUCTION, Prague CZECH UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES PRAGUE, Faculty of Engineering, Department of Technological Equipment of Buildings

STAV A NOVÉ VÝZVY PRO SMċSNÉ A BIOGENNÍ POHONNÉ HMOTY Sborník pĜednášek a odborných prací vydaný k 9. mezinárodnímu semináĜi konanému 23. bĜezna 2010 jako odborná doprovodná akce 11. mezinárodního veletrhu zemČdČlské techniky TECHAGRO 2010, Brno – výstavištČ & Kongresové centrum Brno, a.s.

ACTUAL STATE AND NEW CHALLENGES FOR MIXED AND BIOGENIC FUELS Proceedings of the international seminar edited for the 9th International seminar held on 23 March 2010 as professional accompanying action of the 11th International exhibition of agricultural engineering TECHAGRO 2010 Brno - exhibition grounds & Congress Centrum, joint-stock company Brno

KvČten 2010 May 2010

PodČkování OrganizátoĜi si dovolují zvláštČ podČkovat firmČ FABIO PRODUKT, spol. s r.o. Holín za podporu realizace tohoto semináĜe. Acknowledgement The organizers gratefully acknowledge the companies FABIO PRODUKT, Ltd Holín for their support in this seminar implementation. Tento semináĜ byl za VÚZT, v.v.i. proveden v rámci Ĝešení výzkumného zámČru MZE0002703102 - etapy 5 „Technologické postupy udržitelné výroby a užití biosurovin a energetických nosiþĤ nové generace se zĜetelem na potravinovou bezpeþnost a globální trhy souvisejících produktĤ“. This seminar was realizad in behalf of the Research Institute of Agricultural Engineering, p.r.i. Prague in the framework of solution of the research project MZe 0002703102 - Part 5: “Technological processes of sustainable production and utilization of bio-raw materials and energy carrier of new generation with respect to food security and global market with relevant products”. Ministerstvo zemČdČlství ýeské republiky Výzkumný ústav zemČdČlské techniky, v.v.i. Praha Sdružení pro výrobu bionafty Praha ýeská zemČdČlská univerzita v Praze, Technická fakulta, Katedra technologických zaĜízení staveb

© Petr Jeviþ, ZdeĖka Šedivá, 2010 ISBN 978-80-86884-51-6 2

OBSAH CONTENT 1. Národní a unijní legislativa pro rozvoj obnovitelných zdrojĤ se zĜetelem na biogenní

pohonné hmoty..................................................................................................................... 5 National and EU legislation related to development of renewable resources in view of biogenic fuels Ing. Marek SvČtlík - Ministerstvo zemČdČlství ýR 2. Bilance výroby a uplatnČní motorových paliv a biogenních pohonných hmot v ýR v kontextu jednotného trhu EU.......................................................................................... 9 Balance of production and utilization of engine and biogenic fuels in the Czech Republic in relation to EU single market Ing. LudČk Dušek - Ministerstvo prĤmyslu a obchodu, Praha 3. Výklad zákona o spotĜebních daních pro motorová fosilní a biogenní paliva............. 14 Interpretation of excise tax law for fossil and biogenic engine fuels Ing. Bohumila Kotenová - Generální Ĝeditelství cel, Praha 4. Kvalita paliv na trhu v EU a ýeské republice ................................................................ 25 Quality of engine fuels on EU and Czech markets Ing. Vladimír TĜebický, CSc. - Ústav paliv a maziv, a.s. Praha 5. Perspektivy produktĤ využití FAME a bioethanolu pĜi naplĖování smČrnic o využívání obnovitelných zdrojĤ (2009/28/ES) a specifikaci motorových paliv (2009/30/ES) ....................................................................................................................... 33 Perspectives of products obtained by utilization of FAME and bioethanol under observance of directives on utilization of renewable resources (2009/28/EC) and on specifications of engine fuels (2009/30/EC) Ing. Jozef Mikulec, CSc. - Slovnaft VURUP, a.s. Bratislava Ivan Vailing - Rasol Consulting, s.r.o. Bratislava 6. Nové trendy v technológii výroby motorových palív z prírodných triacylglycerolov. 43 New trends in technology of motor fuels production from natural triacylglycerides doc. Ing. Ján Cvengroš, DrSc., Fakulta chemickej a potravinárskej technológie, Slovenská technická univerzita, Bratislava 7. Zhodnocení parametrĤ vznČtových motorĤ testovaných traktorĤ pohánČných palivy z Ĝepky olejné a perspektivy rozvoje pro tato paliva ..................................................... 57 Assessment of compression engine parameters of tested tractors driven by rapeseed oil fuels and perspectives of development for these fuels Ing. Miroslav Bažata - AGROPODNIK, a.s. Jihlava 8. Komoditní trhy a nové smČry využití vedlejších produktĤ z výroby biopaliv............. 65 Commodity markets and new directions in utilization of by-products from production of biofuels Dr. Jaroslav Kováþ - Commodity trading, s.r.o. Daskabát 9. Výsledky testování dvouletého provozu vozidel na Ekodiesel – SMN 30 ve skupinČ AGROFERT ...................................................................................................................... 78 Results of testing procedure of two-year operation of vehicles driven by Ecodiesel – B30 in the AGROFERT group Karel Hendrych - Preol, a.s. Lovosice 10.Kritéria udržitelnosti - klíþ dalšího rozvoje smČsných a biogenních pohonných hmot v ýR a EU........................................................................................................................... 83 Criteria of sustainability - key of further development of mixed and biogenic fuels in the Czech Republic and EU Ing. Petr Jeviþ, CSc., prof. h.c.1), 2), 3), Ing. ZdeĖka Šedivá1), 2) 1) Výzkumný ústav zemČdČlské techniky, v.v.i. Praha 2) Sdružení pro výrobu bionafty, Praha 3

ýeská zemČdČlská univerzita v Praze, Technická fakulta 11.Možnosti stabilizace nafty v sezónních zemČdČlských strojích ..................................... 97 Possibilities of motor fuel stabilization at compression ignition engines in seasonal agricultural machines Ing. Vladimír MatČjovský - QMS CONSTULTING Praha 12.Alternativní paliva – produkty z kafilérní výroby ......................................................... 99 Alternative fuels – products of the rendering plant doc. Ing. Jan MalaĢák, Ph.D.1), Ing. Petr Jeviþ, CSc., prof. h.c.1), 2), 3) 1) ýeská zemČdČlská univerzita v Praze, Technická fakulta 2) Výzkumný ústav zemČdČlské techniky, v.v.i. Praha 3) Sdružení pro výrobu bionafty, Praha 13.Measures to reduce the contents of phosphorus, calcium and magesia in rapeseed oil fuel from small-scaled oil mills.................................................................................. 104 OpatĜení ke snížení obsahu fosforu, vápníku a hoĜþíku v palivech z Ĝepkového oleje z malovýrobních lisoven oleje Josef Witzelsperger, Edgar Remmele - Technology and Support Centre at the Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe, Straubing, Germany 14.Rapeseed Oil Fuelled Tractors – Operation and Emission Characteristics .............. 122 Motory traktorĤ pohánČné palivem z Ĝepkového oleje - provoz a emisní charakteristiky Klaus Thuneke, Thomas Gassner, Peter Emberger - Technologie- und Förderzentrum, Straubing, Germany 3)

4

M..SvČtlik 9. mezinárodní semináĜ TECHAGRO 2010 „Stav a nové výzvy pro smČsné a biogenní pohonné hmoty“

Národní a unijní legislativa pro rozvoj obnovitelných zdrojĤ se zĜetelem na biogenní pohonné hmoty National and EU legislation related to development of renewable resources in view of biogenic fuels Ing. Marek SvČtlík - Ministerstvo zemČdČlství ýR, Praha

Národní rodní a unijní unijní legislativa pro rozvoj obnovitelných zdrojĤ se zĜetelem na biogenní pohonné hmoty Ministerstvo zemČ zemČdČlství lství BĜezen 2010

Obsah prezentace Nové Nové pĜedpisy EU Národní rodní pĜedpisy v oblasti biopaliv Aktuá Aktuální lní vývoj a zmČ zmČny legislativy

5


Legislativa EU Q SmČ SmČrnice

2003/30/ES, o podpoĜ podpoĜe už užívání biopaliv nebo jiných obnovitelných pohonných hmot v dopravČ dopravČ, þásteþ steþné zruš zrušení ení od 1. dubna 2010 (ú (úplné plné zruš zrušení ení k 1.1. 2012). Q SmČ SmČrnice 2009/28/ES, o podpoĜ podpoĜe využ využívání energie z obnovitelných zdrojĤ zdrojĤ a o zmČ zmČnČ a následné sledném zruš zrušení ení smČ smČrnic 2001/77/ES a 2003/30/ES

SmČrnice 2009/28/ES Q Spoleþ Spoleþný rá rámec pro podporu energie z

obnovitelných zdrojĤ zdrojĤ Q Závazné národní cíle, pokud jde o celkový podíl energie z obnovitelných zdrojĤ na hrubé hrubé koneþ koneþné spotĜ spotĜebČ ebČ energie a podí podíl energie z obnovitelných zdrojĤ zdrojĤ v dopravČ dopravČ Q Krité Kritéria udrž udržitelnosti pro biopaliva a biokapaliny

SmČrnice 2009/28/ES Q Cíl nahradit nejmé nejménČ 20 % podí podílu energie z

obnovitelných zdrojĤ zdrojĤ na hrubé hrubé koneþ koneþné spotĜ spotĜebČ ebČ energie ve Spoleþ Spoleþenství enství v roce 2020 Q Celkový národní cíl pro OZE v ýR þiní 13 % v roce 2020 Q Cíl nahradit alespoĖ alespoĖ 10 % koneþ koneþné spotĜ spotĜeby energie v dopravČ dopravČ energií energií z obnovitelných zdrojĤ zdrojĤ do roku 2020

6


Stát

Rok 2005

Rok 2020

9,4 %

16 %

ýeská republika

6,1 %

13 %

Dánsko

17,0 %

30 %

NČmecko

5,8 %

18 %

Francie

10,3 %

23 %

Maćarsko

4,3 %

13 %

Rakousko

Bulharsko

23,3 %

34 %

Polsko

7,2 %

15 %

Rumunsko

17,8 %

24 %

Slovinsko

16,0 %

25 %

Slovenská republika

6,7 %

14 %

Finsko

28,5 %

38 %

Švédsko

39,8 %

49 %

SmČrnice 2009/28/ES Q Krité Kritéria udrž udržitelnosti pro biopaliva a

biokapaliny – SplnČ SplnČní nutné nutné pro udČ udČlová lování podpory a uzná uznání pĜi plnČ plnČní cílĤ EU – Úspora sklení skleníkových plynĤ plynĤ ve výš výši alespoĖ alespoĖ 35 % v rámci celé celého životní ivotního cyklu; bude dá dále navyš navyšová ováno – Biopaliva nejsou vyrobena ze surovin zí získaných z pĤ pĤdy s vysokou hodnotou biologické biologické rozmanitosti a z pĤ pĤdy s velkou zá zásobou uhlí uhlíku – Není í vydaná á jednotná Nen vydan jednotná metodika výpoþ výpoþtu úspor CO2 – Biopaliva 2. generace – lze zapoþ zapoþíst dvojná dvojnásobný podí podíl

Legislativa ýR Q Zákon 86/2002

Sb., o ochranČ ochranČ ovzduší ovzduší

– Povinné Povinné nízkoprocentní zkoprocentní pĜimí imíchá chávání biopaliv » ve výš výši 3,5 % objemových do benzí benzínu » ve výš výši 4,5 % objemových do motorové motorové nafty

Q Zákon 353/2003

Sb., o spotĜ spotĜební ebních daní daních

– DaĖ DaĖové ové zvýhodnČ zvýhodnČní vysokoprocentní vysokoprocentních a þistých biopaliv (SMN30, E85, B100, rostlinný olej, bioplyn) – Víceletý program podpory další ho uplatnČ dalšího uplatnČní biopaliv v dopravČ dopravČ

7


Aktuální zmČny pĜedpisĤ Zákon 86/2002 Sb., o ochranČ ochranČ ovzduší ovzduší zmČ zmČna schvá schválena Poslaneckou snČ snČmovnou Parlamentu ýR dne 17.3. 2010 – Povinné Povinné nízkoprocentní zkoprocentní pĜimí imíchá chávání biopaliv » - ve výš výši 4,1 % objemových do benzí benzínu » - ve výš výši 6,0 % objemových do motorové motorové nafty » - mož ho možnost pĜ pĜevodu „nadmČ nadmČrné rného množ množství“ ství“ biopaliv do další dalšího roku, max. 0,2 % » Úþinnost od 1. þervna 2010

Q Zbývá Zbývá schvá schválení lení Sená Senátem Parlamentu ýR

Aktuální zmČny pĜedpisĤ Kriteria udrž udržitelnosti biopaliv Q EK informovala 19.3.2010 o vydá vydání metodiky prová provádČní zaþ zaþátkem dubna 2010 Q Ministerstvo životní ivotního prostĜ prostĜedí edí pĜipraví ipraví kriteria formou prová ky k zá provádČcí vyhláš vyhlášky zákonu þ.86/2002 Sb., o ochranČ ochranČ ovzduší ovzduší Q Povinnost pĜ pĜevzí evzít SmČ SmČrnici 2009/28/ES do prá právní vního Ĝádu ýR do 5. prosince 2010

DČkuji za pozornost. Ing. Marek SvČ SvČtlí tlík Ministerstvo zemČ zemČdČlství lství ýR oddČ oddČlení lení obnovitelných zdrojĤ zdrojĤ energie Tel.: E-mail:

221 812 892 [email protected]

8

L..Dušek 9. mezinárodní semináĜ TECHAGRO 2010 „Stav a nové výzvy pro smČsné a biogenní pohonné hmoty“

Bilance výroby a uplatnČní motorových paliv a biogenních pohonných hmot v ýR v kontextu jednotného trhu EU Ing. LudČk Dušek - Ministerstvo prĤmyslu a obchodu, Praha Summary: Balance of production and utilization of engine and biogenic fuels in the Czech Republic in relation to EU single market The consumption of conventional motor fuels in the Czech Republic did not change significantly in the last three years. Important changes, however, take place in the area of biofuels content added into motor fuels obligatorily in the last years. The Ministry of Industry and Trade of the Czech Republic collects data on liquid biofuels. Tables containing data on fuels and biofuels consumption in the Czech market are presented, for years 2005, resp. 2007 to 2009. In the year 2009, these amounts of pure bio-components for transport fuels were consumed in the Czech Republic: 141.3 kt of FAME, 74.9 kt of bioethanol and 9.8 kt of ETBE. Key words: production of motor fuels, biogenic fuels, fatty acid methyl esters, bioethanol dopad celá Ĝada dalších okolností. ýeská republika je stát uprostĜed Evropy, obklopený zemČmi EU, které mají vzájemnČ zvýhodnČné obchodní podmínky. ýR se tak se svou rozvinutou dopravní sítí Ĝadí mezi „tranzitní“ zemČ s vysokým podílem pĜepravy pro obchodní úþely. V souþasné dobČ, kdy došlo ke znaþnému odklonu od železniþní dopravy a dominantní postavení zaujímá kamionová pĜeprava zboží, se jakýkoliv zásah do cenových a kvalitativních parametrĤ paliv v kontextu s podmínkami v okolních státech (dotace biosložek, spotĜební danČ, DPH, apod.) promítá do celkové spotĜeby pohonných hmot. SouþasnČ ztížená možnost uplatnČní paliv na trhu vede až k ovlivnČní úrovnČ zpracování ropy v domácích rafinériích. Celkový pĜehled o spotĜebČ kapalných pohonných hmot, zjištČný oficiálním statistickým šetĜením ýeským statistickým úĜadem, je uveden v následující tabulce.

SpotĜeba klasických kapalných pohonných hmot v ýeské republice má v posledních tĜech letech stagnující tendenci, na kterou má vliv pĜedevším negativnČ se vyvíjející hospodáĜská situace. PĜi porovnávání roþních výsledkĤ oficiální statistiky jsou zaznamenávány jen malé zmČny ve spotĜebovaném množství motorových benzinĤ a motorové nafty. Vedle malých zmČn ve spotĜebČ však dochází k podstatným zmČnám ve složení nejvíce používaných druhĤ motorových paliv. PovinnČ pĜidávané vzorové množství biosložek se postupnČ zvýšilo u motorové nafty ze 2 % obj. v letech 2007 a 2008 na 4,5 % v roce 2009 a u motorových benzinĤ se zaþalo s pĜidáváním biosložek od roku 2008 s podílem 2 % obj. a v roce 2009 došlo k jeho zvýšení na 3,5 % obj. Celková spotĜeba motorových paliv v ýR je ovlivĖována nejen celkovou hospodáĜskou situací, ale má na ni také

Tabulka þ.1 - SpotĜeba motorových paliv v ýR v letech 2007 až 2009, dovozy a vývozy (v kt) Motorový benzin Motorová nafta Rok SpotĜeba Dovoz Vývoz SpotĜeba Dovoz Vývoz 2007 2 098 695 195 4 072 1584 297 2008

2 019

596

239

4 037

1272

670

2009

2 040

689

150

4 098

1322

413

Z pĜehledu je zĜejmé, že v prĤbČhu let 2007 – 2009 opravdu nedošlo k žádným význaþným zmČnám spotĜeby motorových paliv (v pĜedchozích letech byl dosahován cca 4,5 % roþní nárĤst celkové spotĜeby pohonných hmot) a podíl dovozĤ a vývozĤ je, vyjma roku 2007, kdy koncem roku došlo k delšímu výpadku výroby motorových paliv v domácích rafinériích a chybČjící množství bylo nahrazeno zvýšeným dovozem, také pomČrnČ vyrovnaný. SpotĜeba paliv na konci roku 2009 byla pozitivnČ ovlivnČna oznámením o zámČru navýšení spotĜebních daní na paliva od 1.1.2010, kdy se celá Ĝada spoleþností, obchodujících s palivy,

pĜedzásobila na úkor spotĜeby v poþáteþních mČsících následujícího roku. Ministerstvo prĤmyslu a obchodu se na získávání tČchto statistických výsledkĤ podílí provádČním oficiálního statistického zjišĢování o kapalných biosložkách pro mísení do motorových paliv a o þistých nebo vysokoprocentních biopalivech urþených pĜímo pro pohon motorĤ (napĜ. biodiesel, B30, E85, E95). Výsledky statistických zjišĢování u hlavních kapalných biopaliv jsou uvedeny v následujících tabulkách.

9

L..Dušek 9. mezinárodní semináĜ TECHAGRO 2010 „Stav a nové výzvy pro smČsné a biogenní pohonné hmoty“

Rok Výroba (kt) Dovoz (kt) Vývoz (kt) ZmČna zásob (kt) SpotĜeba (kt)

Tabulka þ.2 - FAME pro dopravní úþely 2005 2006 2007 126,9 110,2 81,8 7,8 23,0 8,3 131,5 110,9 53,6 0,0 2,0 -0,4 3,2

20,2

2008 76,7 43,7 34,4 -2,1

2009 154,9 10,9 24,2 0,3

88,1

141,3

36,9

Tabulka þ.3 - Bioethanol pro dopravní úþely Rok 2008 2009 Výroba (kt) 60,2 89,6 Dovoz (kt) 20,4 32,9 Vývoz (kt) 31,9 51,0 ZmČna zásob (kt) -2,0 -3,3 SpotĜeba (kt) 50,7 74,9 KromČ tČchto dvou uvedených hlavních biokomponent byl koncem roku 2008 a zejména v roce 2009 používán bio-ETBE (Ethyl-terc-butyl ether) pro mísení do motorového benzinu v množství 9,8 tis. tun za rok 2009. Celé toto množství bylo dovezeno. Biopaliva jsou v ýR využívána též jiným zpĤsobem, než jako složky pro mísení hlavních motorových paliv s nízkým obsahem biokomponent. Tak napĜ. MEěO je v urþité míĜe

využíváno pro výrobu motorové nafty B30 (zaznamenáno cca 19.700 tun v roce 2009) a rovnČž se zaþíná prodávat v þisté formČ u nČkterých þerpacích stanic (mísení s motorovou naftou v nádržích vozidel nebo pĜímo pro pohon). Bioethanol je používán pro výrobu pohonných smČsí E85 a E95, jejich podíl je ale z hlediska celkové bilance pohonných hmot v ýR zatím malý.

Kontakt: Ing. LudČk Dušek - oddČlení surovinové a energetické statistiky Ministerstvo prĤmyslu a obchodu, Praha e-mail: [email protected], tel. +420 224 852 437

Anotace: SpotĜeba klasických pohonných hmot v ýeské republice se za poslední tĜi roky významnČ nezmČnila. V uvedených letech ale nastaly dĤležité zmČny v povinném pĜimíchávání biosložek do motorových paliv. Ministerstvo prĤmyslu a obchodu ýeské republiky provádí statistická zjišĢování o kapalných biopalivech. V tabulkách jsou uvedeny výsledky zjišĢování o spotĜebČ paliv a biosložek v období od roku 2005; resp. 2007 do roku 2009. V roce 2009 bylo pro dopravní úþely v ýR spotĜebováno následující množství þistých biosložek: 141,3 tis. tun FAME, 74,9 tis. tun bioethanolu a 9,8 tis. tun (bio) ETBE. Klíþová slova: výroba motorových paliv, biogenní pohonné hmoty, methylestery mastných kyselin, bioethanol

10

L. Dušek 9. mezinárodní semináĜ TECHAGRO 2010 „Stav a nové výzvy pro smČsné a biogenní pohonné hmoty“

Bilance výroby a uplatnČní motorových paliv a biogenních pohonných hmot v ýR v kontextu jednotného trhu EU Ing. LudČk Dušek pro TECHAGRO 2010 SemináĜ : Stav a nové výzvy pro smČsné a biogenní pohonné hmoty, dne 23. bĜezna 2010 © 2008 Ministerstvo prĤmyslu a obchodu

Témata pĜíspČvku

• Vývoj hrubých dodávek (spotĜeby) motorových paliv na trh v ýR za období let 2007 až 2009 - výsledky oficiální statistiky

• Vývoj bilance FAME pro dopravní úþely v ýR v letech 2005 - 2009 • Vývoj bilance bioethanolu pro dopravní úþely v ýR v letech 2008 - 2009 • Ostatní biopaliva

3

11

© 2008 Ministerstvo prĤmyslu a obchodu


SpotĜeba motorových paliv v letech 2007 - 2009

Motorový benzin

Motorová nafta

Rok SpotĜeba

Dovoz

Vývoz

SpotĜeba

Dovoz

Vývoz

2007

2 098

695

195

4 072

1 584

297

2008

2 019

596

239

4 037

1 272

670

2009

2 040

689

150

4 098

1 322

413


4

Statistika kapalných biopaliv MPO

• Celková štítková kapacita aktivních výrobcĤ FAME (MEěO) v ýR je na poþátku roku 2010 uvádČna ve výši 430,4 kt.

• Poþet výrobcĤ FAME, jejichž údaje byly ve výsledcích statistických • • • •

zjišĢování zahrnuty, se bČhem nČkolika let výraznČ zmČnil. V roce 2005 jich bylo 15, na konci roku 2009 jich aktivnČ pĤsobilo pouze 9. Souþasná celková kapacita výroby bioethanolu pro pohonné hmoty je aktivními výrobci uvádČna ve výši 204,5 tis m3 (cca 161,4 kt). V roce 2009 bylo do motorových benzinĤ pĜidáno (mimo bioethanolu) také cca 9,8 kt bio-ETBE (z dovozu). V roce 2009 bylo na trh ýR dodáno 19,7 kt smČsné motorové nafty B30 Podíl ostatních kapalných paliv s vysokým obsahem biosložek (B100, E85, E95) je zatím malý a zdaleka nedosahuje v souþtu množství úrovnČ ani smČsné motorové nafty B30.


5

Bilance FAME v ýR v letech 2005 - 2009

2005

2006

2007

2008

2009

Výroba

126,9

110,2

81,8

76,7

154,9

Dovoz

7,8

23,0

8,3

43,7

10,9

Vývoz

131,5

110,9

53,6

34,4

24,2

ZmČna zásob

0,0

2,0

-0,4

-2,1

0,3

SpotĜeba

3,2

20,2

36,9

88,1

141,3

6

12



Graf bilance FAME 1992 - 2009


7

Bilance Bioethanolu v ýR v letech 2008 - 2009

2008

2009

Výroba

60,2

89,6

Dovoz

20,4

32,9

Vývoz

31,9

51,0

ZmČna zásob

-2,0

-3,3

SpotĜeba

50,7

74,9 © 2008 Ministerstvo prĤmyslu a obchodu

8

Prezentaci Bilance výroby a uplatnČní motorových paliv a biogenních pohonných hmot v ýR v kontextu jednotného trhu EU vytvoĜil Ing. LudČk Dušek tel. 224 852 437, e-mail [email protected] Ministerstvo prĤmyslu a obchodu Na Františku 32, Praha 1 www.mpo.cz

9

13


B. Kotenová 9. mezinárodní semináĜ TECHAGRO 2010 „Stav a nové výzvy pro smČsné a biogenní pohonné hmoty“

Výklad zákona o spotĜebních daních pro motorová fosilní a biogenní paliva Ing. Bohumila Kotenová - Generální Ĝeditelství cel, Praha Summary: Interpretation of excise tax law for fossil and biogenic engine fuels In accordance with adopted laws, this work mentions excise tax rates for motor fuels in view of pure biofuels and its mixtures. There are specified the conditions for tax refunds to taxpayers in case of the fuel E85 containing bioethanol and diesel fuel for agriculture. There are described the requirements for biofuel production in tax stores and taxation method at its utilization for decentralized heat production and electric energy production. Key words: taxation of fuels and biofuels, tax stores danČ u motorové nafty a bezolovnatého benzinu, a to o 1000 Kþ/na 1000 litrĤ. V souvislosti s tČmito zmČnami sazeb byla zmČnČna sazba danČ na smČsnou naftu a dále sazby danČ u dalších minerálních olejĤ, u kterých byla v zákonČ stanovena stejná sazba danČ jako pro bezolovnatý motorový benzin nebo motorovou naftu. V následující tabulce je uveden pĜehled zmČn sazeb daní u minerálních olejĤ.

Poslední legislativní zmČny Zákonem þ. 362/2009 Sb., kterým se mČní nČkteré zákony v souvislosti s návrhem zákona o státním rozpoþtu ýeské republiky na rok 2010, se novelizoval mimo jiné i zákon þ. 353/2003 Sb., o spotĜebních daních, ve znČní pozdČjších pĜedpisĤ. ZmČny se dotkly sazeb daní z minerálních olejĤ, lihu, piva a tabákových výrobkĤ. U minerálních olejĤ byly zvýšeny sazby Tabulka þ. 1 – ZmČny sazeb danČ u minerálních olejĤ PĜedmČt danČ Motorové benziny (§ 48 odst. 1) Motorová nafta (§ 48 odst. 1) SmČsná nafta (§ 48 odst. 5) SmČsi a motorové benziny s nízkým pĜídavkem biopaliva (§ 48 odst. 3, § 48 odst. 6 a 13) SmČsi lihu a MO – Ethanol E 85 (§ 48 odst. 17) SmČsi lihu a MO – Ethanol E 95 (§ 48 odst. 18) Zákon þ. 292/2009 Sb., kterým se mČní zákon þ. 353/2003 Sb., o spotĜebních daních, ve znČní pozdČjších pĜedpisĤ, a další související zákony, v þásti, která se týká zákona o spotĜebních daních, obsahuje zmČny související s pĜijetím Programu na uplatnČní biopaliv v dopravČ. ZmČny provedené v zákonČ lze rozdČlit do následujících skupin: - PĜedmČt danČ - § 45 - Sazba danČ - § 48 - Osvobození od danČ - § 49 - Zvláštní povolení pro MO - § 53 - Vracení danČ - § 54 - Vracení danČ - § 57 - Režim podmínČného osvobození od danČ - § 59

PĤvodní sazba 11 840 Kþ / 1000 l 9 950 Kþ / 1000 l 6 866 Kþ / 1000 l

Nová sazba 12 840 Kþ / 1000 l 10 950 Kþ / 1000 l 7 665 Kþ / 1000 l

11 840 Kþ / 1000 l

12 840 Kþ / 1000 l

11 840 Kþ / 1000 l 9 950 Kþ / 1000 l

12 840 Kþ / 1000 l 10 950 Kþ / 1000 l

Naopak u minerálních olejĤ, které jsou definovány v § 45 odst. 2 písm. j) zákona, došlo k rozšíĜení. Na místo methylesteru nebo ethylesterĤ Ĝepkového oleje lze používat FAME. Dále byly definovány nové smČsi minerálních olejĤ s vysokým obsahem lihu. Jedná se o definice uvedené v § 45 odst. 2 písm. l a m) zákona, pod které se zaĜazují paliva známá jako Ethanol E85 a Ethanol E95. Poslední úprava se dotýká § 45 odst. 3 písm. a) a k) zákona, kde došlo k rozšíĜení úþelu použití, pro který jsou rostlinné oleje a FAME považovány za minerální oleje. NovČ jsou pĜedmČtem danČ rostlinné oleje nebo FAME urþené pro pohon motorĤ, výrobu tepla nebo výrobu smČsí uvedených v § 45 odst. 2 zákona. Obdobná úprava je pak uvedena i v § 59 zákona. V ustanovení, které stanovuje sazby danČ pro minerální oleje, byly v souvislosti s definováním nových pĜedmČtĤ danČ v § 45 odst. 2 zákona taxativnČ definovány i sazby danČ pro tyto minerální oleje. Pro Ethanol E85 je stanovena sazba danČ 11 840 Kþ na 1000 l a pro Ethanol E95 je sazba danČ stanovena ve výši 9 950 Kþ na 1000 l. Od 1. 1. 2010 jsou i tyto sazby navýšeny v souladu s pĜijetím zákona þ. 362/2009 Sb.

PĜedmČt danČ a sazba danČ (§ 45 a § 48 zákona) V þásti týkající se pĜedmČtu danČ byl zúžen pĜedmČt danČ, do kterého spadá smČsná nafta. Pod novou definici lze novČ podĜadit pouze smČsnou naftu, která bude sestávat z motorové nafty a minimálnČ 30% obj. MEěO. Pokud místo MEěO bude ve smČsi s minerálním olejem obsažen jiný methylester mastných kyselin (dále jen „FAME“), bude se z pohledu zákona jednat o pĜedmČt danČ definovaný v § 45 odst. 2 písm. f) zákona, nebude se na nČj vztahovat zvýhodnČná sazba danČ.

14


Osvobození od danČ a zvláštní povolení pro minerální oleje (§ 49 a § 53 zákona) Ustanovení, ve kterém jsou definována osvobození od danČ pro minerální oleje, byla zavedena nová osvobození v souvislosti s implementací schváleného Programu na podporu biopaliv v dopravČ. První osvobození od danČ z minerálních olejĤ je definováno pro FAME kód KN 3824 90 99, které jsou urþeny k použití, nabízeny k prodeji nebo používány pro pohon motorĤ. V praxi mĤže pĜi dopravČ nebo dovozu FAME dojít k situaci, že u FAME bude uveden kód KN 3824 90 91. K tomuto jevu dochází z dĤvodu rozdílné implementace SmČrnice Rady 2003/96/ES þlenskými státy v þásti týkající se aktualizace kódĤ Kombinované nomenklatury. DĤležité je si uvČdomit, že Program na podporu biopaliv v dopravČ je postaven pouze na použití obnovitelných zdrojĤ energie pro pohon motorĤ. Z tohoto dĤvodu jsou všechna nová osvobození vztažena na úþel použití pro pohon motorĤ a nikoliv pro výrobu tepla. Obdobné osvobození od danČ z minerálních olejĤ jaké je u FAME, je definováno i pro rostlinné oleje a zkapalnČný bioplyn (pokud je pĜedmČtem danČ podle § 45 odst. 1 písm. e) zákona). Osvobození pro tyto skupiny obnovitelných zdrojĤ je opČt vztaženo pouze pĜi použití pro pohon motorĤ. Poslední osvobození od danČ z minerálních olejĤ se týká minerálních olejĤ, které jsou vyrobeny z nepotravináĜských þástí biomasy nebo z biologického odpadu. Tyto minerální oleje svým úþelem použití musí odpovídat minerálním olejĤm, jako jsou benziny, motorová nafta nebo Ethanol E85. Navíc osvobození od danČ je vztaženo pĜi použití pro pohon motorĤ v rámci pilotních projektĤ. To znamená, že se nebude jednat o pohonné hmoty bČžné dostupné veĜejnosti. V souvislosti s definováním nových druhĤ osvobození od danČ pro minerální oleje bylo upraveno i ustanovení, které upravuje nakládání s osvobozenými minerálními oleji, povinnost být držitelem zvláštního povolení pro osoby nakládající s tČmito osvobozenými oleji. FAME, rostlinné oleje a zkapalnČný bioplyn, lze pĜijímat a užívat osvobozené od danČ bez zvláštního povolení. Pokud se bude ale jednat o prodej mezi uživateli, pak se zvláštní povolení vyžaduje. VČtšina provozovatelĤ ýS nejsou koneþnými uživateli, proto pro prodej FAME osvobozené od danČ pro koneþného zákazníka musí být držiteli zvláštního povolení. PĜi dodržení podmínek, že FAME pro pohon motorĤ bylo vyrobeno v daĖovém skladu nebo dopraveno oprávnČným pĜíjemcem v režimu podmínČného osvobození od danČ na daĖové území ýR a distribuováno ĜetČzcem uživatelĤ se zvláštním

povolením, lze prodat FAME osvobozené od danČ až koncovému uživateli. Vracení danČ plátci a ze zelené nafty (§ 54 a § 57 zákona) Další daĖové zvýhodnČní tentokrát formou vratky v souvislosti s pĜijetím Programu na podporu biopaliv v dopravČ bylo zavedeno v § 54. U minerálního oleje Ethanol E85, který je definován jako pĜedmČt danČ v § 45 odst. 2 písm. l) zákona, je umožnČné uplatnit nárok na vrácení danČ z minerálních olejĤ na líh, který je ve smČsi obsažen. DaĖ se vrací ze skuteþného množství lihu, který se nachází ve smČsi, a proto se vratka mĤže pohybovat od 70 do 85 % ze sazby danČ na benziny. Tuto vratku mĤže uplatnit, každá osoba, která tento minerální olej uvádí do volného daĖového obČhu na daĖové území ýR. Jedná se tedy o provozovatele daĖového skladu (§ 20), oprávnČného pĜíjemce (§ 22 a § 23), pĜíjemce (§ 29) a dovozce (§ 34). Drobná úprava byla provedena u „zelené nafty“, kde bylo navýšeno procento pro vrácení danČ ze smČsné nafty z pĤvodních 80 % na 85 % ze sazby danČ. Poslední úprava zákona v oblasti minerálních olejĤ byla provedena v § 59, který upravuje uplatnČní režimu podmínČného osvobození od danČ. U rostlinných olejĤ a u FAME je rozšíĜen úþel použití, pro které se tyto výrobky považují za minerální oleje a je povinnost je vyrábČt v daĖovém skladu v režimu podmínČného osvobození od danČ. Biomasa z pohledu zákona o spotĜebních daních Rostlinné oleje, které jsou zaĜazovány pod kódy Kombinované nomenklatury 1507 až 1518, jsou jako pĜedmČt danČ uvedeny v § 45 odst. 3 písm. a) zákona, pokud jsou urþeny pro pohon motorĤ, pro výrobu tepla, nebo pro výrobu smČsí uvedených v § 45 odst. 2 zákona. Mastné kyseliny, které jsou zaĜazovány pod kód Kombinované nomenklatury 3823, jsou jako pĜedmČt danČ uvedeny v § 45 odst. 5 zákona, pokud jsou urþeny k použití, nabízeny k prodeji nebo používány pro pohon motorĤ. Pro jiné úþely použití nejsou pĜedmČtem danČ z minerálních olejĤ. Methylestery mastných kyselin (FAME), které jsou zaĜazovány pod kódy Kombinované nomenklatury 3824 90 99, jsou jako pĜedmČt danČ uvedeny v § 45 odst. 3 písm. k) zákona, pokud jsou urþeny pro pohon motorĤ, pro výrobu tepla, nebo pro výrobu smČsí uvedených v § 45 odst. 2 zákona. Podle § 45 odst. 11 zákona jsou minerální oleje spotĜebované v kogeneraþní jednotce (zaĜízení pro decentralizovanou výrobu tepla a elektĜiny souþasnČ) považovány za minerální oleje spotĜebované pro výrobu tepla. ZdanČní jednotlivých minerálních olejĤ podle úþelu použití je uvedeno v následujícím pĜehledu.

15


Rostlinné oleje: - pokud budou spotĜebovány pro pohon motorĤ, lze je osvobodit podle § 49 odst. 19 zákona, - pokud budou spotĜebovány ve stacionárním motoru za úþelem výroby elektĜiny, lze je osvobodit podle § 49 odst. 19 zákona, - pokud budou spotĜebovány v kogeneraþní jednotce za úþelem výroby elektĜiny a tepla, budou rostlinné oleje zdanČny sazbou danČ podle § 48 odst. 10 zákona a následnČ lze uplatnit nárok na vrácení danČ podle § 56 zákona; koneþná úroveĖ zdanČní bude þinit 660 Kþ/1000 l.

-

mastné kyseliny zdanČny sazbou danČ podle § 48 odst. 11 zákona, pokud budou spotĜebovány v kogeneraþní jednotce za úþelem výroby elektĜiny a tepla, nebudou mastné kyseliny zdaĖovány spotĜební daní, protože pro tento úþel použití nejsou pĜedmČtem danČ z minerálních olejĤ.

Rostlinné oleje a FAME musí být pro výše uvedené úþely vyrábČny v daĖovém skladu. Mastné kyseliny nebudou vyrábČny v daĖovém skladu, a to ani v pĜípadČ, že budou urþeny pro pohon motorĤ, protože podle § 59 odst. 1 zákona na nČ nelze uplatnit režim podmínČného osvobození od danČ. Bude se jednat o legální výrobu minerálního oleje mimo režim podmínČného osvobození od danČ a daĖové pĜiznání se bude podávat podle § 57a zákona.

FAME: - pokud bude spotĜebováno pro pohon motorĤ, lze jej osvobodit podle § 49 odst. 18 zákona, - pokud bude spotĜebováno ve stacionárním motoru za úþelem výroby elektĜiny, lze jej osvobodit podle § 49 odst. 18 zákona, - pokud bude spotĜebováno v kogeneraþní jednotce za úþelem výroby elektĜiny a tepla, bude FAME zdanČno sazbou danČ podle § 48 odst. 10 zákona a následnČ lze uplatnit nárok na vrácení danČ podle § 56 zákona; koneþná úroveĖ zdanČní bude þinit 660 Kþ/1000 l.

Použité zkratky ν MO – minerální olej (e) ν SPD – spotĜební daĖ ν PHM – pohonné hmoty ν MEěO – metylestery Ĝepkového oleje ν EEěO – ethylestery Ĝepkového oleje ν FAME – methylestery mastných kyselin ν EtOH – ethanol ν BKZD – bezvodý kvasný zvláštnČ denaturovaný (rozumČj líh) ν BKOD – bezvodý kvasný obecnČ denaturovaný (rozumČj líh) ν ýS – þerpací stanice ν VDO – volný daĖový obČh ν POD – podmínČné osvobození od danČ

Mastné kyseliny: - pokud budou spotĜebovány pro pohon motorĤ, budou mastné kyseliny zdanČny sazbou danČ podle § 48 odst. 11 zákona, - pokud budou spotĜebovány ve stacionárním motoru za úþelem výroby elektĜiny, budou

Kontakt: Ing. Bohumila Kotenová - specialista na spotĜební danČ Generální Ĝeditelství cel BudČjovická 7, 140 96 Praha 4 e-mail: [email protected]

Anotace: V souladu s pĜijatými zákony práce uvádí sazby spotĜební danČ pro motorová paliva se zĜetelem na þistá biopaliva a jejich smČsi. UpĜesĖují se podmínky vracení danČ plátcĤ u paliva E 85 obsahujícího bioethanol a naftových paliv pro zemČdČlství. Popisují se požadavky na výrobu biopaliv v daĖových skladech a zpĤsob zdanČní pĜi jejich využití pro decentralizovanou výrobu tepla a elektrické energie. Klíþová slova: zdanČní paliv a biopaliv, daĖové sklady

16


Výklad zákona o spotĜebních daních pro motorová fosilní a biogenní paliva Ing.BohumilaKotenová Ing.BohumilaKotenová Specialistanaspot Specialistanaspotební ební dan dan TECHAGRO, Brno – 23.3.2010

Zákon.362/2009– novelaSPD Q

Q

Q

Q

Novelizujemimojiné Novelizujemimojiné izá izákon kon.353/2003Sb.,o spot spotební ebníchdaní chdaních Zm Zmnysazebdan nysazebdan uminerá uminerální lnícholej cholej,lihu,pivaa tabá tabákovýchvýrobk kovýchvýrobk Pechodná echodná ustanovení ustanovení prozm prozmnyvestanovení nyvestanovení zajiš zajištní dan dan proda prodaové ové sklady Lh Lhtaprodozajiš taprodozajištní

17


Zmnysazebdan uminerálnícholej Q

Motorové Motorové benzí benzíny(§ ny(§ 48odst.1) Q Q

Q

Motorová Motorová nafta(§ nafta(§ 48odst.1) Q Q

Q

pvodní vodní sazba11840K sazba11840K /1000l⇒ /1000l⇒ nová nová sazba12840K sazba12840K /1000l pvodní vodní sazba9950K sazba9950K /1000l⇒ /1000l⇒ nová nová sazba10950K sazba10950K /1000l

Sm Smsná sná nafta(§ nafta(§ 48odst.5) Q Q

pvodní vodní sazba6866K sazba6866K /1000l⇒ /1000l⇒ nová nová sazba7665K sazba7665K /1000l

Zmnysazebdan uminerálnícholej Q

Sm Smsiamotorové siamotorové benzí benzínysní nysnízkýmp zkýmpídavkem biopaliva(§ biopaliva(§ 48odst.3,§ 48odst.3,§ 48odst.6a13) Q Q

Q

Sm Smsi lihuaMO– lihuaMO– EthanolE85(§ EthanolE85(§ 48odst.17) Q Q

Q

pvodní vodní sazba11840K sazba11840K /1000l⇒ /1000l⇒ nová nová sazba12840K sazba12840K /1000l pvodní vodní sazba11840K sazba11840K /1000l⇒ /1000l⇒ nová nová sazba12840K sazba12840K /1000l

Sm SmsilihuaMO– silihuaMO– EthanolE95(§ EthanolE95(§ 48odst.18) Q Q

pvodní vodní sazba9950K sazba9950K /1000l⇒ /1000l⇒ nová nová sazba10950K sazba10950K /1000l

Zákon.292/2009– novelaSPD Q

Q Q Q Q Q Q Q

Bionovela– Bionovela– vtšinap inapijatýchzm ijatýchzmnp npímosouvisí mosouvisí s Programemnauplatn Programemnauplatnní biopalivdoprav biopalivdoprav Pedm edmtdan tdan § 45 Sazbadan Sazbadan § 48 Osvobození Osvobození oddan oddan § 49 Zvláš tníí povolení Zvláštn povolení proMO proMO § 53 Vracení Vracení dan dan § 54 Vracení Vracení dan dan § 57 Rež Režimpodmí impodmínnéhoosvobození hoosvobození oddan oddan § 59

18


Pedmtdan § 45 Q

Q

Q Q

Q

Zm Zmnadefinicep nadefinicepedm edmtu– tu– odst.2pí odst.2písm.c)⇒ sm.c)⇒ pouze sm smssestá ssestávají vající zmotorové zmotorové naftyaME naftyaME O,minimá O,minimální lní množ ž ství í ME Ovesm si30%obj.– – sm sná á nafta mno stv ME Ovesm si30%obj. sm sn Zm Zmnadefinicep nadefinicepedm edmtu– tu– odst.2pí odst.2písm.j)⇒ sm.j)⇒ rozší rozšíení ení – místoME stoME OaEE OaEE O⇒ O⇒ obecn obecn FAME Nové Nové sm smsi– si– odst.2pí odst.2písm.lam) EthanolE85– EthanolE85– 70– 70– 85%obj.EtOH(BKZDneboBKOD) a15 a15 30%obj.minerá 30%obj.minerální lnícholej cholej (ATB) EthanolE95nejvýš EthanolE95nejvýše95%obj.EtOHa5%MO

Pedmtdan § 45 Q

Q

Q

Úpravap pravapedm edmtudan tudan – odst.3pí odst.3písm.a)⇒ sm.a)⇒ rozší rozšíení ení odalší odalší úelpouž elpoužití ití – rostlinné rostlinné olejeiprovýrobu sm smsí uvedenýchvodst.2 Úpravap pravapedm edmtudan tudan – odst.3pí odst.3písm.k)⇒ sm.k)⇒ rozší rozšíení ení odalší odalší úelpouž elpoužití ití – FAMEiprovýrobu sm smsí uvedenýchvodst.2 Sjednocení Sjednocení rež režimuobdobná imuobdobná úpravajeiv§ pravajeiv§ 59

Sazbadan § 48 Q

Q

Q

Vypuš Vypuštnasazbadan nasazbadan prosm prosmsnounaftu,která snounaftu,která mlabýtú labýtúinná inná od1.7.2010– od1.7.2010– vsouvislostis notifikací notifikací Programunauplatn Programunauplatnní biopalivdoprav biopalivdoprav Nov Nov definová definoványsazbydan nysazbydan pronové pronové pedm edmty dan dan EthanolE85aEthanolE95⇒ EthanolE85aEthanolE95⇒ 11840K 11840K nebo 9950K 9950K na1000l Od1.1.2010budoutaké Od1.1.2010budoutaké navýš navýšenyvsouladus pijetí ijetímzá mzákona kona.362/2009Sb.

19


Osvobození oddan § 49 Q

Nová Nová osvobození osvobození Q Q Q Q

FAME– FAME– propohonmotor propohonmotor Rostlinné Rostlinné oleje– oleje– propohonmotor propohonmotor Bioplyn Biomasa– Biomasa– propohonmotor propohonmotor vrá vrámcipilotní mcipilotníchprojekt chprojekt

Zvláštní povolení – MO § 53 Q

Q

MOp MOpijí ijímané mané auž aužívané vané vrá vrámcipilotní mcipilotníhoprojektu § 49odst.14a21– tníímpovolení 49odst.14a21– vždysezvláš dysezvláštn mpovolením MOp MOpijí ijímané mané auž aužívané vané podle§ podle§ 49odst.18až 49odst.18až 20– 20– bezpovolení bezpovolení – proná pronásledují sledující osvobození osvobození Q Q Q

Q

FAME– FAME– propohonmotor propohonmotor Rostlinné Rostlinné oleje– oleje– propohonmotor propohonmotor Bioplyn

Pozor– Pozor– vtšina

ina Snejsoukone Snejsoukonenýmiuž nýmiuživateli⇒ ivateli⇒ pro prodejbionafty(FAME)osvobozené prodejbionafty(FAME)osvobozené oddan oddan – zvláš tníí povolení zvláštn povolení

20


Vracení dan § 54 Q

Q

EthanolE85– EthanolE85– vrá vrácení cení SPDzminerá SPDzminerální lnícholej cholej na skute e skutené množ množství ství lihuvesm lihuvesmsi⇒ si⇒ vratkasemž vratkasemže pohybovatod70do85%zesazbydan pohybovatod70do85%zesazbydan nabenzí nabenzíny Uplat Uplatují ují plá plátci,kte tci,kteí uvedoudoVDO Q Q Q Q

ProvozovatelDS ProvozovatelDS § 20 Oprá Oprávn vnnýp nýpíjemce jemce § 22a§ 22a§ 23 Píjemce jemce § 29 Dovozce– Dovozce– dovozpodle§ dovozpodle§ 34

Vracení dan § 57 Q Q

Q

Navýš Navýšení ení výš výševratkyusm evratkyusmsné sné nafty Zp Zpvodní vodních80%na85%zesazbydan ch80%na85%zesazbydan prosm prosmsnou naftu Zesazeb Q Q

Q

6866K 6866K /1000l– /1000l– uvedenodoVDOdo31.12.2009 7665K 7665K /1000l– /1000l– uvedenodoVDOod1.1.2010

Vizuvá Vizuvádní spot spotební ební dan dan asazbydan asazbydan nadokladu oprodeji§ oprodeji§ 5a§ 5a§ 57odst.9(vratkanazelenounaftu)

RežimPOD § 59 Q

Q Q

Sjednocení Sjednocení rež režimunaklá imunakládání prorostlinné prorostlinné olejea FAME Úpravav§ pravav§ 59odst.1pí 59odst.1písm.a)ah) Rež RežimPODseuplatní imPODseuplatní ivp ivpípad pad,ž ,žesevyrá esevyrábjí pro výrobusm výrobusmsí uvedenýchv§ uvedenýchv§ 45odst.2

21


Využití biomasypropohonmotor nebo výrobutepla Rostlinné Rostlinné oleje kódyKombinované dyKombinované nomenklatury1507až nomenklatury1507až 1518, pedm edmtdan tdan – § 45odst.3pí 45odst.3písm.a)zá sm.a)zákona .353/2003Sb., pokudjsouur pokudjsouureny

Q Q Q

Q

Q Q Q

propohonmotor propohonmotor, provýrobutepla,nebo provýrobusm provýrobusmsí uvedenýchv§ uvedenýchv§ 45odst.2zá 45odst.2zákona

Využití biomasypropohonmotor nebo výrobutepla Q Q Q Q

Mastné Mastné kyseliny kódKombinované dKombinované nomenklatury3823 pedm edmtdan tdan – § 45odst.5zá 45odst.5zákona, pokudjsouur pokudjsouureny Q Q Q

Q

k použ použití ití, nabí í zenyk prodejinebo nab použ používánypropohonmotor nypropohonmotor

projiné projiné úelypouž elypoužití ití nejsoup nejsoupedm edmtemdan temdan z minerá minerální lnícholej cholej.

Využití biomasypropohonmotor nebo výrobutepla Q Q Q Q

Methylesterymastnýchkyselin(FAME) kódKombinované dKombinované nomenklatury38249099, pedm edmtdan tdan – § 45odst.3pí 45odst.3písm.k)zá sm.k)zákona, pokudjsouur pokudjsouureny Q Q Q

propohonmotor propohonmotor, provýrobutepla,nebo provýrobusm provýrobusmsí uvedenýchv§ uvedenýchv§ 45odst.2zá 45odst.2zákona

22


Využití biomasypropohonmotor nebo výrobutepla Q

Q

Podle§ Podle§ 45odst.11zá 45odst.11zákonajsouminerá konajsouminerální lní olejespot olejespotebované ebované v kogenera kogeneraní jednotce(za jednotce(zaízení zení prodecentralizovanou výrobuteplaaelekt výrobuteplaaelektinysou inysouasn asn)považ )považová oványzaminerá nyzaminerální lní olejespot olejespotebované ebované provýrobutepla. Zdan Zdanní jednotlivýchminerá jednotlivýchminerální lnícholej cholej podleú podleúelupouž elupoužití ití je uvedenov následují sledujícímp mpehledu.

Rostlinné oleje Q

Q

Q

Spot Spotebapropohonmotor ebapropohonmotor ⇒ lzeosvoboditpodle§ lzeosvoboditpodle§ 49 odst.19zá odst.19zákona, Spot Spotebavestacioná ebavestacionární rnímmotoruzaú mmotoruzaúelemvýrobyelekt elemvýrobyelektiny ⇒ lzejeosvoboditpodle§ lzejeosvoboditpodle§ 49odst.19zá 49odst.19zákona, Spot Spotebav kogenera kogeneraní jednotcezaú jednotcezaúelemvýrobyelekt elemvýrobyelektinya tepla⇒ tepla⇒ zdan zdanní sazboudan sazboudan podle§ podle§ 48odst.10zá 48odst.10zákona ⇒ následn sledn lzeuplatnitná lzeuplatnitnároknavrá roknavrácení cení dan dan podle§ podle§ 56 zákona;⇒ zdanní bude budeinit660K init660K/1000l. kona;⇒ kone konená úrove rove zdan

FAME Q

Q

Q

Spot Spotebapropohonmotor ebapropohonmotor ⇒ lzejejosvoboditpodle§ lzejejosvoboditpodle§ 49 odst.18zá odst.18zákona, Spot Spotebavestacioná ebavestacionární rnímmotoruzaú mmotoruzaúelemvýrobyelekt elemvýrobyelektiny ⇒ lzejejosvoboditpodle§ lzejejosvoboditpodle§ 49odst.18zá 49odst.18zákona, Spot Spotebav kogenera kogeneraní jednotcezaú jednotcezaúelemvýrobyelekt elemvýrobyelektinya tepla⇒ tepla⇒ zdan zdanní sazboudan sazboudan podle§ podle§ 48odst.10zá 48odst.10zákona ⇒ následn sledn lzeuplatnitná lzeuplatnitnároknavrá roknavrácení cení dan dan podle§ podle§ 56 zákona;⇒ zdanní bude budeinit660K init660K/1000l. kona;⇒ kone konená úrove rove zdan

23


Mastné kyseliny Q

Q

Q

Spot Spotebapropohonmotor ebapropohonmotor ⇒ mastné mastné kyselinybudou zdan zdannysazboudan nysazboudan podle§ podle§ 48odst.11zá 48odst.11zákona, Spot Spotebavestacioná ebavestacionární rnímmotoruzaú mmotoruzaúelemvýrobyelekt elemvýrobyelektiny ⇒ kyselinyzdan kyselinyzdannysazboudan nysazboudan podle§ podle§ 48odst.11zá 48odst.11zákona, Spot Spotebav kogenera kogeneraní jednotcezaú jednotcezaúelemvýrobyelekt elemvýrobyelektinya tepla⇒ tepla⇒ mastné mastné kyselinynebudouzda kyselinynebudouzdaová oványspot nyspotební ební daní daní ⇒ nejsoup nejsoupedm edmtemdan temdan z minerá minerální lnícholej cholej protentoú protentoúel použ použití ití

Využití biomasypropohonmotor nebo výrobutepla Q

Rostlinné Rostlinné olejeaFAME

Q

Mastné Mastné kyseliny

Q

Q

Q

musí musí býtprovýš býtprovýšeuvedené euvedené úelyvyrá elyvyrábnyv da daové ovémskladu. nebudouvyrá nebudouvyrábnyv da daové ovémskladu,atoaniv pípad pad,ž ,žebudou ur urenypropohonmotor enypropohonmotor,protož ,protožepodle§ epodle§ 59odst.1zá 59odst.1zákonanan konanan nelzeuplatnitrež nelzeuplatnitrežimpodmí impodmínnéhoosvobození hoosvobození oddan oddan budesejednatolegá budesejednatolegální lní výrobuminerá výrobuminerální lníhoolejemimorež hoolejemimorežim podmí podmínnéhoosvobození hoosvobození oddan oddan ada adaové ové pizná iznání sebudepodá sebudepodávat podle§ podle§ 57azá 57azákona

Použité zkratky Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q

MO– MO– minerá minerální lní olej(e) SPD– SPD– spot spotební ební da da PHM– PHM– pohonné pohonné hmoty ME ME O– O– metylestery metylesteryepkové epkovéhooleje EE EE O– O– ethylestery ethylesteryepkové epkovéhooleje FAME– FAME– metylesterymastnýchkyselin EtOH– EtOH– ethanol BKZD– tn denaturovaný(rozum BKZD– bezvodýkvasnýzvláš bezvodýkvasnýzvláštn denaturovaný(rozumjlí jlíh) BKOD– BKOD– bezvodýkvasnýobecn bezvodýkvasnýobecn denaturovaný(rozum denaturovaný(rozumjlí jlíh)

S– S– erpací erpací stanice VDO– VDO– volnýda volnýdaovýob ovýobh POD– POD– podmí podmínné osvobození osvobození oddan oddan

24

V. TĜebický 9. mezinárodní semináĜ TECHAGRO 2010 „Stav a nové výzvy pro smČsné a biogenní pohonné hmoty“

Kvalita paliv na trhu v EU a ýeské republice Ing. Vladimír TĜebický, CSc. - Ústav paliv a maziv, a.s., þlen skupiny SGS Summary: Quality of engine fuels on EU and Czech markets There are evaluated a range of motor fuels and variations from standard quality ascertained by means of systematic monitoring in market network. In relation to the environmental specification and standardization of motor-vehicle petrol and diesel fuel there are also described the running changes, which will reflect subsequently in technical standards for motor fuels. Key words: quality monitoring, diesel fuel, motor-vehicle petrol, biofuels, mixed fuels V roce 2009 došlo k významným zmČnám v legislativČ související s kvalitou paliv používaných v dopravČ. SmČrnice 98/70EC byla novelizována smČrnicí 30/2009 EC, která pĜinesla Ĝadu zmČn. Byl zvýšen pĜípustný podíl biosložek ve fosilních palivech, v benzinu a motorové naftČ a pro pĜídavek biosložek byla zavedena povinnost prokazovat jejich pĜínos pro úsporu CO2, vyjadĜovaný jako udržitelnost. Zvýšený pĜípustný podíl biosložek se následnČ promítne do technických norem, které definují užitné vlastnosti paliv. Novelizovaná smČrnice musí být zavedena do legislativy jednotlivých státĤ do konce roku 2010.

Odchylky v kvalitČ, zjišĢované v tržní síti, byly zpĤsobeny kontaminací naftou v distribuþním ĜetČzci (vyšší konec destilace), nedostateþnou obmČnou pĜi pĜechodu ze zimního do letního období (vyšší tlak par). V pĜípadČ nižších oktanových þísel a vyššího obsahu aromátĤ je neshodná kvalita dĤsledkem pĜídavku nestandardních složek. Kontaminace motorovou naftou znamená v dĤsledku horší spalování paliva, nižší výkon a riziko pro katalyzátor. Nižší oktanové þíslo a vysoký obsah aromátĤ znamená pro vozidla velké riziko. ZpĤsobuje nižší výkon, vyšší spotĜebu, vysoké emise uhlovodíkĤ, horší spalovací vlastnosti, riziko pro poškození katalyzátoru a nebezpeþí pro palivový systém v dĤsledku tvorby úsad.

Souþasná kvalita a sortiment paliv v ýR V souþasné dobČ je na trhu automobilový benzin ve tĜech oktanových hladinách. Oktanová hladina 91, pĜedstavovaná na trhu benzinem BA 91S a BA91N, svĤj podíl na trhu stále snižuje, v souþasné dobČ je pod úrovní 2% a lze pĜedpokládat jeho pĜítomnost na trhu zhruba do konce roku 2010. DĤvodem je to, že výrobci automobilĤ tento benzin nedoporuþují ani do maloobjemových vozĤ a podíl starších vozidel, pro které byl tento druh benzinu doporuþen trvale klesá. Podobná je situace na Slovensku. V dalších okolních zemích jako je Polsko, Maćarsko již tento druh benzinu v sortimentu není. RelativnČ vysoký podíl nad 10% si zachovává v Rakousku a SRN. Na trhu ýR roste podíl vysokooktanových benzinĤ BA 98 a vyšších, který pĜekonal hranici 2% a jeho prodej má, zejména díky aditivacím, rostoucí trend. V Rakousku a SRN dosahuje podíl tohoto benzinu na trhu až 8%. NejprodávanČjším benzinem jsou benziny oktanové hladiny 95. V souþasné dobČ prodávané benziny jsou bezsirné, tzn. s obsahem síry max. 10mg/kg. Obsah kyslíku je povolen max. 2,7%m/m, obsah ethanolu max. 5%V/V a obsah éterĤ je povolen max. 15%V/V. Podle platné legislativy, zákona o ovzduší, je povinnost pĜidávat do benzinu ethanol v množství minimálnČ 3,5%V/V v celkové roþní produkci, buć pĜímým pĜimícháním, nebo ve formČ etyltercbutyléteru. Tento objem se má navýšit tČsnČ nad hranici 4%V/V pĜi souþasné novele uvedeného zákona. PĜímý pĜídavek ethanolu je realizován v benzinu oktanové hladiny 95, ve vysokooktanových benzinech je ve formČ etyltercbutyléteru, v benzinu oktanové hladiny 91 není ethanol pĜítomen.

PĜipravované zmČny v kvalitČ automobilových benzinĤ Citovaná smČrnice povolila zvýšení obsahu kyslíku a kyslíkatých látek. Celkový obsah kyslíku je zvýšen na 3,7%m/m a obsah ethanolu je zvýšen na 10%V/V. Zvýšil se limit dalších kyslíkatých látek, napĜ. limitní obsah éterĤ se zvýšil z 15%V/V na 22%V/V. Takto bude upravena novelizovaná technická norma ýSN EN 228, která by mČla být schválena do konce roku 2010. Tento typ benzinu s vysokým podílem kyslíku však mohou používat jen vozidla, pro která to bude schváleno výrobcem. Pro vozidla, kde zmČna paliva nebude schválena, bude nutno používat stávající kvalitu benzinu, tj. s max. 5% ethanolu. Tento druh benzinu musí být v zemích EU na trhu minimálnČ do roku 2013. Pro benzin s vysokým obsahem kyslíkatých látek, zejména ethanolu, je doporuþeno použití zušlechĢujících pĜísad pro zlepšení spalování a snížení emisí. Souþasná kvalita motorové nafty a probíhající zmČny Motorová nafta má v souþasné dobČ obsah síry maximálnČ 10mg/kg. Od listopadu 2009 je podle ýSN EN 590 maximální pĜípustný obsah methylesterĤ mastných kyselin zvýšen na 7%V/V a pĜipravuje se snížení obsahu polyaromatických uhlovodíkĤ na úroveĖ 8%m/m. Po motorovou naftu s obsahem FAME nad 2%V/V byl zaveden další test pro stanovení oxidaþní stability. Pro dosažení dostateþné oxidaþní stability motorové nafty

25

V. TĜebický 9. mezinárodní semináĜ TECHAGRO 2010 „Stav a nové výzvy pro smČsné a biogenní pohonné hmoty“

s vyšším obsahem FAME je nutné pĜidávat v dostateþném množství antioxidaþní pĜísady. Odchylky v kvalitČ, zjišĢované v tržní síti, jsou pĜevážnČ v nižším bodu vzplanutí, který je zpĤsoben kontaminací stopami automobilového benzinu v distribuþním ĜetČzci. Další odchylky byly zjištČny v obsahu síry a prĤbČhu destilaþní kĜivky. Jsou dĤsledkem pĜídavku nestandardních složek. Zaznamenán byl i vyšší než povolený pĜídavek FAME. Vyšší obsah síry a odlišný prĤbČh destilaþní kĜivky má negativní vliv na prĤbČh spalování, emise-zejména obsah pevných þástic a nespálených uhlovodíkĤ, þistotu palivového systému a životnost katalyzátoru. Další zmČny se pĜipravují i v požadavcích na kvalitu FAME. Pro zlepšení nízkoteplotních vlastností NM se pĜipravuje zpĜísnČní limitu pro obsah monoglyceridĤ a požadavek na teplotu filtrovatelnosti a bod zákalu u FAME.

oleje, plnČní emisních limitĤ vozidel a úþinnost dávkování paliva (tlak v dávkovacích tryskách). BČhem dokonþených zkoušek nebyly zjištČny negativní vlivy na provoz vozidel ani v zimním období, neprojevil se vyšší vliv paliva na ĜedČní náplnČ motorového oleje. Vozidla v prĤbČhu zkoušek plnila požadavky na emisní limity a nebyl zjištČn negativní vliv paliva SMN 30 na prĤchodnost vstĜikovacích trysek. ZávČr V ýR je zajištČn prodej automobilových benzinĤ a motorové nafty podle ýSN EN 228 a ýSN EN 590, probČhl bezproblémový pĜechod na bezsirná paliva a také dosavadní používání paliv s obsahem biopaliv je pĜi dodržení kvalitativních požadavkĤ bezproblémové. ProbČhly zmČny technických norem. ýSN EN 590 - zvýšení obsahu MEMK na 7%V/V, zvýšený požadavek na oxidaþní stabilitu, nutnost zajištČní nízkoteplotních vlastností, ýSN 65 6508 novelizace požadavkĤ na smČsnou motorovou naftu, zvýšení požadavkĤ na oxidaþní stabilitu a obsah pĜísad a snížení obsahu kontaminantĤ. V rámci CEN se pĜipravuje technická norma pro palivo s obsahem 10%V/V až 30%V/V FAME (B10 až B30). Pro automobilové benziny podle ýSN EN 228 se pĜipravuje zmČna, zavedení dalšího druhu automobilového benzinu se zvýšeným obsahem kyslíku na 3,7%m/m, ve formČ až 10%V/V ethanolu nebo až 22%V/V ETBE, pĜi souþasném požadavku zachování benzinu s nižším obsahem kyslíku v tržní síti do roku 2013 pro starší vozidla. ProbČhly provozní testy paliva SMN 30 na 25 vozidlech þlenĤ skupiny Agrofert, nebyly zjištČny negativní vlivy tohoto paliva na provoz vozidel. PĜi monitoringu kvality paliv byly zjištČny odchylky, které mohou mít na provoz vozidel negativní vliv. Vzhledem ke zjištČným odchylkám a pĜipravovaným zmČnám v kvalitČ paliv je pro zachování dĤvČry uživatelĤ paliv nutná trvalá kontrola kvality paliv formou monitoringu.

SmČsná motorová nafta V závČru roku 2009 probČhla novela technické normy pro smČsnou motorovou naftu s obsahem FAME minimálnČ 30%V/V. Do požadavkĤ se promítají jakostní ukazatele pro motorovou naftu a FAME. Je zaveden druhý test pro stanovení oxidaþní stability (nutné použití odpovídajícího množství antioxidantu), požadavek na obsah alkalických kovĤ a kovĤ alkalických zemin a obsah fosforu, ve srovnání s motorovou naftou je povolen mírnČ vyšší obsah vody. Palivo je urþeno pro vozidla, u kterých je jeho použití povoleno výrobcem, u vozidel mimo záruku je rozhodnutí na vlastníkovi vozidla. V souþasné dobČ je zahájen proces tvorby evropské normy paliva se zvýšeným obsahem FAME v rozmezí 10%V/V až 30%V/V. Provozní zkušenosti Od roku 2008 je palivo SMN 30 ovČĜováno v praxi ve vozidlech þlenĤ skupiny Agrofert. Zkoušky probíhaly na 25 nákladních vozidlech. Sledován byl vliv na užitné vlastnosti vozidel vþetnČ zimního provozu, na výmČnný interval motorového

Kontakt: Ing. Vladimír TĜebický, CSc. Ústav paliv a maziv,a.s., þlen skupiny SGS U Trati 42, 100 00 Praha 10 tel.: +420 274 021 330, e-mail: [email protected]

Anotace: Hodnotí se sortiment motorových paliv a odchylky od normované kvality zjišĢované jejich soustavných sledováním v tržní síti. V návaznosti na environmentální specifikaci a standardizaci automobilových benzinĤ a motorové nafty se popisují i probíhající zmČny, které se následnČ promítnou do technických norem motorových paliv. Klíþová slova: monitoring kvality, motorová nafta, automobilové benziny, biopaliva, smČsná paliva

26

J. Mikulec, I. Vailing 9. mezinárodní semináĜ TECHAGRO 2010 „Stav a nové výzvy pro smČsné a biogenní pohonné hmoty“

Kvalita paliv na trhu v EU a ýeské republice TECHAGRO BRNO 23.3.2010

Evropská legislativa

Legislativa pro kvalitu paliv pro dopravu Evropská smČrnice 30/2009/EC Technické normy pro paliva a biopaliva

Automobilové benziny ýSN EN 228 Ethanol ýSN EN 15376 Palivo E-85 ýSN EN 656512, EN 15293 Motorová nafta ýSN EN 590 Metylestery mastných kyselin ýSN EN 14214 SmČsná motorová nafta ýSN 656508

2

Evropská legislativa

Legislativa zmČny ve složení a kvalitČ paliv Novelizace smČrnice o kvalitČ paliv 98/70, smČrnice 2009/30 Zavedení novelizované smČrnice do legislativy ýR do konce roku 2010 ZmČna technických norem pro benziny, ethanol, motorovou naftu a MEMK Zvýšení podílu biopaliv v palivech

3

27


Sortiment paliv v ýR a v okolních státech EU

Souþasná kvalita a sortiment paliv v ýR Automobilový benzin ýSN EN 228 Sortiment automobilových benzinĤ BA 91 podíl cca do 2,0%, obdobnČ na Slovensku, v Polsku a Maćarsku není v sortimentu, v Rakousku a SRN až 20 až 25% podíl na trhu BA 98 a vyšší, podíl na trhu cca 2%, v ostatních evropských zemích cca 8% BA 95, podíl na trhu 95% je vyšší než v ostatních státech EU

4

Kvalita paliv

Automobilový benzin Souþasná kvalita Obsah síry max. 10mg/kg Obsah aromátĤ max. 35%V/V, obsah olefinĤ max.18%V/V Použití kyslíkatých látek – ethanol a étery, do max. obsahu kyslíku 2,7%m/m- max. 5% ethanolu a max. 15%V/V éterĤ Min 3,5%V/V (schválená zmČna na 4,1%V/V) ethanolu v roþní produkci dodané na trh (zákon o ovzduší) v benzinu BA 95, v benzinu BA 98 jen ETBE, benzin BA 91 vesmČs bez ethanolu

5

Kvalita paliv

Souþasná kvalita paliv v ýR

Automobilový benzin ýSN EN 228 ZjišĢované neshody

Destilaþní zkouška - konec destilace - kontaminace zbytky NM pĜi distribuci Tlak par - nedostateþná obmČna zboží zimní kvality pĜed letním obdobím Oktanová þísla - kontaminace vČtším množstvím motorové nafty nebo pĜídavek nestandardních složek aromátĤ dĤsledek pĜídavku Obsah nestandardních složek Nebyly zjištČny žádné neshody v dĤsledku pĜítomnosti ethanolu

6

28


Kvalita paliv

Souþasná kvalita a sortiment paliv v ýR Odchylky v kvalitČ automobilových benzinĤ Kontaminace motorovou naftou, vyšší konec destilace, dĤsledek provozní nekáznČ, riziko pro katalyzátory, Nižší oktanová þísla, dĤsledek úmyslného pĜídavku technických benzinĤ, riziko pro vozidla, nižší výkon vyšší spotĜeba, horší spalovací vlastnosti Vysoký obsah aromátĤ, nedokonalé spalování, vyšší emise, riziko pro palivový systém a katalyzátor

7

Kvalita paliv – Novela EN 228

Novela EN 228, pĜedpokládaná platnost 2.polovina 2010 BA 95 s obsahem max. 5 a 10%V/V ethanolu Kontrola pĜísad s obsahem kovĤ Obsah kyslíku se zvýší z 2,7%m/m na max. 3,7%m/m Max. obsah éterĤ (ETBE) až 22%V/V Pro starší vozidla nutnost zachování BA E-5 minimálnČ do roku 2013, v ýR asi déle v dĤsledku vysokého prĤmČrného stáĜí vozidel Vliv na tlak par, povoleno zvýšení podle obsahu ethanolu Vliv na prĤbČh destilaþní kĜivky, zejména pĜedestilovaný objem pĜi 70°C a 100°C Ethanol (EN 15376) snížení obsahu chloridĤ, zavedení limitu pro sulfáty Zákaz používání pĜísad s obsahem fosforu a kovĤ, kontrola obsahu Mn (max. 6mg/kg, od 2014 max. 2mg/kg Doporuþeno používání pĜísad pro zlepšení vlastností, zejména s cílem zlepšení spalování a snížení emisí

8

Kvalita paliv

Nutné úpravy zážehového motoru v závislosti na obsahu ethanolu

or át ur rb ka

k tĜi vs

lo ad rp þe

í ý án ov ém ov iva liv tr k st l pa fil sy tla pa

ní vá lo pa za

í án ov ém aĜ p st sy od

á ov ž liv dr pa ná

r to zá ly ta ka

or ot m

j le .o or ot m

é í ov ub liv tr pa po

vý ný ko ém ude art fu st st st vý sy

9

29


Kvalita paliv

Souþasná kvalita paliv v ýR Motorová nafta ýSN EN 590 ZjišĢované neshody Bod vzplanutí Destilaþní zkouška - teplota 95%V/V pĜedestilovaného objemu - pĜídavek nestandardních složek Obsah síry - pĜídavek nestandardních složek Hustota pĜi 15°C - pĜídavek MEMK nad limitní obsah

10

Kvalita paliv

Souþasná kvalita a sortiment paliv v ýR Odchylky v kvalitČ motorových naft Kontaminace automobilovým benzinem, dĤsledek provozní nekáznČ, nižší bod vzplanutí, negativní vliv vyššího tlaku par po pĜídavku ethanolu do benzinu, bezpeþnostní charakteristikanižší tĜída hoĜlavosti Vyšší konec destilace, vyšší obsah síry, dĤsledek úmyslného pĜídavku nežádoucích látek do motorové nafty – horší spalovací vlastnosti, úsady, poškození katalyzátoru Vyšší hustota v dĤsledku vyššího obsahu MEMK – riziko oxidaþní nestability, odlišné spalování, vliv na náplĖ motorového oleje

11

Kvalita paliv

Motorová nafta EN 590 novela v 10/2009

Obsah MEMK do 7%V/V, obsah PAH bude upraven max. 8%m/m Oxidaþní stabilita podle EN ISO 12205 max. 25 g/m3, Pro NM s obsahem MEMK nad 2%V/V dodateþný test ox. stability podle EN 15751 min. 20h , požadavek na pĜítomnost antioxidaþních pĜísad a doporuþení pĜítomnosti detergentĤ Požadavky na nízkoteplotní vlastnosti – nutnost ovČĜení úþinnosti pĜísad MEMK podle EN 14214, požadavky se mČní, zvýší se oxidaþní stabilita na 8hod,, MEMK jako složka motorové nafty – nízkoteplotní vlastnosti tĜi tĜídy podle CFPP a CP, pro dosažení CFPP bez pĜísad (-10°C) je požadavek nižšího obsahu monoglyceridĤ (max. 0,3%m/m)

12

30


Kvalita paliv

SmČsná motorová nafta,ýSN 656508, novela 2009

Min 30%V/V MEMK, v zákonČ o spotĜební dani MEěO Kvalitativní požadavky odpovídají požadavkĤm na motorovou naftu Odchylky:obsah vody max. 300mg/kg, oxidaþní stabilita , požadavek na pĜítomnost antioxidantu Limitující požadavky na obsah alkalických kovĤ a fosforu

V rámci CEN pĜíprava technické normy pro palivo s obsahem MEMK 10 až 30%V/V

13

Kvalita paliv

OvČĜení vlastností SMN 30 v praktickém provozu spolupráce ÚPM a PREOL Palivo bylo ovČĜeno v praktickém provozu v roce 2008 a 2009 na celkem 25 vozidlech Sledován byl vliv na užitné vlastnosti vozidel vþetnČ zimního provozu, na výmČnný interval motorového oleje plnČní emisních limitĤ vozidel úþinnost dávkování paliva (tlak v dávkovacích tryskách)

14

Kvalita paliv

OvČĜení vlastností SMN 30 v praktickém provozu spolupráce ÚPM a PREOL Souhrn výsledkĤ zkoušek nebyly zjištČny negativní vlivy na provoz vozidel ani v zimním období, neprojevil se vyšší vliv na ĜedČní náplnČ motorového oleje vozidla v prĤbČhu zkoušek plnila požadavky na emisní limity nebyl zjištČn negativní vliv paliva SMN 30 na prĤchodnost vstĜikovacích trysek

15

31


ZávČr V ýR prodej paliv podle ýSN EN 228 a ýSN EN 590, bezproblémový pĜechod na bezsirná paliva, dosavadní bezproblémové používání paliv s obsahem biopaliv Souþasné a pĜipravované zmČny technických norem ýSN EN 590 - zvýšení obsahu MEMK na 7%V/V, zvýšený požadavek na oxidaþní stabilitu, nutnost zajištČní nízkoteplotních vlastností ýSN 65 6508 novelizace požadavkĤ na smČsnou motorovou naftu, zvýšení požadavkĤ na oxidaþní stabilitu a obsah pĜísad a snížení obsahu kontaminantĤ, pĜíprava EN v rámci CEN pro palivo B10 až B30 ýSN EN 228 - pĜipravuje se zmČna, zvýšení obsahu kyslíku na 3,7%m/m, 10% ethanolu a až 22%V/V ETBE, nutnost zachování benzinu s nižším obsahem kyslíku do roku 2013 pro starší vozidla, existuje doporuþení výrobcĤ vozidel pro možnost použití benzinĤ s vyšším obsahem ethanolu a obsahem MEMK nad 7%V/V

16

ZávČr Praktické zkušenosti s používáním SMN 30, probČhly dvČ Ĝady zkoušek Zkoušky probíhaly celkem na …. vozidlech rĤzného stáĜí a úrovnČ požadavkĤ na plnČní emisních limitĤ, Nebyly zjištČny negativní vlivy na provoz vozidel

PĜi monitoringu kvality zjištČny odchylky v kvalitČ paliv,

automobilové benziny - kromČ tlaku par a vyššího konce destilace byly zjištČny odchylky v oktanových þíslech a obsahu aromátĤ u motorové nafty byly kromČ bodu vzplanutí zjištČny odchylky i v prĤbČhu destilaþní kĜivky, obsahu síry a hustotČ pĜi 15°C KromČ provozních odchylek byly zjištČny odchylky s podezĜením na neoprávnČnou manipulaci

Vzhledem ke zjištČným odchylkám a pĜipravovaným zmČnám v kvalitČ paliv je pro zachování dĤvČry uživatelĤ paliv nutná trvalá kontrola formou monitoringu kvality paliv

17

DČkuji za pozornost Kontaktní osoba: Ing. Vladimír TĜebický Email: [email protected] Telefon: +420 274 021 330

32


Perspektivy produktĤ využití FAME a bioethanolu pĜi naplĖování smČrnic o využívání obnovitelných zdrojĤ (2009/28/ES) a specifikaci motorových paliv (2009/30/ES) Perspectives of products obtained by utilization of FAME and bioethanol under observance of directives on utilization of renewable resources (2009/28/EC) and on specifications of engine fuels (2009/30/EC) Ing. Jozef Mikulec, CSc. - Slovnaft VURUP, a.s. Bratislava Ivan Vailing - Rasol Consulting, s.r.o. Bratislava

Biogénne pohonné hmoty na Slovensku

Jozef Mikulec, Slovnaft VURUP, a.s., Bratislava Ivan Vailing, Rasol Consulting, s.r.o. Bratislava

Techagro 2010, SemináĜ „Stav a nové výzvy pro smČsné a biogenní pohonné hmoty „ Brno 23.3.2010

Smernica o obnoviteĐných zdrojoch energie 2009/28/ES OEurópsky parlament schválil jeden z hlavných cieĐov EÚ, ktorým je zabezpeþiĢ 20 % podiel obnoviteĐných zdrojov energie na celkovej energetickej spotrebe EÚ do roku 2020. OJednotlivé þlenské štáty majú prispieĢ k dosiahnutiu tohto cieĐa zvýšením podielu obnoviteĐných zdrojov energie vo vlastnom energetickom mixe. ONová legislatíva predpokladá širšie využívanie slneþnej, veternej, þi geotermálnej energie. V sektore dopravy sa má v rámci celkového využívania palív do roku 2020 dosiahnuĢ aspoĖ 10% podiel obnoviteĐných energií (najmä biopalív).

Smernica 2009/28/ES-1 OSmernica 2009/28/ES kladie dôraz na kritériá udržateĐného rozvoja obnoviteĐných zdrojov energie, kde patria aj biopalivá. OPodiel biozložiek v motorových palivách bude komplexne posudzovaný a objektivizovaný na základe jeho príspevku k tvorbe skleníkových plynov analýzou ich celého životného cyklu od prípravy pôdy až po použitie v doprave. OTakto sa upraví þasto používané zjednodušené vyjadrenie úþinkov biopalív.

33


Smernica 2009/28/ES-3 Povolené podporné systémy O Investiþná pomoc, O Oslobodenie od dane alebo zníženie dane, O Režimy na podporu povinnosti využívania energie z obnoviteĐných zdrojov, O Priama podpora cien, vrátane výkupných sadzieb a vyplácanie prémií. O ýlenské štáty samostatne rozhodujú o miere využitia týchto systémov. O Hlavným cieĐom SR je vytvoriĢ vhodnú stratégiu zavádzania, uplatĖovania a podpory alternatívnych zdrojov, biokvapalín, biomasy a biopalív, na národnom trhu Transpozícia do vnútroštátnej legislatívy do 5.12.2010.

Záväzné národné ciele OMajú poskytnúĢ istotu pre investorov OMajú podporovaĢ trvalý rozvoj technológií z obnoviteĐných zdrojov OSprávne schvaĐovacie postupy by sa mali zjednodušiĢ (napr. pre malé decentralizované zariadenia na výrobu energie z OZE formou jednoduchého ohlásenia).

Smernica 2009/28/ES-2 ONa dosiahnutie cieĐov bol stanovený orientaþný plán, urþuje priemerné hodnoty na dvojroþné obdobie, pre SR sú hodnoty nasledovné: O2011-2012 8,16% O2013-2014 8,86% O2015-2016 9,96% O2017-2018 11,45% O2019-2020 14%

34


Biopalivá - použitie OHlavnou výhodou biozložiek pred inými alternatívnymi palivami je ich schopnosĢ miešaĢ sa (aj keć s urþitými obmedzeniami) s konvenþnými motorovými palivami a tak ich použiĢ v existujúcom vozovom parku. OToto umožĖuje použiĢ biozložky v palivách bez výraznejšieho þasového zdržania, vývoja a nákladov spojených uvedením alternatívnych typov vozidiel a nákladov na zásobovaciu infraštruktúru.

Biopalivá druhej generácie OBiopalivá 2. generácie sa môžu vyrábaĢ z ligno-celulózovej biomasy s využitím moderných technológií. OLignocelulózové zdroje zahrĖujú drevo, lístie, kôru, slamu a pod., þo nekonkuruje produkcii potravín. OOþakáva sa, že biopalivá 2. generácie budú komercionalizované a schopné ovplyvĖovaĢ sektor dopravy za päĢ až desaĢ rokov.

Biopalivá prvej generácie OV zásade sa za biopalivá prvej generácie považujú biopalivá, ktoré sa vyrábajú z prebytkov poĐnohospodárskej produkcie. OBioetanol vyrábaný fermentaþnými technológiami z rôznych poĐnohospodárskych surovín ako je obilie, kukurica, cukrová repa a cukrová trstina. OMetylestery mastných kyselín, vyrábané najmä z repkového a sójového oleja.

35


Bioetanol OBioetanol sa vyrába fermentaþnými technológiami z rôznych poĐnohospodárskych surovín ako je obilie, kukurica, cukrová repa a cukrová trstina. OPridáva sa do palív samostatne alebo po transformácii na ETBE. OProblematické je to, že suroviny sú zároveĖ surovinami pre výrobu potravín. OAko perspektívne technológie výroby bioetanolu a biobutanolu sa testujú výroby z vedĐajších produktov potravinárskeho priemyslu a poĐnohospodárskych odpadov.

Bioplyn-1 O Bioplyn sa dá vyrábaĢ aj anaeróbnou fermentáciou vlhkých organických odpadov z poĐnohospodárstva, z výroby potravín a þistiarní odpadových vôd. O Produktom fermentácie je zmes metánu, oxidu uhliþitého a sírovodíka. O V EÚ sa roþne produkuje 230 PJ bioplynu, potenciál SR do roku 2010 je 30MW (MH SR) O Využíva sa najmä na výrobu tepla a /alebo kogeneraþnú výrobu tepla a elektriny. O Bioplyn pre použitie na pohon sa musí vyþistiĢ, vysušiĢ a skomprimovaĢ, þo predstavuje ćalšie náklady. O Dá sa predpokladaĢ, že aj v blízkej budúcnosti sa len malá þasĢ bioplynu použije na pohon

Bioplyn-2

36


Právny rámec použitia biozložiek_1 ÒSmernica EU þ. 2003/30/EC o biopalivách ÒZákon o spotrebnej dani z motorových palív þ. 98/2004 Z. z. ÒNariadenie vlády SR þ. 304/2008, ktorým sa mení a dopĎĖa nariadenie vlády SR þ. 246/2006 Z. z. o minimálnom množstve pohonných látok vyrobených z obnoviteĐných zdrojov v automobilových benzínoch a motorovej nafte uvádzaných na trh SR

Právny rámec použitia biozložiek_2 O PodĐa Nariadenia vlády SR 246/2006 Z. z sa podpora používania obnoviteĐných palív týka : - þistých biopalív alebo vo vysokej koncentrácii v minerálnych olejoch, v súlade so štandardami na kvalitu palív, využívaných v doprave, - zmesi benzínu alebo nafty s biopalivami alebo inými obnoviteĐnými palivami, v súlade so štandardami na kvalitu palív, využívaných v doprave, - kvapalín vyrobených z biokomponentov, napríklad bio-ETBE (etylterc-butyl-éteru), kde je percentuálny obsah biozložky presne daný O V súlade s NV SR 304/2008 Z.z sa minimálny podiel biozložky vo fosílnom palive zvyšil od 1.januára 2009 z pôvodných 2% na 3,4% energetického ekvivalentu. Od roku 2010 sa má podiel biozložiek zvýšiĢ na 5,75% energetického obsahu

Právny rámec použitia biozložiek_3 O Vyhláška 60/2006 ktorou sa ustanovujú podrobnosti o rozsahu a postupe pri poskytovaní informácií o minimálnom množstve pohonných látok vyrobených z obnoviteĐných zdrojov v motorových benzínoch a motorovej nafte uvádzaných na trh Slovenskej republiky O Vyhláška 488/2006 ktorou sa mení a dopĎĖa vyhláška Ministerstva životného prostredia Slovenskej republiky þ. 53/2004 Z. z., ktorou sa ustanovujú požiadavky na kvalitu palív a vedenie evidencie o palivách v znení vyhlášky Ministerstva životného prostredia Slovenskej republiky þ. 102/2005 Z. z.

37


Stav implementácia smernice 2003/30/EC v EU

Energy content of biofuels - EU 2007 Energy content of biofuels in %

8,00

Real energy content (%)

7,00 6,00 5,00

3,4% - SK 2009 Target

4,00

5,75% - 2010 Target

3,00 2,00 1,00

B (6)

FIN

L (6)

LV

EST

CY

DK (6)

H (6)

I

CZ (6)

E

IRL

RO (*)

GR (6)

GB

SLO

M

PL (6)

P

NL

F

SK

S

A

D

LI

0,00

Plán a plnenie smernice 2003/30/EC

Rok ETBE, toe FAME, toe cieĐová hodnota v % skutoþnosĢ v % 1) 2)

2005

2007 10 434 42 224 2

2008 6 551 53 070 2

2009

2010

2

2006 336 12 821 2

3,4

(5,75)

0,3

1,0411)

2,59

2,65

3,42)

4,02)

Plnenie pomernej referenþnej hodnoty 1,333, vypoþítanej od termínu úþinnosti NV Predpoklad plnenia

Výroba nafty s biozložkou_1 O 2004 : Prípravná fáza – príprava zariadenia na blendovanie, aplikaþný výskum O 2005 : Formulácia nafty s nízkym obsahom bionafty - MERO (B5) a zaþatie výroby zmesi B5 O 2006 : Rutinná výroba B5 a predaj pre slovenských a zahraniþných odberateĐov (stredoeurópsky trh) O 2007 : Spoloþný podnik s MEROCO na výrobu MERO v Leopoldove s kapacitou 100 ktpa O Palma Tumys, a.s. – kapacita výroby 30 kt/r, zakonzervovaná, výroba v Agropodniku Jihlava

38


Výroba nafty s biozložkou_2 OPodiel biozložiek v nafte - Slovnaft: O2006 – 36% O2007 – 58% O2008 – 75% O2009 – 85% VýhĐad výroba B7 a B10.

Výroba benzínu s biozložkou_1 1. bio-ETBE ako derivát fosílnej zložky a bioetanolu 2. þistý bio-etanol 2008 94 mil. l. 3. zmes bio-ETBE a bio-etanolu O O O O

V roku 2006 – konverzia MTBE na bio-ETBE, produkcia (50 ktpa) V roku 2007 zaþala výroba bio-ETBE - predaj na domácom a stredoeurópskom trhu V roku 2007 zaþala prípravná fáza priameho pridávania bioetanolu do benzínu (E5 projekt) V decembri 2008 zaþala výroba a predaj E5 (export)

Výroba benzínu s biozložkou_2 OV roku 2007 : pre SR - min. obsah 1,5% obj. ETBE, pre Nemecko - na úrovni ~ 4,4 % obj. ETBE, pre Maćarsko - s obsahom 9,5 % ETBE, pre Rakúsko – s obsahom min. 9,5% ETBE OV roku 2008 : pre ýR - min. obsah 4% obj. ETBE, pre PoĐsko - >10% obj. ETBE, pre Nemecko – zmena na min. energetický obsah biozložky = ~ 7% ETBE ODovoz benzín s biozložkami zo zahraniþia

39


Rastlinné oleje a živoþíšne tuky ako palivo pre dieselové motory _ O ýisté rastlinné oleje a tuky, prípadne živoþíšne tuky (TAG) môžu byĢ za istých podmienok použité ako motorové palivá vhodné pre komerþnú prevádzku predovšetkým v moderných vznetových motoroch. O VeĐa fyzikálnych a chemických vlastností týchto palív je podobných konvenþným fosílnym palivám a ich priamemu využitiu bráni predovšetkým ich vysoká viskozita, ktorá je niekoĐkokrát vyššia v porovnaní s naftou. Tento problém je možné vyriešiĢ zvýšením teploty použitého paliva, kedy je už jeho viskozita porovnateĐná s viskozitou motorovej nafty.

PPO

O V roku 2007 spoluprácou RASOL a Slovnaft VÚRUP a.s. bola v rámci medzinárodného projektu SUGRE upravená a osobitne sledovaná flotila 16 nákladných vozidiel znaþky Mercedes Benz Actros 1844 Euro3 a Euro 5, s vekovým priemerom menej ako rok, Tieto vozidlá boli využívané v medzinárodnej kamiónovej doprave. Vozidlá Euro 3 boli v štandartnom vyhotovení, vozidlá Euro 5 boli dodané výrobcom po akceptovaní požiadaviek na typ, veĐkosĢ a umiestnenie palivových nádrží, umiestnenie filtrov, zväþšenia olejovej náplne a ostatných náležitostí, ktoré uĐahþili úpravu vozidla na rastlinný olej. O Poþas sledovaného obdobia vozidlá najazdili na rastlinný olej spolu približne 1 912 000 km a spotrebovali 582 000 litrov rastlinného oleja a asi 17 500 litrov motorovej nafty

PPO

O Dnes je k dispozícii rozsiahle know-how pre technické riešenia úpravy motorov, resp. ich palivovej sústavy. Najrozšírenejším typom je elektronicky riadený dvojpalivový systém nafta – olej/tuk, so znížením viskozity oleja/tuku jeho zahriatím. Princíp prevádzky vozidla s dvojpalivovým systémom je nasledovný – štart na naftu, po dosiahnutí optimálnych pomerov prechod na olej/tuk, záver prevádzky opäĢ na naftu. O V SR sa dvojpalivové systémy s palivom repkový olej a fosílna nafta využívajú od roku 1997. Poþet upravených vozidiel a agrotechniky na prevádzku s PPO sa prudko zvýšil v roku 2006. Spôsobila to zvýšená informovanosĢ o možnostiach využitia PPO, zvyšujúca sa cena fosílnej nafty a tiež vyššia dostupnosĢ sofistikovaných systémov pre úpravu vozidiel. Celkovo bolo rokoch 2007 a 2008 upravených na Slovensku viac ako 250 vozidiel.

40


PPO

O Pre ich použitie v spaĐovacích motoroch však musia byĢ musia byĢ zabezpeþené optimálne podmienky spaĐovania predovšetkým z hĐadiska prevádzkových režimov motora (voĐnobeh, zaĢaženie motora), komunikácia s motorovou riadiacou jednotkou – veĐkosĢ vstrekovanej dávky v súvislosti s teplotou a objemom paliva a ćalšie súvisiace požiadavky. O Základnou podmienkou pre ich korektné využitie z hĐadiska spotreby a produkovaných emisií sú vysoké vstrekovacie tlaky, ktorými dnešné moderné motory disponujú (CR alebo þerpadlové vstrekovaþe). Nízke vstrekovacie tlaky sú absolútne nevhodné a spaĐovanie TAG v týchto motoroch je þasto predmetom rôznych výskumov a štúdií, ktoré – celkom prirodzene TAG ako palivo neodporúþajú.

PPO

O V spolupráci RASOL, ECOFIL a nemeckej firmy RAPSTRUCK boli upravené nákladné vozidlá prepravujúce v cementárni Holcim Rohožník, Ecorec Pezinok a cementárni VSH TurĖa nad Bodvou. O Okrem týchto autoparkov boli upravené i vozidlá iných prepravcov a celkovo bolo upravených v deviatich sledovaných autoparkoch: - 139 vozidiel Mercedes Benz Actros 1840, 1843, 1844, - 10 vozidiel Mercedes Benz Atego 1228, 2428, - 15 vozidiel Iveco Stralis 440 - 7 vozidiel DAF XF 105, motor Paccar, O Spolu 171 vozidiel v priebehu 24 mesiacov absolvovalo spolu 29 120 000 kilometrov a spotrebovali 9 450 000 litrov repkového oleja.

PPO

O Systém RASOL sa vyznaþuje automatickým riadením s intuitívnym ovládaním, ktoré nezvyšuje nároky na obslužný personál. Optimálny chod zabezpeþuje automaticky riadiaci systém, ktorý vyhodnocuje informácie snímaných parametrov prostredníctvom jednotlivých snímaþov a komunikácie s motorovou riadiacou jednotkou.. O Poþas prevádzky nevznikli žiadne závažné poruchy v súvislosti s používaním þistých rastlinných olejov ako paliva. Vozidlá boli bežne servisované v servise autorizovaného predajcu, vrátane garanþných prehliadok a výmeny prevádzkových kvapalín. Neprišlo k poruche žiadnych iných þastí palivovej sústavy. O Názory užívateĐov vyznievali v plnej miere v prospech rastlinného oleja

41


Poćakovanie OTáto práca bola podporená Agentúrou pre podporu výskumu a vývoja na základe Zmluvy þ. APVV-20-037105.

Kontakt: Ing. Jozef Mikulec, CSc. - Slovnaft VURUP, a.s. Bratislava e-mail: [email protected]

42

J. Cvengroš 9. mezinárodní semináĜ TECHAGRO 2010 „Stav a nové výzvy pro smČsné a biogenní pohonné hmoty“

Nové trendy v technológii výroby motorových palív z prírodných triacylglycerolov doc. Ing. Ján Cvengroš, DrSc., Fakulta chemickej a potravinárskej technológie, Slovenská technická univerzita, Bratislava Summary: New trends in technology of motor fuels production from natural triacylglycerides Transport biofuels are of importance owing to such factors as environmental protection, possible impact on climatic changes, depletion of natural sources of fossil fuels, damping of dependence on crude oil import, sources diversification, etc. The transport in the EU is responsible for 21% of the greenhouse gases emission, 90% of which originate in trafic. The EU adopted a target to substitute 10% of the fuel consumption in transport by alternative fuels by 2020, which needs to utilize 15% of the EU agricultural land. Sources for liquid fuels for transport based on vegetable oils (FAME), sugar beet, sugar cane, as well as starch-containing agricultural products such as cereals and legumes (bioethanol) - the first generation biofuels - are limited and cannot fully replace fossil fuels. In spite of these obstacles, it is possible to adopt measures to increase energy efficiency of the current biofuels through exploiting set-aside land, applying sophisticated technologies, increasing harvest via genetic engineering application, utilizing non-food articles, waste frying oils, etc. In the nearest decades, natural triacylglycerides will constitute an important part of renewable energy sources, in particular as raw materials for transport-grade liquid fuels production. The second generation fuels produced by advanced technologies from ligno-cellulosic biomass originating from forest and agricultural waste, fast-growing species etc. are characterized by a more suitable carbon balance, lower energy intensiveness and higher production potential. Commercialization of the mentioned production modes is anticipated, however, in the horizon not before 5 to 10 years. In the article, three possible ways of utilization of used frying oils (UFO) are discussed: i/ UFO treatment to the quality of DIN 51 605 for oils and fats used as a fuel in standard diesel engines after modification of engine periphery, ii/UFO treatment to the quality suitable for UFO transesterification to FAME with the key problem of oligomers presence in final esters, iii/ catalytic cracking of UFO to the liquid condensate with the properties after treatment similar to fossil diesel. Key words: used frying oils (UFO), FAME, vegetable oils as diesel fuels, UFO cracking V súvislosti s energetickou bilanciou sa napríklad predložili nové fundované rozbory [1,2], ktoré naopak zdôraznili pozitívnu energetickú bilanciu biopalív (FAME na báze repky asi 1:3 až 1:5, na báze oleja jatropha 1:4 až 1:6, etanol z cukrovej repy 1:1.6). Na druhej strane je však rovnako potrebné odmietnuĢ ako nepodložené a prehnané demagogické prístupy k znižovaniu emisií CO2 za každú cenu ako riešenia globálneho otepĐovania. Tieto riešenia sú spojené s enormným ekonomickým zaĢažením a budú maĢ zrejme zanedbateĐný efekt. Treba odmietnuĢ a nepodporovaĢ technológie prípravy biopalív s nevyváženou energetickou bilanciou a s nepresvedþivými úsporami emisií. Nové pravidlá EU pre biopalivá dávajú šancu udržateĐného rozvoja v tejto oblasti. Aj pri rešpektovaní priority produkcie potravín budú prírodné triacylglyceroly (TAG) v najbližších desaĢroþiach stále významnou súþasĢou obnoviteĐných zdrojov energie. Vážnym handicapom biopalív 1. generácie je ich vysoká cena, ktorá u FAME predstavuje až 80 % celkových nákladov. Biopalivá bez dotaþných opatrení by neboli schopné konkurencie voþi fosílnym palivám. Uvádza sa, že konkurencieschopnosĢ biopalív sa zaþína uplatĖovaĢ v prípade FAME pri cene ropy asi 60 € za barel a v prípade etanolu z cukrovej repy pri cene ropy asi 90 € za barel [3]. Riešení problému vysokej ceny vstupov je niekoĐko. V prvom rade je

Úvod Kvapalné palivá budú aj v najbližších desaĢroþiach kĐúþovým segmentom palív pre dopravu. SpaĐovacie motory, poháĖané kvapalnými palivami, ostanú aj naćalej jedným z najrozšírenejších pohonných jednotiek pre svoju vysokú úþinnosĢ, spoĐahlivosĢ, hospodárnosĢ prevádzky a dobre zvládnutú konštrukciu. Kvapalné palivá majú vysokú výhrevnosĢ, Đahko sa skladujú a prepravujú. V súþasnosti na trhu palív prevláda dopyt po palivách pre dieselové motory nad dopytom po palivách pre zážihové motory. Z tohto dôvodu existuje intenzívny výskum v oblasti alternatívnych palív pre tieto typy motorov. Alternatívne palivá na báze biopalív sa úspešne uplatĖujú v doprave v celosvetovom meradle, najmä v súvislosti s nevyhnutnosĢou diverzifikácie zdrojov, s klesajúcimi zásobami ropy a jej stúpajúcou cenou. Úspech bioetanolu v Brazílii a USA, ako aj úspech metylesterov mastných kyselín (FAME) v Európe, resp. pokroky v BTL (biomass to liquid) technológiách sú všeobecne známe. Netechnické faktory vyvolali v posledných rokoch istú stagnáciu vo výrobe alternatívnych palív z rastlinných a živoþíšnych produktov (etické hĐadiská, energetická bilancia biopalív ako pomer energie vloženej do ich výroby a energie získanej, diskusia palivo þi potrava a pod.). Aj keć tieto námety sú znaþne prehnané a populisticky zneužívané, nie je možné ich ignorovaĢ.

43


to orientácia na lacné zdroje olejov a tukov, ako sú nejedlé oleje, oleje so zvýšenou kyslosĢou, opotrebované oleje/tuky.

obsah esterov. PrítomnosĢ oligomérov vo FAME môže navyše nepriaznivo ovplyvniĢ aj parameter karbonizaþný zvyšok a viskozitu, prítomnosĢ Đahkých produktov bod vzplanutia. Množstvá UFO sú relatívne veĐké a vyžadujú systémové riešenie. Odhad potenciálneho množstva UFO zo zberu je napr. v Nemecku 300 000t/r, v Japonsku 400 000 t/r, v Írsku 10 000 t/r a v Rakúsku 37 000 t/r [5]. Pre kalkulácie môže byĢ užitoþný údaj o výskyte UFO v množstve 5 kg na obyvateĐa za rok [5]. Cena UFO je výrazne nižšia ako cena þerstvých olejov/tukov. UFO sa získavajú od producentov spravidla bezplatne a tak nákladovou položkou je iba preprava a úprava. V tejto súvislosti sa zdôrazĖuje spracovanie UFO v malokapacitných decentralizovaných jednotkách bez potreby ekologicky nevýhodných prepráv na veĐké vzdialenosti, spojených s dodatoþnou spotrebou paliva. V menších jednotkách s diskontinuálnou výrobou je možné prispôsobiĢ technológiu kvalite konkrétnej násady. Niþ však nebráni spracovaniu UFO upraveného na štandardnú kvalitu vo veĐkokapacitných kontinuálnych transesterifikaþných linkách. Kým þerstvé oleje a tuky požiadavku nízkej kyslosti a nízkeho obsahu vody spravidla splĖujú, nie je to pravidlom v prípade UFO. Postupy odkyslenia a sušenia olejov sú však dobre zvládnuté a nepredstavujú vážny problém [6]. KĐúþovým problémom UFO je teda prítomnosĢ oligomérov, priþom chemické poškodenie acylov (epoxidy, peroxidy, aldehydy, ketóny) je z hĐadiska obsahu esterov menej podstatné. ZabezpeþiĢ štandardnú kvalitu finálnych UFOME znamená príslušnú úpravu alebo vstupných UFO, alebo výhodnejšie surových UFOME po transesterifikácii. Mimoriadne úþinným þistiacim krokom je vákuová destilácia surových UFOME, ktorou sa zabezpeþia prakticky všetky ovplyvniteĐné parametre UFOME podĐa EN 14 214 (s výnimkou obsahu G a MAG) [4]. Investiþné a prevádzkové náklady pre tento spôsob finálnej úpravy UFOME (produkcia 15 kt FAME/r) sú porovnateĐné a nižšie ako pri klasických postupoch [7]. Technológia výroby FAME z UFO sa principiálne nelíši od štandardnej výroby ME z þerstvých rastlinných olejov alebo živoþíšnych tukov. V súþasnosti však nie je známy parameter alebo parametre UFO, ktoré by dovoĐovali rozhodnúĢ, þi budúce FAME budú spĎĖaĢ EN 14 214. PodĐa našich meraní kvalitatívne údaje poskytuje gélová chromatografia, semikvantitatívne informácie budú zrejme dostupné z NIR spektroskopie.

Opotrebované fritovacie oleje a tuky (used frying oils UFO) Opotrebované fritovacie oleje a tuky (UFO) sa vyskytujú vo veĐkých množstvách pri príprave jedál alebo polotovarov fritovaním v priemyselnom meradle, Vyprážanie je z hĐadiska pracovnej teploty najviac namáhaným kulinárskym procesom, pri ktorom sa tuk zohrieva za prístupu vzduchu, svetla a prítomnosti vody na teplotu 160 až 200 °C pomerne dlhý þas. NiekoĐkonásobné použitie toho istého tuku pri kontinuálnom alebo opakovanom vyprážaní je nutné z ekonomických dôvodov. V podnikoch spoloþného stravovania sa vypráža v jednej olejovej násade aj niekoĐko dní, v domácnostiach sa fritovací tuk vymieĖa až po niekoĐkých týždĖoch. Poþas toho môžu v tuku prebiehaĢ hydrolytické, oxidaþné, krakovacie a polymerizaþné reakcie. Po úprave UFO, najmä po odstránení tuhých neþistôt (zvyšky potravín), znížení kyslosti a sušení, sa vykoná klasická transesterifikácia a finálna úprava surových FAME rovnako ako v prípade þerstvých olejov [4]. Doterajšie skúsenosti z výroby FAME z UFO však ukazujú, že chemické zmeny, ktoré prebiehajú v rastlinných olejoch a živoþíšnych tukoch poþas vyprážania, sú natoĐko rozsiahle, že v niektorých prípadoch obmedzujú až znemožĖujú palivárske využitie UFO na FAME. V UFO sa nachádzajú produkty oxidaþných, hydrataþných, rozkladných a polymerizaþných procesov. UFO sú tak poznaþené svojou predhistóriou a obvyklé postupy prípravy FAME z UFO nevedú vždy k štandardným FAME. Aj napriek vysokej konverzii AG na metylestery, FAME z UFO vykazujú þasto nedostatoþný obsah metylesterov, zvýšenú viskozitu, zníženú oxidaþnú stabilitu, zvýšenú hodnotu uhlíkového zvyšku (CCT) a pod. Nízky obsah metylesterov (ester content) pod normou prípustnú hodnotu 96.5 % hm. súvisí podĐa našich zistení najmä so vznikom a prítomnosĢou oligomérnych produktov z reakcie dvojných väzieb v acyloch, a to v rámci tej istej molekuly acylglycerolu (AG), alebo medzi rôznymi molekulami AG. Po hydrolýze by tieto produkty poskytli oligomérne mastné kyseliny, najmä diméry s dvomi karboxylovými skupinami. Pri esterifikácii, resp. pri transesterifikácii sa tieto produkty chovajú analogicky ako acyly mastných kyselín a poskytujú príslušné ME. Pri normovanom stanovení obsahu esterov GLC chromatografiou, kedy sa registrujú píky ME od C12 po C24, sa však tieto produkty C36 a vyššie oligoméry neuplatnia. Okrem toho iným štiepnym mechanizmom vznikajú najmä z nenasýtených acylov C16 a C18 aj Đahšie produkty C8 až C10, ktoré sa rovnako nestanovia v rámci medzných píkov. Výsledkom je nízky

Rastlinné oleje a živoþíšne tuky ako palivo pre dieselové motory Aj samotné rastlinné oleje a živoþíšne tuky môžu byĢ za istých okolností palivom pre dieselové motory. Ich bezprostrednému využitiu bráni ich vysoká viskozita, ktorá je 10 až 20 krát vyššia v

44


porovnaní s naftou. Tento problém je možné vyriešiĢ zvýšením teploty nastrekovaných TAG do valca, kedy viskozita TAG je už porovnateĐná s viskozitou nafty. Prestavba vozidla sa potom týka najmä vytvorenia elektronicky riadeného dvojpalivového systému nafta – olej/tuk a zníženia viskozity oleja/tuku jeho zahriatím. Samotný motor ostáva nezmenený. Princíp prevádzky vozidla s dvojpalivovým dvojnádržovým systémom je potom jednoduchý – štart na fosílnu naftu, po dosiahnutí optimálnych pomerov prechod na olej/tuk, záver prevádzky opäĢ na naftu. Optimálny chod na to ktoré palivo poþas prevádzky zabezpeþuje automaticky riadiaci systém. Kvalitatívne nároky na olej/tuk nie sú v porovnaní s nárokmi na kvalitu olejov a tukov pre Đudskú výživu, prípadne aj pre výrobu FAME nijako preexponované [8]. Takto môžu byĢ použité repkový, slneþnicový, sójový a palmový olej, zo živoþíšnych tukov bravþová masĢ a kurací tuk, ale tiež aj menej tradiþné a v našich krajinách exotické oleje ako je napr. olej jatropha. Ich produkcia a distribúcia môže prebiehaĢ lokálne v rámci krátkeho reĢazca s vysokou pridanou hodnotou. Rastlinné oleje a živoþíšne tuky takto patria k najlacnejším biopalivám. Ich vysoká regionálna hodnota je zvlášĢ zaujímavá pre rozvoj vidieka a v rozvojových krajinách bez ropných zdrojov. Využívanie tejto skupiny prírodných a obnoviteĐných produktov prináša ćalšiu diverzifikáciu zdrojov kvapalných palív pre dopravu, v tomto prípade v jednoduchej a Đahko dostupnej forme za predpokladu prestavaného vozidla s upraveným palivovým systémom. Je tu technická možnosĢ upraviĢ UFO na kvalitu DIN 51605 (norma pre kvalitu oleja/tuku pre priame spaĐovanie vo vznetovom motore) a využívaĢ takto upravené UFO ako palivo. V SR sa dvojpalivové systémy s palivom repkový olej a fosílna nafta využívajú od roku 1997. Repkový olej splĖuje DIN V 51605. Poþet prestavaných vozidiel a agrotechniky na prevádzku s PPO sa prudko zvýšil v roku 2006. Spôsobila to zvýšená informovanosĢ o možnostiach využitia PPO, zvyšujúca sa cena fosílnej nafty a tiež vyššia dostupnosĢ sofistikovaných systémov pre úpravu vozidiel. Presadili sa najmä systémy RASOL (medzinárodná kamiónová doprava na európskom kontinente) a RAPSTRUCK (logistika cementární v SR). Obidva systémy sa vyznaþujú automatickým riadením s intuitívnym ovládaním, ktoré nezvyšuje nároky na obslužný personál. V rokoch 2007 a 2008 sa takto upravilo na Slovensku viac ako 250 vozidiel. Vekový priemer upravených vozidiel používaných v cementárĖach bol tri roky, u vozidiel používaných v kamiónovej doprave bol menej ako rok. V deviatich sledovaných autoparkoch sa sústredilo 139 vozidiel Mercedes Benz Actros 1840, 1843, 1844, 10 vozidiel Mercedes Benz Atego 1228, 2428, 15 vozidiel Iveco Stralis 440 a 7

vozidiel DAF XF 105, motor Paccar, spolu 171 vozidiel. Tieto v priebehu 24 mesiacov absolvovali spolu 29 120 000 kilometrov a spotrebovali 9 450 000 litrov repkového oleja. Bežné poruchy, ktoré sa vyskytli poþas prevádzky vozidiel, nemali zásadný vplyv na celkové priaznivé hodnotenie rastlinného oleja ako paliva. Osobitnou flotilou vozidiel, kde sa pre úþely výskumu a vývoja v rokoch 2007 a 2008 priebežne sledovali parametre, bol autopark 11 vozidiel znaþky Mercedes Actros 1844 Euro 3 a 5 vozidiel 5 Mercedes Actros Euro5, upravených systémom RASOL po odjazdení 36.000 až 58.000 kilometrov. Vozidlá boli dodané výrobcom po akceptovaní požiadaviek užívateĐa na typ, veĐkosĢ a umiestnenie palivových nádrží, umiestnenie vzduchového filtra a ostatných náležitostí, ktoré uĐahþili úpravu vozidla na rastlinný olej. Mali tiež upravenú olejovú vaĖu, väþšiu olejovú náplĖ motora umožĖujúcu predĎženie výmenných intervalov motorového oleja pri použití biopalív, vyhrievaný predfilter paliva, tesniacie prvky odolné voþi biopalivám. Vozidlá boli bežne servisované v servise autorizovaného predajcu, vrátane garanþných prehliadok a výmeny prevádzkových kvapalín. Príprava paliva bola kontrolovaná a boli zaruþené všetky jeho kvalitatívne predpoklady. Z toho okrem iného vyplynula i dosahovaná životnosĢ palivových filtrov vo vozidlách, ktorá korešpondovala s priemernou životnosĢou palivových filtrov v prípade použitia fosílnych palív. Vozidlá boli vybavené monitorovacím zariadením, ktoré umožĖovalo online sledovanie stavu paliva v nádržiach, spotreby, rýchlosti a ostatných prevádzkových stavov vozidla. Poþas sledovaného obdobia vozidlá najazdili na rastlinný olej spolu približne 1 912 000 kilometrov a spotrebovali 582 000 litrov rastlinného oleja a asi 17 500 litrov motorovej nafty (30.4 L/100 km RO, 0.9 L/100 km NM, pomer RO:NM je 33.2:1) Poþas prevádzky nevznikli žiadne závažné poruchy v súvislosti s používaním þistých rastlinných olejov ako paliva. Neprišlo k poruche žiadnych iných þastí palivovej sústavy. Vo vozidlách Euro 5 s SCR bola úplne odstránená typická aróma po spaĐovaní PPO. Spotreba rastlinného oleja ako paliva bola približne na rovnakej úrovni ako u motorovej nafty, þo sa empiricky preverovalo použitím jednotlivých palív na identických cestovných trasách s rovnakým zaĢažením. Názory obsluhy /vodiþov/ vyznievali v plnej miere v prospech rastlinného oleja predovšetkým pre tichší a kĐudnejší chod motora a zlepšenie jeho výkonových charakteristík. Dá sa konštatovaĢ, že používanie þistých rastlinných olejov (pure plant oils PPO) ako paliva za podmienky vhodne upraveného systému bolo bezproblémové. PPO bol v SR v sledovanom období oslobodený od spotrebnej dane a cena PPO bola o 8 % až 12 % nižšia ako cena motorovej nafty, využívanie PPO prinieslo prevádzkovateĐom

45


znaþnú úsporu. Nová právna úprava od marca 2009 však znaþne zredukovala aktivity v tomto smere, nakoĐko umožĖuje používanie PPO ako pohonnej látky len výrobcovi PPO. Používanie PPO bez daĖových úĐav je nateraz v autodoprave pri súþasnej cene fosílnej nafty nereálne. PPO teraz nachádza väþšie uplatnenie v kogeneraþných jednotkách na výrobu elektrickej a tepelnej energie.

kondenzátu. Katalyzátor syntetický zeolit NaY, alebo prírodný zeolit klinoptylolit, použitý s podielom 2 až 10 % z násady, je recyklovateĐný minimálne päĢkrát. Z viacerých testovaných katalyzátorov NaY a klinoptylolit vykazujú optimálne hodnoty rýchlosti reakcie a výĢažku kvapalného kondenzátu s profilom podobným fosílnej nafte. Kvapalný kondenzát má ostrý zápach, ktorý je možné eliminovaĢ oddestilovaním prchavej frakcie s podielom asi 3 až 8 % hm. do teploty 190 °C. Touto úpravou kondenzátu sa zvýši jeho bod vzplanutia. Stabilita upraveného kondenzátu je pomerne dobrá, GLC chromatogram po 3 týždĖoch od prípravy nevykazuje zmeny. ýK kondenzátu je vysoké, obvykle okolo 110 až 130 mg KOH/g, þo je v súlade s literárnymi údajmi. Korozívny test na medi je však negatívny (hodnota 1a), rovnako aj test na oceli vykazuje iba nepatrnú koróziu. Upravený kondenzát po hydrogenaþnej deoxygenácii pri teplote do 360 °C a tlaku do 6 MPa, katalyzátor NiW/Al2O3, poskytuje kvalitné palivo pre dieselové motory s cetánovým þíslom okolo 75. Hodnoty testov ukazujú, že upravené kondenzáty z krakovania repkového a slneþnicového oleja v zmesi s fosílnou naftou splĖujú všetky parametre predpísané normou EN 590 pre dieselové palivá. Rovnako aj v tomto prípade môžu byĢ ako vstupný materiál pre krakovanie efektívne použité UFO najmä so zvýšenou kyslosĢou bez potreby predbežnej deacidifikácie. Zmesné palivo NM + 7 % kondenzát UFO spĎĖa pri testoch podĐa EN 590 sledované parametre.

Krakovanie TAG Tepelné krakovanie rastlinných olejov a živoþíšnych tukov ako zdrojov prírodných triacylglycerolov (TAG) v prítomnosti katalyzátora predstavuje alternatívnu formu výroby kvapalných palív na báze obnoviteĐných surovín. Krakovanie TAG nie je natoĐko využívané ako transesterifikácia TAG metanolom na FAME, môže maĢ však v porovnaní s transesterifikáciou niekoĐko výhod, najmä nižšie prevádzkové náklady, kompatibilitu s infraštruktúrou, motormi a palivárskymi normami a flexibilitou voþi zdrojom oleja/tuku. Pri teplotách okolo medzi 350 až 440 °C pri atmosférickom tlaku poþas 20 až 40 min. je možné podĐa našich meraní získaĢ kvapalné kondenzáty s vysokým výĢažkom okolo 80 až 90 %, ktorých destilaþná krivka je podobná destilaþnej krivke fosílnej nafty. Aj keć destilaþné krivky resp. GLC chromatogramy produktov krakovania a fosílnej nafty sú podobné, prítomné zložky nie sú identické, majú iba porovnateĐné body varu. Plynné produkty predstavujú asi 5 % a sú tvorené najmä CO a CO2. Zvyšok po krakovaní asi 5 % je viskózna kvapalina až bitúmen. Druh použitého rastlinného oleje podstatne neovplyvĖuje výĢažok kvapalného

Poćakovanie / Acknowledgement Táto práca bola podporená agentúrou VEGA, registraþné þíslo projektu 1/0091/09. This work was supported by the Assistance Agency VEGA, project No. 1/0091/09. Literatúra 1. Frondel M, Peters J., Energy Policy 35 (2007) 1675-1684. 2. Wesseler J., Energy Policy 35 (2007) 1414-1416. 3. An EU Strategy for Biofuels, SEC (2006) 142. 4. Cvengroš J., Cvengrošová Z.: Biomass Bioenergy 27 (2004) 173-181. 5. Mittelbach M., Proc. 2nd European Motor Biofuels Forum, 22.-25.Sept. 1996, Graz (Austria), pp. 183-187. 6. Cvengroš J., Mikulec J., Proc. Int. Seminar TECHAGRO 2008 Brno, 9.4.2008, pp.33-43. 7. ýerný J., Zborník “Výroba a využitie bionafty v podmienkach Slovenska”, Revúca, 16.5.1997, str. 30-36. 8. Vailing I., Franta R., Stacho D., Mikulec J., Cvengroš J., Zborník 8. medzinárodného sympózia Motorové palivá 2008 (Motor Fuels 2008), 23.- 26.6.2008, Tatranské Matliare, str. 732-746. Kontakt: Doc. Ing. Ján Cvengroš, DrSc. Fakulta chemickej a potravinárskej technológie STU / Faculty of Chemical and Food Technology, Slovak University of Technology Radlinského 9, 812 37 Bratislava, Slovensko tel.: +421 2 59325531, e-mail: [email protected]

46


Nové trendy v technológii výroby motorových palív z prírodných triacylglycerolov Ján Cvengroš Fakulta chemickej a potravinárskej technológie, Slovenská technická univerzita, Bratislava

TECHAGRO 2010 Brno

Biopalivá pre dopravu ⇒ ochrana životného prostredia ⇒ dostupné zásoby fosílnych palív ⇒ zníženie závislosti na dovoze ropy ⇒ diverzifikácia zdrojov Doprava v EU produkuje 21 % emisií skleníkových plynov ⇒ z toho 90 % je z cestnej dopravy Cie EU ⇒ nahradi do roku 2020 10 % zo spotreby palív v doprave alternatívnymi palivami ⇒ 15 % ornej pôdy v EU TECHAGRO 2010 Brno

Kvapalné palivá pre dopravu– dopravu–biopalivá 1. generácie – ⇒ rastlinné oleje (FAME) ⇒ cukrová repa, škroboviny (bioetanol (bioetanol)) majú limitované zdroje a nemôžu kapacitne nahradi fosílne palivá Možné opatrenia zvýšenie energetickej úinnosti súasných biopalív využitie ladom ležiacej pôdy aplikácia sofistikovaných technológií, zvýšenie výnosov aplikáciou génového inžinierstva využívanie nepotravinárskych artiklov opotrebované fritovacie oleje a pod.

TECHAGRO 2010 Brno

47


Prírodné TAG v najbližších desaroiach významná súas obnovitených zdrojov energie surovina pre kvapalné palivá pre dopravu Palivá 2. generácie, generácie, vyrábané progresívnymi technológiami z lignocelulózovej biomasy z lesníckych a ponohospodárskych odpadov, rýchlorastúcich drevín a pod. ⇒ výhodnejšia uhlíková bilancia ⇒ nižšia energetická náronos ⇒ vyšší produkný potenciál Komercionalizácia týchto postupov ⇒ najskôr v horizonte 5 až 10 rokov TECHAGRO 2010 Brno

Kvapalné palivá ⇒ kúový segment palív pre dopravu Spaovacie motory, poháané kvapalnými palivami ⇒ najrozšírenejšia pohonná jednotka vysoká úinnos spoahlivos hospodárnos prevádzky dobre zvládnutá konštrukcia Kvapalné palivá vysoká výhrevnos bezproblémová skladovatenos a preprava TECHAGRO 2010 Brno

Vážny handicap biopalív 1. generácie ⇒ vysoká cena, pre FAME až 80 % celkových nákladov ⇒ biopalivá bez dotaných opatrení neschopné konkurencie voi fosílnym palivám ⇒ suroviny pre prípravu FAME sa zárove používajú pre udskú výživu a ako krmivo pre zvieratá Konkurencieschopnos biopalív ⇒ FAME pri cene ropy asi 60 € za barel ⇒ etanol z cukrovej repy pri cene ropy asi 90 € za barel Problém vysokej ceny vstupov ⇒ orientácia na lacné zdroje olejov a tukov nejedlé oleje, oleje so zvýšenou kyslosou, opotrebované oleje/tuky TECHAGRO 2010 Brno

48


Opotrebované fritovacie oleje a tuky (used frying oils UFO) ⇒ príprava jedál alebo polotovarov fritovaním vo vekokapacitnom a priemyselnom meradle Vyprážanie ⇒ olej/ olej/tuk sa zohrieva za prístupu vzduchu, svetla a prítomnosti vody na teplotu 160 až 200 °C pomerne dlhý as J ekonomické dôvody TECHAGRO 2010 Brno

Hydrolytické, oxidané, krakovacie a polymerizané reakcie ⇒ hydrolytické štiepenie TAG v prítomnosti vody z vyprážaných potravín na VMK a G ⇒ vzdušný kyslík s nenasýtenými acylglycerolmi za vzniku rôznych oxidaných produktov J nas ýtené a nenasýtené aldehydy, ketóny, uhovodíky, laktóny, laktóny, alkoholy, kyseliny, estery Väšina z nich ostáva v tuku, napr. dimérne a polymérne kyseliny, dimérne acylglyceroly a polyglyceroly ako produkty radikálových reakcií a zvyšujú viskozitu fritovacieho tuku

TECHAGRO 2010 Brno

Nárast obsahu polárnych látok ⇒ dôležitý parameter pre posúdenie hbky rozkladu fritovacieho tuku ⇒ ak ich obsah prekroí 25 %, tuk sa musí vymeni Rovnako zvýšený obsah polymérnych látok nad 10 % ⇒ dôvod na výmenu olejovej náplne fritézy za erstvú

TECHAGRO 2010 Brno

49


Opotrebované fritovacie oleje a tuky (used frying oils UFO) ⇒ príprava jedál alebo polotovarov fritovaním vo vekokapacitnom a priemyselnom meradle Vyprážanie ⇒ olej/ olej/tuk sa zohrieva za prístupu vzduchu, svetla a prítomnosti vody na teplotu 160 až 200 °C pomerne dlhý as J ekonomické dôvody TECHAGRO 2010 Brno

Hydrolytické, oxidané, krakovacie a polymerizané reakcie ⇒ hydrolytické štiepenie TAG v prítomnosti vody z vyprážaných potravín na VMK a G ⇒ vzdušný kyslík s nenasýtenými acylglycerolmi za vzniku rôznych oxidaných produktov J nas ýtené a nenasýtené aldehydy, ketóny, uhovodíky, laktóny, laktóny, alkoholy, kyseliny, estery Väšina z nich ostáva v tuku, napr. dimérne a polymérne kyseliny, dimérne acylglyceroly a polyglyceroly ako produkty radikálových reakcií a zvyšujú viskozitu fritovacieho tuku

TECHAGRO 2010 Brno

Nárast obsahu polárnych látok ⇒ dôležitý parameter pre posúdenie hbky rozkladu fritovacieho tuku ⇒ ak ich obsah prekroí 25 %, tuk sa musí vymeni Rovnako zvýšený obsah polymérnych látok nad 10 % ⇒ dôvod na výmenu olejovej náplne fritézy za erstvú

TECHAGRO 2010 Brno

50


Chemické zmeny v tuku poas vyprážania ⇒ zvýšenie jeho viskozity, zvýšenie obsahu voných mastných kyselín, zmena farby na tmavohnedú až ervenú, pokles jódového ísla, zmena refrakcie a zvýšená penivos tuku Hbka zmien ⇒ závisí od mnohých faktorov, ako je druh oleja, druh vyprážanej potraviny, technológia fritovania, teplotný režim, doba používania Kvalita fritovacích olejov ⇒ dôkladný monitoring v záujme ochrany spotrebitea a senzorických parametrov vyprážanej potravy TECHAGRO 2010 Brno

Množstvá UFO ⇒ relatívne veké ⇒ Nemecko 300 000t/r, Japonsko 400 000 t/r Írsko 10 000 t/r, Rakúsko 37 000 t/r ⇒ výskyt UFO v množstve 5 kg na obyvatea za rok Zákaz používa UFO v kmnych zmesiach ⇒ využitie UFO na prípravu palív pre dieselové motory UFO mimo potravinového reazca Cena UFO výrazne nižšia ako cena erstvých olejov/tukov ⇒ UFO od producentov spravidla bezplatne ⇒ nákladová položka je iba preprava a úprava ⇒ mimoriadne zaujímavá komodita so znaným potenciálom TECHAGRO 2010 Brno

Tri smery využitia UFO v oblasti motorových palív pre dopravu: i/ úprava UFO na kvalitu vhodnú pre transesterifikáciu UFO metanolom na FAME s finálnou úpravou FAME, priom kúovým problémom je prítomnos oligomérov v UFOME ii/ ii/ úprava UFO na kvalitu DIN 51 605, platnú pre oleje a tuky urené na priame spaovanie v štandardným dieselových motoroch s upravenou perifériou motora iii/ iii/ katalytické krakovanie UFO na kvapalný kondenzát, po úprave s vlastnosami blízkymi fosílnej nafte TECHAGRO 2010 Brno

51


1. UFO na UFOME Technológia výroby FAME z UFO ⇒ štandardná výroba ME z erstvých olejov/tukov Chemické zmeny poas vyprážania rozsiahle ⇒ v niektorých prípadoch obmedzujú až znemožujú palivárske využitie UFO na FAME V UFO produkty oxidaných, hydrataných, rozkladných a polymerizaných procesov ⇒ postupy prípravy FAME z UFO nevedú vždy k štandardným FAME Napriek vysokej konverzii AG na metylestery ⇒ FAME z UFO asto nedostatoný obsah metylesterov, metylesterov, zvýšenú viskozitu, zníženú oxidanú stabilitu, zvýšenú hodnotu uhlíkového zvyšku (CCT) a pod. TECHAGRO 2010 Brno

V súasnosti nie sú známe parametre UFO, ktoré by dovoovali rozhodnú, i budúce FAME budú spa EN 14 214 Poda našich zistení nízky obsah metylesterov pod normou prípustnú hodnotu 96.5 % hm. ⇒ vznik a prítomnos oligomérnych produktov z reakcie dvojných väzieb v acyloch, acyloch, a to v rámci tej istej molekuly AG, alebo medzi rôznymi molekulami AG TECHAGRO 2010 Brno

Hydrolýza ⇒ oligomérne mastné kyseliny, najmä diméry s dvomi karboxylovými skupinami Esterifikácia, Esterifikácia, resp. transesterifikácia ⇒ tieto produkty sa chovajú analogicky ako acyly mastných kyselín a poskytujú príslušné ME Pri normovanom stanovení obsahu esterov GLC, kedy sa registrujú píky ME od C12 po C24, sa však tieto produkty C36 a vyššie oligoméry neuplatnia

TECHAGRO 2010 Brno

52


Riešenie ⇒ odstránenie oligomérnych a tiež ahkých produktov, a to alebo z pôvodných UFO, alebo z vyrobených FAME Primárnym problémom ostáva identifikácia a kvantifikácia týchto neželaných zložiek Na základe vlastností UFO rozhodnú, i budúce UFOME môžu by problémové GPLC, NIR, NMR, viskozimetria, viskozimetria, dieletrimetria TECHAGRO 2010 Brno

2.Rastlinné oleje a živoíšne tuky ako palivo pre dieselové motory Menej propagované, ale významné palivo pre dieselové motory ⇒ triacylglyceroly (TAG) isté rastlinné oleje (pure (pure plant oils PPO) a živoíšne tuky

TECHAGRO 2010 Brno

PPO ⇒ repkový, slnenicový, palmový, sójový olej a pod. ⇒ bravová mas, hovädzí loj, kurací tuk, použitý fritovací olej (UFO) a pod. Produkcia a distribúcia ⇒ krátky reazec, vysoká pridaná hodnota PPO - najlacnejšie biopalivá Predpoklad: prestavané vozidlo s upraveným palivovým systémom ⇒ elektronicky riadený dvojpalivový dvojnádržový systém nafta (DF) – PPO ⇒ zníženie viskozity PPO jeho zahriatím štart DF → chod PPO → záver DF TECHAGRO 2010 Brno

53


Optimálny chod na toto-ktoré palivo – automatický riadiaci systém

Kvalitatívne parametre PPO ⇒ bežné hodnoty ( DIN 51 605) voda max. 500 ppm, ppm, K max. 2.0 mg KOH/g, Ca+Mg max. 20 ppm, ppm, P max 12 ppm, ppm, neistoty max. 24 ppm

Prestavba vozidiel ⇒ RASOL, RAPSTRUCK ⇒ upravené vozidlá priamo od výrobcu ⇒ traktor Agrotron Naturalpower

Nemecko ⇒ 60 000 prestavaných vozidiel (odhad 2006) ⇒ ich spotreba 300 000 až 400 000 t/r PPO 0.5 % spotreby kvapalných palív TECHAGRO 2010 Brno

Výhody PPO

→ netoxické (sú jedlé) → biologicky odbúratené → nehoravé, b. vzpl. vzpl. nad 170 °C, → bezpené skladovanie a preprava → cenovo výhodné

Nevýhody PPO

→ nízke cetánové íslo 39 - 44 → vysoká viskozita – problém aerosólov → možnos zanášania vstrekovacích dýz → nedokonalé spaovanie – zhoršené emisie → nižší energetický obsah → znehodnocovanie motorového oleja TECHAGRO 2010 Brno

Dieselový motor ⇒ prevádzka na FAME → bez problémov ⇒ prevádzka na PPO → problémy možné SR ⇒ niekoko stoviek upravených vozidiel Je tu technická možnos upravi UFO na kvalitu DIN 51605 (norma pre kvalitu oleja/tuku pre priame spaovanie vo vznetovom motore) a využíva takto upravené UFO ako palivo TECHAGRO 2010 Brno

54


3. Krakovanie TAG Tepelné krakovanie rastlinných olejov a živoíšnych tukov (prírodné TAG) v prítomnosti katalyzátora ⇒ alternatívna forma výroby kvapalných palív na báze obnovitených surovín Krakovanie TAG ⇒ menej využívané ako transesterifikácia TAG na FAME Výhody ⇒ nižšie prevádzkové náklady ⇒ kompatibilita s infraštruktúrou, motormi a palivárskymi normami ⇒ flexibilita voi zdrojom oleja/tuku

TECHAGRO 2010 Brno

Krakovanie TAG ⇒ katalyzátory ⇒ prechodné kovy ⇒ technológia Supercetane ⇒ alumina ⇒ zeolity ⇒ HZSMHZSM-5 J kvapalné palivá pre zážihové motory Naše doterajšie výsledky ⇒ katalyzátor zeolit NaY, NaY, 2 až 10 %, recyklovatený ⇒ teplota 350 až 420 °C, normálny tlak ⇒ výažok kvapalného kondenzátu vysoký 80 až 90 % ⇒ plynné zložky cca 5 % J CO2, CO ⇒ zvyšok cca 5 % J bitúmen, viskózna kvapalina TECHAGRO 2010 Brno

Kvapalný kondenzát ⇒ destilaná úprava do 190 °C, frakcia 3 až 8 % hm. ⇒ GLC chromatogram podobný fosílnej nafte ⇒ zložky nie identické, podobné b.v. b.v. ⇒ stabilita dobrá ⇒ K vysoké 120 mg KOH/g, korozivita v norme Hodnoty testov ukazujú, že upravené kondenzáty z krakovania repkového a slnenicového oleja v zmesi s fosílnou naftou splujú všetky parametre predpísané normou EN 590 pre dieselové palivá TECHAGRO 2010 Brno

55


Rovnako aj v tomto prípade môžu by ako vstupný materiál pre krakovanie použité UFO najmä so zvýšenou kyslosou bez potreby predbežnej deacidifikácie

akujem za pozornos Táto práca bola podporená agentúrou VEGA, registrané íslo projektu 1/0091/09

TECHAGRO 2010 Brno

Nové trendy v technológii výroby motorových palív z prírodných triacylglycerolov Anotace: Biopalivá pre dopravu majú význam z viacerých príþin, ako je ochrana životného prostredia a možné dopady na klimatické pomery, zmenšujúce sa dostupné zásoby fosílnych palív, zníženie závislosti na dovoze ropy, diverzifikácia zdrojov a pod. Doprava v EU produkuje 21 % emisií skleníkových plynov, z toho 90 % je z cestnej dopravy. CieĐ EU je nahradiĢ do roku 2020 10 % zo spotreby palív v doprave alternatívnymi palivami, þo vyžaduje 15 % ornej pôdy v EU. Kvapalné palivá pre dopravu, založené jednak na rastlinných olejoch (FAME), jednak na cukrovej repe, cukrovej trstine a na škrobových poĐnohospodárskych produktoch ako sú zrniny a strukoviny (bioetanol) – tzv. biopalivá 1. generácie – majú limitované zdroje a nemôžu kapacitne nahradiĢ fosílne palivá. Napriek tomu sú možné opatrenia na zvýšenie energetickej úþinnosti súþasných biopalív s využitím ladom ležiacej pôdy, aplikáciou sofistikovaných technológií, zvýšením výnosov aplikáciou génového inžinierstva, využívaním nepotravinárskych artiklov, opotrebovaných fritovacích olejov a pod.). Prírodné triacylglyceroly budú aj v najbližších desaĢroþiach stále významnou súþasĢou obnoviteĐných zdrojov energie najmä ako suroviny pre prípravu kvapalných palív pre dopravu. Palivá 2. generácie, vyrábané progresívnymi technológiami z lignocelulózovej biomasy z lesníckych a poĐnohospodárskych odpadov, rýchlorastúcich drevín a pod., majú výhodnejšiu uhlíkovú bilanciu, nižšiu energetickú nároþnosĢ a vyšší produkþný potenciál. Komercionalizácia týchto postupov sa však oþakáva najskôr v horizonte 5 až 10 rokov. V þlánku sú diskutované tri smery využitia opotrebovaných fritovacích olejov (UFO) v oblasti motorových palív pre dopravu: i/ úprava UFO na kvalitu DIN 51 605, platnú pre oleje a tuky urþené na priame spaĐovanie v štandardným dieselových motoroch s upravenou perifériou motora, ii/ úprava UFO na kvalitu vhodnú pre transesterifikáciu UFO metanolom na FAME, priþom kĐúþovým problémom je prítomnosĢ oligomérov v metylesteroch pripravených z UFO, iii/ katalytické krakovanie UFO na kvapalný kondenzát, po úprave s vlastnosĢami blízkymi fosílnej nafte. Klíþová slova: opotrebované fritovacie oleje (UFO), FAME, rastlinné oleje ako dieselové palivo, krakovanie UFO

56

M. Bažata 9. mezinárodní semináĜ TECHAGRO 2010 „Stav a nové výzvy pro smČsné a biogenní pohonné hmoty“

Zhodnocení parametrĤ vznČtových motorĤ testovaných traktorĤ pohánČných palivy z Ĝepky olejné a perspektivy rozvoje pro tato paliva Assessment of compression engine parameters of tested tractors driven by rapeseed oil fuels and perspectives of development for these fuels Ing. Miroslav Bažata - AGROPODNIK, a.s. Jihlava Zhodnocení parametrĤ vznČtových motorĤ testovaných traktorĤ pohánČných palivy z Ĝepky olejné a perspektivy rozvoje pro tato paliva 9. mezinárodní semináĜ BVV TECHAGRO 2010 Brno, 23.3.2010 AGROPODNIK, akciová spoleþnost, Jihlava Miroslav Bažata

AGROPODNIK, akciová spoleþnost, Jihlava ýlen:

•Stabilní odbČratel Ĝepky na lokální úrovni •Dlouhodobý dodavatel MEěO •Synergie s PALMA Group a.s. •110 tis. tun – celková výrobní kapacita MEěO • 100 tis. tun – celková lisovací kapacita oleje z Ĝepky a sluneþnice

SVB Sdružení pro výrobu bionafty

Povinné pĜimíchávání: •Spolupráce s významnými petrochemickými spoleþnostmi v regionu stĜední a východní Evropy: •PKN ORLEN GROUP (UNIPETROL RPA, PKN ORLEN SA, UNIRAF SK), ýEPRO, LOTOS, OMV, MOL GROUP (SLOVNAFT, MOL)

500 400 300 200 100

Pohonné hmoty: •Distribuce motorové nafty a vysokoobjemových biopaliv Biodiesel B30 a B100 po celé ýR

0 Tisíce 2007 2008 2009 2010 SpotebaFAME Produkníkapacity

ýR SpotĜeba motorové nafty SpotĜeba FAME FAME v motorové naftČ v/v Produkþní kapacity Využití produkþeních kapacit

kT T % kT %

2007 4 021 20 105 2,00% 242 8%

2008 4 030 80 600 2,00% 242 33%

2009 2010 3 829 3 867 172 283 226 207 4,50% 4,5/6,3% 412 412 42% 55%

2011 3 983 250 916 6,30% 412 61%

Využití paliv a alternativních paliv v AGRO segmentu MOTOROVÁ NAFTA – = B7 – Obsah FAME v kvalitČ ýSN EN 14214 max. 7,0 %V/V – ZmČna kvalitativní normy ýSN EN 590 v 2010 BIODIESEL B30 – SMN 30 = SmČsná motorová nafta s obsahem minimálnČ 30% V/V MEěO – Kvalitativní norma ýSN EN 656508 – Obsahuje 70% motorové nafty + 30% methylesteru Ĝepkového oleje BIODIESEL B100 – = FAME = Methylester mastných kyselin – Kvalitativní norma ýSN EN 14214 – Název: Methylester mastných kyselin - pro povinné pĜimíchávání do motorové nafty – Název: Biodiesel B100 – 100% biodiesel pro pohon vznČtových motorĤ – RĤzné druhy FAME • MEěO – surovina Ĝepkový olej – hlavní surovina pro výrobu v ýR • SME – surovina sójový olej • PME – surovina palmový olej • atd.

57


Legislativa paliv a biopaliv pro vznČtové motory – Zákon o ovzduší þ.86/2002 Sb. • Povinnost % pĜimíchávání FAME do motorové nafty: – Od 1.9.2007 – min. 2,0 % V/V – Od 1.1.2009 – min. 4,5 % V/V

– Od 1.6.2010 – min. 6,0 % V/V

– Zákon o spotĜební dani (SpD) þ.353/2003 • • • •

Od 1.1. 2007 Biodiesel B100 podmíneþnČ ozvobozen od SpD 9950 CZK/1000l Od 1.1.2008 Biodiesel B100 zatížen SpD 9950 CZK/1000l Od 1.2.2008 SMN 30 snížená sazba SpD na 6866 CZK/1000l Notifikace na Biodiesel B100 pĜijata, notifikace na Biodiesel B30 prodloužena v EK

AKTUÁLNċ • Od 1.10. 2009 Biodiesel B100 podmíneþnČ ozvobozena od SpD 9950 CZK/1000l • Do 1.10. 2009 „Zelená nafta“ – vratka SpD u MN 60% z 9950 CZK/1000l a u Biodiesel B30 80% z 6866 CZK/l • Od 1.10. 2009 „Zelená nafta“ – vratka SpD u MN 60% z 9950 CZK/1000l a u Biodiesel B30 85% z 6866 CZK/l stanoveno dle § 57 odst. 5 zákona þ. 353/2003 Sb., o spotĜebních daních, v platném znČní • Od 1.1.2010 zvýšená sazba spotĜební danČ u motorové nafty z 9950 CZK/1000 l na 10950 CZK/l a u Biodiesel B30 z 6866 CZK/l na 7765 CZK/l

Vertikální integrace a synergické efekty ěEPKA

ENERGIE PRO PRODUKCI

MEěO, FAME BIODIESEL NEBO MOTOROVÁ NAFTA

Srovnání parametrĤ motorĤ Doporuþení importéra pro provoz na B30 Návod k obsluze Ekonomický efekt pĜi provozu na B30

Srovnání parametrĤ motorĤ Doporuþení výrobce pro provoz na B30 Návod k obsluze Ekonomický efekt pĜi provozu na B30

Ekologický efekt pĜi provozu na B30 Distribuþní místa B30 v ýR

58


Srovnání parametrĤ motorĤ JOHN DEERE pohánČných motorovou naftou a palivy z Ĝepky olejné Porovnání max. výkonĤ pĜi použití uvedených paliv 60 54 48

Pokles výkonu u B30 / MN:

Max. výkon motoru P [kW]

42 36 30

Ing. František Vimr Ing. Martin Grygar Ing. Jan Dušek Ing. JiĜí Švastal za STROM

24 18

o 1,89%

12 6 0

Motorová nafta

SmČsné palivo B30

53

Max. výkon motoru [kW] Snížení výkonu motoru [%]

Celkový efekt u B30 / MN:

MEěO

52

49

1,89

7,55

Porovnání mČrných spotĜeb paliv pĜi max. výkonu 350

o 4,29%

250

Zvýšení spotĜeby u B30 / MN:

MČrná spotĜeba paliva m

pe

[g/kW.h]

300

200

Prof. Ing. F. Bauer, CSc. za MZLU

150

100

o 2,40%

50

0 MČrná spotĜeba paliva [g/kW.h]

Motorová nafta

SmČsné palivo B30

292

Zvýšení mČrné spotĜeby [%]

MEěO

299

336

2,40

15,07

Doporuþení STROM Praha pro provoz na Biodiesel B30 u užitkových a zemČdČlských strojĤ JOHN DEERE Provoz na BIODIESEL B30 je možný pĜi splnČní 2 podmínek 1. Je zaruþena þerstvost a kvalita paliva podle normy ýSN 656508 2. Je dodržena technologická kázeĖ pĜi použití paliva – B30 je nutné spotĜebovat do 90 dnĤ od data výroby – Je nutné zkrátit dobu výmČny palivového filtru (filtrĤ) na ½ B30 se (polovinu). U strojĤ v záruce je nutné tuto výmČnu doložit. NEDOPORUýUJE – Pokud stroj bude odstaven na delší dobu je nutné provést používat: •U vozidel s malým proplach palivové soustavy a naplnit ji motorovou naftou. obratem paliva V záruþní dobČ musí tento úkon provést autorizovaný servis. – Majitel stroje povinen písemnČ oznámit svému autorizovanému servisu zahájení používání biopaliva u strojĤ v záruce. – PĜi použití smČsného paliva B30 mĤže být zvýšená spotĜeba o cca 1 až 5 % oproti motorové naftČ. Dodatek Návodu k obsluze pĜi provozu na B30 – B30 je pĜipraven i pro zimní provoz

Kalkulace cen a vratky spotĜební danČ u „ZELENÉ NAFTY a B30“ Aktuální cena motorové nafty v CZK/l Aktuální cena Biodiesel B30 v CZK/l

modelová cena do 1.1.2010 21,80 19,50

prĤmČrná cena k 23.3.2010 22,80 20,30

2009 Zelená nafta a vratka SpD v ýR Norma kvality Cena CZK/l SpotĜební daĖ (SpD) v CZK/l Vratka spotĜební danČ v % Vratka spotĜební danČ v CZK/l Skuteþná cena PHM pro AGRO segment Rozdíl SpD vĤþi MN Rozdíl ceny MN a B30 v CZK/l

Motorová nafta do 1.1.2010 Biodiesel B30 do 1.10.2009 Biodiesel B30 od 1.10.2009 ýSN 590 21,80 9,95 60% 5,97 15,83 2,30

ýSN 656508 19,50 6,866 80% 5,49 14,01 0,48 1,82

ýSN 656508 19,50 6,866 85% 5,84 13,66 0,13 2,17

2010 Zelená nafta a vratka SpD v ýR Norma kvality Cena CZK/l SpotĜební daĖ (SpD) v CZK/l Vratka spotĜební danČ v % Vratka spotĜební danČ v CZK/l Skuteþná cena PHM pro AGRO segment Rozdíl SpD vĤþi MN Rozdíl ceny MN a B30 v CZK/l

Motorová nafta od 1.1.2010 ýSN 590 22,80 10,95 60% 6,57 16,23 2,50

59

Biodiesel B30 od 1.1.2010 ýSN 656508 20,30 7,665 85% 6,52 13,78 0,05 2,45

vratka SpD u B30 9/2009 5,49 CZK/l 10/2009 5,84 CZK/l 1/2010 6,52 CZK/l

M. Bažata 9. mezinárodní semináĜ TECHAGRO 2010 „Stav a nové výzvy pro smČsné a biogenní pohonné hmoty“ EKONOMICKÝ EFEKT NA PROVOZ TRAKTORU JOHN DEERE 5100R 2500 hodin provozu, stĜední zatížení Kalkulace ekonomického efektu pĜi provozu na B30 traktor JOHN DEERE 5100R Hodiny za rok Hodinová spotĜeba pĜi 90% zatížení VýmČna oleje po km (bČžná) VýmČna oleje po km (zkrácená) Množství vymČnČného oleje Nákupní cena "zelené" motorové nafty Nákupní cena "zelené" Biodiesel B30 PoĜizovací cena motorového oleje PoĜizovací cena filtrĤ ýas na výmČnu oleje a filtru Osobní náklady na výmČnu oleje a filtru v dílnČ/h Jednorázové náklady na úpravu palivových hadic/vozidlo Jednorázové náklady na úpravu þerpací stanice Maximální zvýšená spotĜeba

1 1 500 15,00 500 500 20 16,23 13,78 100,00 3000,00 0,8 800,00 5000,00 0,00 4,29

Náklady/Výnosy Náklady na motorovou naftu Zvýšená spotĜeba oleje Zvýšená spotĜeba filtrĤ Náklady na prac. síly (výmČna oleje, filtru) Jednorázové náklady na úpravu palivových hadic/vozidlo Jednorázové náklady na úpravu þerpací stanice Náklady na biodiesel vþetnČ zvýšené spotĜeby

365 175,00 0,00 0,00 0,00 5 000,00 0,00 323 450,87

Kalkulace úspor za rok Kalkulace úspor za rok vþ. zvýšených nákladĤ

ks h/rok litrĤ/h h h litrĤ (=1 kus) CZK/Litr CZK/Litr CZK/Litr CZK/kus h CZK CZK CZK %

CZK CZK CZK CZK CZK CZK CZK

41 724,13 CZK 36 724,13 CZK

B30

EKONOMICKÝ EFEKT ZA 1 TRAKTOR V CZK/ROK

36 724,13 CZK

EKONOMICKÝ EFEKT ÚSPORA NÁKLADģ NA PHM MIN.

10,06% Cenový bod zlomu

0,88 CZK/l

Zdroj: STROM PRAHA, UFOP, AGP

EKONOMICKÝ EFEKT NA PROVOZ TRAKTORU JOHN DEERE 8430 1500 hodin provozu, plné zatížení Kalkulace ekonomického efektu pĜi provozu na B30 traktor JOHN DEERE 8430 Hodiny za rok Hodinová spotĜeba pĜi 90% zatížení VýmČna oleje po km (bČžná) VýmČna oleje po km (zkrácená) Množství vymČnČného oleje Nákupní cena "zelené" motorové nafty Nákupní cena "zelené" Biodiesel B30 PoĜizovací cena motorového oleje PoĜizovací cena filtru ýas na výmČnu oleje a filtru Osobní náklady na výmČnu oleje a filtru v dílnČ/h Jednorázové náklady na úpravu palivových hadic/vozidlo Jednorázové náklady na úpravu þerpací stanice Maximální zvýšená spotĜeba

1 1 500 53,00 500 500 22 16,23 13,78 100,00 3000,00 1 800,00 5000,00 0,00 4,29

ks mh/rok litrĤ/mh h h litrĤ (=1 kus) CZK/Litr CZK/Litr CZK/Litr CZK/kus h CZK CZK CZK %


1 290 285,00 0,00 0,00 0,00 5 000,00 0,00 1 142 859,75



147 425,25 CZK 142 425,25 CZK

B30


142 425,25 CZK


11,04% Cenový bod zlomu

0,73 CZK/l


Srovnání parametrĤ motorĤ ZETOR pohánČných motorovou naftou a palivy z Ĝepky olejné Porovnání max. výkonĤ pĜi použití uvedených paliv

Pokles výkonu u B30 / MN:

Ing. ŠtČpánek Ing. Dundálek, PhD. za VÚTR

o 1,00%

Celkový efekt u B30 / MN:

Porovnání mČrných spotĜeb paliv pĜi max. výkonu

o 5,77% Prof. Ing. F. Bauer, CSc. za MZLU

Zvýšení spotĜeby u B30 / MN:

o 4,77%

60


Doporuþení výrobce pro provoz na Biodiesel B30 u užitkových a zemČdČlských strojĤ ZETOR Provoz na BIODIESEL B30 je možný pĜi splnČní 2 podmínek 1. Je zaruþena þerstvost a kvalita paliva podle normy ýSN 656508 2. Je dodržena technologická kázeĖ pĜi použití paliva – Je nutno pĜísnČ dodržovat doby výmČny motorového oleje, pĜípadnČ pĜi pĜevažujícím provozu motoru nezatíženého (naprázdno) dobu výmČny zkrátit o 1/3. (Methylester mĤže snížit B30 se NEDOPORUýUJE kvalitu motorového oleje.) používat: – Nutno sledovat zanášení palivového þistiþe a vþas mČnit þisticí •U vozidel s malým vložku. obratem paliva – Motory Zetor používají hadice palivového systému typu REP se zvýšenou odolností proti leptání methylesterem. U starších typĤ je tĜeba tyto hadice vymČnit. – PĜi použití B30 mĤže být zvýšená spotĜeba do 2% oproti motorové naftČ. Dodatek Návodu k obsluze pĜi provozu na B30 – Zetor, a.s ., akceptuje použití tohoto typu paliva u všech motorĤ Zetor – Souþástí všech strojĤ vyrobených od r. 1997 jsou hadice REP odolné vĤþi biosložce

EKONOMICKÝ EFEKT NA PROVOZ TRAKTORU ZETOR FORTERRA 9641 B30

Kalkulace ekonomického efektu pĜi provozu na B30 traktor ZETOR FORTERRA 9641 Hodiny za rok Hodinová spotĜeba pĜi 90% zatížení VýmČna oleje po km (bČžná) VýmČna oleje po km (zkrácená) Množství vymČnČného oleje Nákupní cena "zelené" motorové nafty Nákupní cena "zelené" Biodiesel B30 PoĜizovací cena motorového oleje PoĜizovací cena filtru ýas na výmČnu oleje a filtru Osobní náklady na výmČnu oleje a filtru v dílnČ/h Jednorázové náklady na úpravu palivových hadic/vozidlo Jednorázové náklady na úpravu þerpací stanice Maximální zvýšená spotĜeba

1 1 500 40,00 300 200 12 16,23 13,78 100,00 2000,00 1 500,00 0,00 0,00 5,77


ks h/rok litrĤ/h h h litrĤ (=1 kus) CZK/Litr CZK/Litr CZK/Litr CZK/kus h CZK CZK CZK %

973 800,00 3 000,00 5 000,00 1 250,00 0,00 0,00 874 776,07



89 773,93 CZK


9,22%


Cenový bod zlomu

1,03 CZK/l

99 023,93 CZK 89 773,93 CZK

Zdroj: UFOP, AGP

Kalkulace cen motorové nafty a BIODIESEL B100 Aktuální cena motorové nafty v CZK/l Aktuální cena Biodiesel B100 v CZK/l

modelová cena do 1.1.2010 21,80 17,90

modelová cena od 1.1.2010 22,80 17,90

2009 MN a B100 v ýR

Motorová nafta do 1.1.2010 ýSN 590 21,80 9,95 3,90

Norma kvality Cena CZK/l SpotĜební daĖ (SpD) v CZK/l Rozdíl ceny MN a B100 v CZK/l

Biodiesel B100 do 1.1.2010 ýSN 14214 17,90 0,000

2010 MN a B100 v ýR

Motorová nafta od 1.1.2010 ýSN 590 22,80 10,95 4,90

Norma kvality Cena CZK/l SpotĜební daĖ (SpD) v CZK/l Rozdíl ceny MN a B100 v CZK/l

61

Biodiesel B100 od 1.1.2010 ýSN 14214 17,90 0,000


EKONOMICKÝ EFEKT NA PROVOZ NÁKLADNÍHO VOZIDLA B100

Kalkulace ekonomického efektu pĜi provozu na B100 Poþet vozidel Kilometry za rok SpotĜeba dieselu VýmČna oleje po km (bČžná) VýmČna oleje po km (zkrácená) Množství vymČnČného oleje Nákupní cena Diesel Nákupní cena Biodiesel B100 PoĜizovací cena motorového oleje PoĜizovací cena filtru ýas na výmČnu oleje Osobní náklady na výmČnu oleje v dílnČ/h Jednorázové náklady na úpravu palivových hadic/vozidlo Jednorázové náklady na úpravu þerpací stanice Maximální zvýšená spotĜeba

1 130 000 32,00 100 000 60 000 34 21,80 17,11 90,00 390,00 1 910,00 0,00 0,00 10,00

Náklady/Výnosy Náklady na diesel Zvýšená spotĜeba oleje Zvýšená spotĜeba filtrĤ Náklady na prac. síly (výmČna oleje, filtru) Jednorázové náklady na úpravu palivových hadic/vozidlo Jednorázové náklady na úpravu þerpací stanice Náklady na biodiesel vþetnČ zvýšené spotĜeby

ks km/vozidlo litrĤ/100 km km km litrĤ (=1 kus) CZK/Litr CZK/Litr CZK/Litr CZK/kus h CZK CZK CZK %

906 880,00 2 652,00 338,00 788,67 0,00 0,00 782 953,60



120.147,73 CZK


13,25%


Cenový bod zlomu

2,05 CZK/l

123 926,40 CZK 120 147,73 CZK


EKOLOGICKÝ A ENERGETICKÝ EFEKT NA 1 NÁKLADNÍ VOZIDLO životní cyklus biopaliv (LCA, WTW, GHG effect) úspora 2569 g CO2ekv na 1kg nahrazené MN MEěO navýšení 0,204 g NOx na 1kg nahrazené MN MEěO celková energetická bilance MEěO, glycerinu, šrotĤ je 2,33:1 (vþ.slámy 2,55:1) z hlediska LCA - úspora 54 MJ energie na každé kg nahrazené MN MEěO

Vliv na ochranu klimatu: úspora CO2 na 1 litr motorové nafty

1 litr Biodiesel = úspora 2,27 kg CO2

Zdroj: VÚZT

kalkulace pĜi prĤmČrném výnosu 3,06 t/ha (2007) v ýR z 1 ha Ĝepky – 100 kg surového glycerinu a 2000 t pokrutin pĜi výnosu 4,5 t/ha v NČmecku se dojezdová vzdálenost zvyšuje v závislosti na produkci 1.600 litrĤ Biodieselu z 1 ha Ĝepky vývoj ve šlechtČní a zlepšování pČstitelských odrĤd

Dojezdová vzdálenost: s 1.200 litry Biodieselu z hektaru Ĝepky 17.143 km spotĜeba 7 lt/100 km 24.000 km spotĜeba 5 lt/100 km

40.000 km

EKOLOGICKÝ EFEKT ZA 1 VOZIDLO V TUNÁCH CO2/ROK

112,58 t

ENERGETICKÝ EFEKT ZA 1 VOZIDLO V KM/ROK

3.400 km/ha Ĝepky

spotĜeba 3 lt/100 km Zdroj: UFOP, SVB

AGROPOPODNIK Jihlava – terminál Dobronín ýEPRO – terminál Šlapanov, Roudnice PARAMO – terminál Pardubice ADW – terminál Kojetice

Distribuþní místa B30

SETUZA Litvinov

OLEOCHEMICAL PREOL Roudnice Cerekvice ýEPRO - Roudnice

Hajek Kralupy Mstetice

PARAMO Pardubice

Sedlnice

Potehy Tremosna

PRIMAGRA Belcice

Výrobní jednotky MEěO a FAME

ýEPRO - Šlapanov

Strelice AGROPODNIK Jihlava

Rafinérie PKN ORLEN GROUP ýEPRO terminály

ADM Loukov

Smyslov

Plesovec Klobouky

Vcelna

ADW

Terminály distribuce B30 Produktovody

62


AGROPOPODNIK Jihlava – terminál Dobronín ýEPRO – terminál Roudnice PREOL – terminál Lovosice ADW – terminál Kojetice

Distribuþní místa B100

SETUZA Litvinov

PREOL - Lovosice OLEOCHEMICAL PREOL Roudnice- Roudnice ýEPRO Cerekvice

Hajek

Pardubice

Kralupy Mstetice

Sedlnice

Potehy PRIMAGRA

Tremosna

Belcice Výrobní jednotky MEěO a FAME

ýEPRO - Šlapanov

Loukov

Strelice AGROPODNIK Jihlava

Rafinérie PKN ORLEN GROUP ýEPRO terminály

ADM

Smyslov

Plesovec Klobouky

Vcelna

ADW

Terminály distribuce B30 Produktovody

+ •

• •

-

Kvalita

Výrazné zlepšení kvality v porovnání s 1. érou biopaliv – 4 MEěO výrobci v ýR MEěO neobsahuje parafíny Parametry bodu tuhnutí u B30 = MN

•

Kontinuální modernizace zemČdČlských strojĤ PĜi provozu na B30 nejsou nutné úpravy na zemČd. strojích Posun v pĜístupu výrobcĤ nebo dovozcĤ zemČd.strojĤ k provozu na B30 ZemČd.stroje v ýR jsou identická se stroji v EU, která se na B100 bČžnČ provozují

•

•

Biosložka v „neznaþkové“ B30 mĤže být i z ménČ odolnČjších rostlinných olejĤ Nižší výhĜevnost zpĤsobuje pokles výkonu resp. nárĤst spotĜeby

Vozidla

• • •

•

• •

Vozidla starší než cca r. výroby 1997 neobsahují pryžové þásti odolné vĤþi biosložce B30 váže na sebe neþistoty a tím þistí palivovou soustavu Je nutné dodržovat zkrácený interval výmČny oleje a filtrĤ

+

Legislativa

•

Nastavená legislativa min. do r. 2014, schválená Vládou ýR dle smČrnic EU

•

Perspektivy rozvoje u zemČdČlských prvovýrobcĤ:

•

Nutné oddČlené jednotlivých paliv

skladování

Trh a jeho perspektiva

• • •

•

•

S vyĜešeným oddČleným skladováním B30 a MN S majitelem s pružným rozhodováním Se silným mandátem managementu prosadit zmČnu uvnitĜ spoleþnosti Se špatným hospodaĜením

Historie a pozitivní zkušenosti s B100 u zem. strojĤ v zahraniþí

63

•

•

•

V ýR byla pĜerušena tradice B30 z dĤvodu nestabilní legislativy Nedostateþné „novodobé“ zkušenosti s B30 u zem. strojĤ na rozdíl od nákladních vozidel Vratka SpD u „zelené nafty“ neumožĖuje rozvoj B100 jako celkovČ výhodnČjšího paliva


ZávČr • Kvalitní B30 „nové generace“ – Použití aditiv pĜi výrobČ MEěO i pro zimní vlastnosti – Použití aditiv pĜi výrobČ B30 – Kvalitní „znaþkový“ produkt od provČĜených dodavatelĤ

• B30 z MEěO tj. z kvalitní vstupní suroviny • Souþasným nastavením legislativy se uzavírá vertikála od produkce Ĝepky, k jejímu zpracování na palivo až ke spotĜebČ paliva pro další zemČdČlskou produkci • Zlepšení energetické, ekologické bilance a životního cyklu biopaliv • „ýistá“ úspora v nákladech na PHM min. 10% • B30 je dnes nejvýhodnČjším palivem v pomČru cena x výkon pro vznČtové motory na þeském trhu a pro AGRO sektor

DČkuji Vám za pozornost!

SVB Sdružení pro výrobu bionafty

Miroslav Bažata Vedoucí prodeje bio/paliv AGROPODNIK, akciová spoleþnost, Jihlava Dobronín 315, Polná 588 13 gsm: +420 724 728 001 fax: +420 567 117 001 tel: +420 567 117 011 e-mail: [email protected] web: www.agropodnikjihlava.cz

Garance kvality • Dlouhodobé zkušenosti AGP s provozováním daĖového skladu • AGP je certifikovaná ýSN EN ISO 9001:2001 • AGP spolupracuje s Ústavem paliv a maziv (SGS) na testování vozidel a na certifikaci kvality paliv v programu „PeþeĢ kvality“ • AGP spolupracuje na testování zemČdČlské techniky s Mendelovou zemČdČlskou a lesnickou univerzitou v BrnČ, Ústavem techniky a automobilové dopravy • AGP garantuje úhradu škody zpĤsobené kvalitou Biodiesel B30 a B100 spoluprací s pojišĢovnou UNIQA

64

J. Kováþ 9. mezinárodní semináĜ TECHAGRO 2010 „Stav a nové výzvy pro smČsné a biogenní pohonné hmoty“

Komoditní trhy a nové smČry využití vedlejších produktĤ z výroby biopaliv Commodity markets and new directions in utilization of by-products from production of biofuels Dr. Jaroslav Kováþ - Commodity trading, s.r.o. Daskabát

Komoditní trhy a nové smry využití vedlejších produkt z výroby biopaliv Dr. Jaroslav Ková COMMODITY TRADING s.r.o. GLYCONA s.r.o.

Vedlejší produkty výroby FAME

Glycerinová Glycerinová fáze : GLYCERIN a MASTNÉ MASTNÉ KYSELINY

GLYCERIN

65


Oblasti spoteby surového glycerinu Q Rafinace Q Krmiva Q Bioplyn Q Biometanol Q Nemrznoucí Nemrznoucí

sm smsi, redukce praš prašnosti

Q Paliva?

Rafinace glycerinu Q Zejmé Zejména

otá otázka výrobní výrobních ná náklad klad Q Na 1t RG pot poteba 1,28 – 1.3 t SG Q Rafinaní náklady 150 – 170 EUR/t RG Q Nákup SG pro rafinaci je od ceny nerentabilní nerentabilní, záporné porné nákupní kupní ceny, resp. Dotace produkce RG z marž marže za FAME, mýdlo i oleochemické oleochemické produkty (MK, mastné mastné alkoholy) Q Nadprodukce SG nebude kon konit v rafinaci, ale v jiných aplikací aplikacích

RG – klasické oblasti spoteby Q Farmaceutický

prmysl

Q Kosmetika Q Potravináství Q Tabá Tabákový

pr prmysl

66


Nové oblasti využití RG Q Produkce

ECH Q Produkce polyuretanu Q Produkce biometanolu Q Produkce MEG Q Produkce PG Q Produkce akroleinu a akrylát Q Využití v oblasti paliv

Produkce ECH

Q

Destilovaný glycerin nahrazuje v produkci propylen Q Cena propylenu 22-4x vyšší vyšší než než u destilované destilovaného glycerinu (1200 EUR vs. 500 EUR)

Produkce ECH (epichlorhydrin) Q

Spolchemie CZ 15 000 t (2007) Q Solvay celosv celosvtový patent na výrobu ECH z glycerinu (2007) Q 60 000 t ECH z glycerinu v ín, nerespektuje patentová patentová prá práva Solvay é kapacity 2x 30 000 t na výrobu ECH v ín Q 2 nové nov Q ? 60 000 t jednotka Malajsie (Spolchemie (Spolchemie)) Q Solvay 100 000 t (SEA) 2012 Q Pedpoklá edpokládaná daná spot spoteba Rg na výrobu ECH v 2010: 500 000 t, v roce 2009 (350 000 t) 20 – 25% produkce

67


Produkce ECH (epichlorhydrin) Q

Spolchemie CZ 15 000 t (2007) Q Solvay celosv celosvtový patent na výrobu ECH z glycerinu (2007) Q 60 000 t ECH z glycerinu v ín, nerespektuje patentová patentová prá práva Solvay Q 2 nové nové kapacity 2x 30 000 t na výrobu ECH v ín Q ? 60 000 t jednotka Malajsie (Spolchemie (Spolchemie)) Q Solvay 100 000 t (SEA) 2012 Q Pedpoklá edpokládaná daná spot spoteba Rg na výrobu ECH v 2010: 500 000 t, v roce 2009 (350 000 t) 20 – 25% produkce

Využití glycerinu v oblasti paliv Q Ethery

glycerinu (s C4 a C5 alkeny) jako aditiva do motorové motorové nafty Q Propanol (autobenzí (autobenzíny) Q Cyklické Cyklické acetaly glycerinu (kyslí (kyslíkatá katá aditiva, aditiva, deicing komponenty) Q Estery glycerinu jako komponenty maziv Q Nemrznoucí Nemrznoucí sm smsi (ná (náhrada glykol glykol)

Surový glycerin v oblasti krmiv Q Q Q Q

Q Q Q

Energetický dopln doplnk krmiv – zejmé zejména vysokoproduk vysokoprodukní dojnice Použ Používá se v isté isté form form nebo ve sm smsi s melasou Pohotový zdroj energie – glukoplastická glukoplastická látka Prevence a terapie ketó ketóz – udrž udržitelnost vysoké vysoké užitkovosti dojnic Zchut Zchutovadlo – zvyš zvyšuje p píjem krmiv Dávková vkování u dojnic 250 – 500 g/den, do krmné krmné dávky Vliv na produkci a slož složky

68


Surový glycerin v oblasti krmiv Q

Sniž Snižuje praš prašnost p pi granulaci krmiv – hydrogena hydrogenaní agens (5%) Q Použ Použitelný i pro jiná jiná hosp. hosp. zví zvíata jako energetický zdroj (prasata, dr drbež bež) – cena tuku vs. glycerin (38 MJ vs. 19 MJ, 18 K K vs. 4 K K/MJ) Q Substituce jiných energetických zdroj zdroj – tuky, škrob (nap (nap. ná náhrada kuku kukuice do 10% krmné krmné dávky ) Q V EU odhad 200 000 t SG do krmiv 2009

Surový glycerin v BPS

Surový glycerin v BPS Q

Vhodný ke kofermentaci v zem zemdlských i komuná komunální lních BPS Q Zvyš Zvyšuje produkci CH4 na jednotku homogenizované homogenizovaného substrá substrátu: 22-3x (kuku (kukuiná silá siláž, prase praseí kejda) kejda) Q Sniž Snižuje obsah S, P v bioplynu /jednotku substrá substrátu Q Testová Testování maximá maximální lní dávky SG – adaptace mikroflory ve fermentoru, fermentoru, problé problém p pedá edávková vkování a bou boulivé livé reakce Q Problé Problém legislativy AF1 vs. AF2

69


Surový glycerin v BPS

Surový glycerin v BPS Q Teoretická

výtžnost bioplynu z 1t glycerinu v glycerinu. BPS 730 Q Teoretická Teoretická produkce elekt elektiny na 1t surové surového 3 glycerinu je 730 m bioplynu/1t glycerinu = 426 m3 CH4 =4260 kWhcelkový= 1491 kWhelektr. elektr. Q Je reálná možnost BPS na 100% SG? Otázka mikrobiologie fermentoru a ekonomiky dodávky dusíku a mikroelement do reaktoru m3 bioplynu/1t

Surový glycerin v BPS Q

BPS se zatí zatím ví více už užívá glycerinová glycerinová fáze – problé problém mýdel, ztrá ztráta cenné cenné suroviny MK, lepší lepší využ využívat sm sms metanolu s glycerinem ze štpení pení, vhodné vhodné 80% surový glycerin a GG-fázi za zaadit do seznamu substrá substrátu, které které je mož možné použ použít v BPS kategorie AF1 Q Cena el. energie z AF1 4120 K K/MWh z AF2 3550 K K /MWh Q Odhad už užití ití SG v BPS v EU 200 - 250 000 t/2009

70


Synergie biopaliv

Synergie biopaliv

Cenový vývoj glycerinu Q

Cena SG a RG bude stá stále ví více ur urová ována vývojem produkce FAME na sv svtových trzí trzích (z celkové celkové sv svtové tové produkce 2,5 mil t. FAME z toho 66%. Q Vzhledem k tomu, že produkce a spot spoteba FAME je ovliv ovlivová ována adou netrž netržních mechanism mechanism je cenová cenová prognó prognóza vývoje cen glycerinu stá stále obtí obtížnjší. ší. P Pesto se bude cena glycerinu vyví vyvíjet cyklicky, tak jako ceny vš všech komodit. Q Cena ur uruje vývoj nových aplikací aplikací

71


Cenový vývoj glycerinu Q

Glycerin z zstane nadá nadále komoditou, která která vykazuje jedny z nejv nejvtších ších ro roních cenových výkyv výkyv mezi komoditami Q Cyklický vývoj cen, obrovské obrovské cenové cenové výkyvy omezují omezují rychlejší rychlejší rozvoj nových aplikací aplikací a rovnž rovnž ohrož ohrožuje ekonomiku klasických aplikací aplikací Q Nové Nové aplikace startují startují na historicky ní nízkých cená cenách, ale mohou v sob ch limit sob mít potenciá potenciál k nastavení nastavení vyšší vyšších limit ekonomických cen. P Píklad ECH, BPS a krmiva.

Srovnání 2008 a 2010

Q

2008 jestli jsou n nkde býci, tak v glycerinu Q 2010 jestli jsou n nkde medv medvdi, tak v glycerinu

Vývoj ceny glycerinu Q Jistý

bude vzestup, již již nastal. Otá Otázka kam až až? Q Pokud padají padají a stoupají stoupají ceny glycerinu tak zásadn sadn! Q Pokud cena SG stoupne nad 200 USD bude opt limitovat jeho užití v nových aplikacích. (bioplyn, krmiva)

72


Vývoj ceny glycerinu Q

Ve sv svt je již již dostate dostatená rafina rafinaní kapacita, která která bude pi rostoucí rostoucí cen cen RG ví více využ využita. Období Období nárstu cen RG nebude trvat dlouho protož protože vysoká vysoká cena op opt utlumí utlumí užití ití RG v nových aplikací aplikacích. Q Výrobce FAME by se m ml radovat z ní nízkých cen glycerinu, protož ž e to vž ž dy znamená á , ž proto v znamen e výroba FAME a jeho odbyt je na vrcholu. Q Vysoké Vysoké ceny glycerinu jsou pro výrobce FAME opravdu Pyrrhovým ví vítzství zstvím

FAME zdroj glycerinu jenom 10%!

Cenová Cenová prognó prognóza glycerin 2010 – 2011 Kišálová lová koule, zdravý rozum? Politikum?

73


MASTNÉ KYSELINY

Využití MK z výroby FAME Q Konverze

esterifikace MK na FAME není 100%. ást MK p pechá echází do GG-fáze (mýdla) Q Klasická Klasická G-fáze obsahuje 20 – 23% MK ve form form mýdel nebo FAME Q Klasicky se tyto MK používají k výrob krmiv nebo v oleochemickém prmyslu

MK z výroby FAME pro výrobu FAME Q MK

zí získané skané z GG-fáze je mož možné použ použít jako surovinu pro výrobu FAME kyselou esterifikací esterifikací Q Kyselá Kyselá esterifikace je implementová implementována u nkterých moderních výrob FAME (zpracování olej m íslem kyselosti) olej s vyšší vyšším Q FAME je mož možné ale vyrá vyrábt i ze 100% MK Q Výsledkem mže být FAME dle EN 14214

74


Kyselá esterifikace MK

Heterogenní katalýza pi výrob FAME z MK Q

Proces kyselé kyselé esterifikace využ využívají vající H2SO2 (homogenní (homogenní katalýza) lze s úsp spchem nahradit heterogenní heterogenní katalýzou s použ použití itím polymerní polymerních mikrogranulí mikrogranulí s katalyticky aktivní aktivním povrchem))

Heterogenní katalýza pi výrob FAME z MK

75





76


Testovací jednotka GLYCONA s.r.o.

Produkní jednotka GLYCONA s.r.o.

Dkuji za pozornost Dr. Jaroslav Ková Ková COMMODITY TRADING s.r.o. Daskabát GLYCONA s.r.o. Otrokovice E-mail: [email protected]

77

K. Hendrych 9. mezinárodní semináĜ TECHAGRO 2010 „Stav a nové výzvy pro smČsné a biogenní pohonné hmoty“

Výsledky testování dvouletého provozu vozidel na Ekodiesel – SMN 30 ve skupinČ AGROFERT Results of testing procedure of two-year operation of vehicles driven by Ecodiesel – B30 in the AGROFERT group Karel Hendrych - Preol, a.s. Lovosice

Výsledky testování dvouletého provozu vozidel na Ekodiesel – SMN 30 ve skupin AGROFERT

Bezen 2010

Kdo je PREOL, a.s. Þ Dceiná spolenost AGROFERT HOLDING Þ Sídlo spolenosti a výrobní závod je v Lovosicích Þ Kompetenním centrum pro výrobu a vývoj biopaliv v rámci skupiny AGROFERT HOLDING ÞSpolupráce na propagaci a vývoji biopaliv v R a EU (len SVB, EBB, TPB) Þ Další obchodní aktivity (PHM a další)

2

78


Projekt aplikace Ekodieselu ve skupin AGROFERT - dvody Þ Úspora náklad daná nižší nákupní cenou paliva. Rozdíl je 2-2,50K/litr Þ Kontrola nad kvalitou biosložky v rámci PREOL Þ Využití synergií v rámci AGFH (sí S, 3000 nákl. vozidel …) Þ Potenciál spolupráce s externími dopravci Þ Vzrstající dostupnost na trhu (nap.Benzina, epro…) Þ Pozitivní výsledky provozních test ve spolupráci s ÚPM, a.s. (SGS Group) Þ Spolupráce s pepravci a výrobci vozidel

3

Prbh zkoušek Þ Po dobu dvou let úspšn testováno 18 vozidel Þ Náklady na testování dosáhly 800 tis. K. Þ V prbhu testování spotebováno 550 tis litr Ekodiesel - SMN 30, Þ Garantem zkoušek a provádním veškerých analýz byl kvli objektivit poven Ústav paliv a maziv, a.s. len SGS Group Þ Byly potvrzeny pozitivní zkušenosti ze zahranií,kde je SMN rovnž používána pro své ekologické a ekonomické pínosy

4

Prbh zkoušek - testy Þ Hlavními sledovanými parametry v prbhu testování byly: – vliv použití paliva na motorový olej – vliv používání paliva na stav vstikovacích trysek – vliv používání paliva na palivové a olejové filtry – vliv použití paliva na emise/kouivost – vliv používání paliva na tsnní a hadice – vliv používání paliva na provoz a údržbu vozidel 5

79


Prbh zkoušek – výsledky test Þ Testované palivo umožnilo bezproblémový provoz jak v zimním tak i letním období. Þ Použití paliva nezpsobilo zvýšené opotebení motor ani zvýšenou spotebu paliva. Þ Nebylo zaznamenáno zanášení vstikovacích trysek, ani zhoršení prbhu spalovaní. Þ Všechny sledované emisní parametry byly v norm. Þ Zanášení olejových filtr bylo pi plném intervalu výmny v norm. Þ Nebyly zaznamenány problémy pi startování pi velkých mrazech.

6

Prbh zkoušek – zkušenosti Þ idii nepoznali žádné rozdíly. Þ Zaznamenána lepší startovatelnost vozidel ve velkých mrazech Þ Registrován „mkí“ chod studeného motoru, dáno lepší mazivostí a spalováním biosložky Þ U vozidel po záruce dodržen pvodní interval výmny oleje oproti doporuení výrobce bez problém Þ Zvýšení spoteby paliva se neprokázalo. Teoreticky nižší výhevnost SMN30 o cca 3%, naproti tomu lepší mazivost a spalování

7

Prbh zkoušek – závry Pi dodržení zásad skladování paliva a provádní bžné údržby vozidel je palivo Ekodiesel doporueno pro užití jako náhrada motorové nafty ve skupin Agrofert. Potenciál úspory náklad na PHM napí skupinou Agrofert až 30 mil. K ron. Využití produktového servisu spolenosti PREOL Produktový servis spolenosti PREOL – Vyjádení výrobc automobil – Spolupráce formou poradenství pi pechodu na toto palivo – Uzavení pojistky na odpovdnost za pípadné škody

8

80


Prbh zkoušek –uživatelské výstupy Þ Kostelecké uzeniny, a.s. Þ v 2009 spotebovaly 460 tis. l Ekodieselu Þ úspora náklad pes 1 mil. K Þ celkem najeto 4 mil. km Þ v souasnosti v provozu na Ekodiesel 41 vozidel Þ v polovin 2010 plánují provoz 74 vozidel Þ PENAM, a.s. Þ do test zaazeno 6 vozidel Þ v souasnosti v provozu na Ekodiesel 90 vozidel Þ v polovin 2010 plánují provoz 150 vozidel

9

Dkuji za pozornost Karel Hendrych PREOL, a.s. tel. 724 958 906 [email protected]

81


Results of testing procedure of two-year operation of vehicles driven by Ecodiesel – B30 in the AGROFERT group Summary: There are evaluated the comprehensive effects of long-term operation of 18 commercial vehicles Renault and Iveco of which there are represented the vehicles of emission classes EURO 2, EURO 3 and EURO 5 and passenger car Škoda Octavia of emission class EURO 4 at use of mixed diesel fuel SMN 30 – B 30. The operational tests confirmed, that this fuel enables trouble-free operation and operability at all vehicles. However, there wasn´t recorded any corrosive attack on non-ferrous metals of fuel supply system, clogging of fuel nozzles and deterioration of combustion process. It didn´t come to a clogging of oil filters at full exchange interval, not even to the differences in fuel consumption and there was rather determinated reduction of fuel consumption. There wasn´t determinated any questionable effect of fuel on vehicles equipped by modern motors satisfying stricter emission limits. Keywords: mixed diesel fuel SMN 30 – B 30, operational tests, fuel efficiency, oil change, corrosivity of fuel supply system, clogging of oil filters, emission

Výsledky testování dvouletého provozu vozidel na Ekodiesel – SMN 30 ve skupinČ AGROFERT Anotace: Hodnotí se komplexní vlivy dlouhodobého provozu 18 užitkových vozidel Renault, Iveco, z nichž jsou vozidla emisní tĜídy EURO 2, EURO 3 a EURO 5 a osobního vozidla Škoda Octavia emisní tĜídy EURO 4 pĜi použití smČsné motorové nafty SMN 30 - B30. Provozní zkoušky potvrdily, že toto palivo u všech vozidel umožĖuje bezproblémový provoz a operabilitu. Nebylo zaznamenáno korozívní napadení barevných kovĤ palivového systému, zanášení vstĜikovacích trysek a zhoršení prĤbČhu spalování. Nedošlo k zanesení olejových filtrĤ pĜi plném výmČnném intervalu, ani k rozdílĤm ve spotĜebČ paliva a byly zjištČny spíše úspory paliva. Neprojevuje se žádný sporný vliv paliva na vozidlech s moderními motory splĖujícími pĜísnČjší emisní limity. Klíþová slova: smČsná motorová nafta SMN 30 - B 30, provozní zkoušky, úþinnost paliva, výmČna oleje, korozivnost palivového systému, zanesení olejových filtrĤ, emise

82

P. Jeviþ, Z. Šedivá 9. mezinárodní semináĜ TECHAGRO 2010 „Stav a nové výzvy pro smČsné a biogenní pohonné hmoty“

Kritéria udržitelnosti - klíþ dalšího rozvoje smČsných a biogenních pohonných hmot v ýR a EU Ing. Petr Jeviþ, CSc., prof. h.c.1), 2), 3), Ing. ZdeĖka Šedivá1), 2) 1) Výzkumný ústav zemČdČlské techniky, v.v.i. Praha 2) Sdružení pro výrobu bionafty, Praha 3) ýeská zemČdČlská univerzita v Praze, Technická fakulta Summary: Criteria of sustainability - key of further development of mixed and biogenic fuels in the Czech Republic and EU There as presented the criteria of sustainability and method of biofuel certification for transport purposes in the ISCC system - International Sustainability and Carbon Certification. By means of flow diagram there is described the method of greenhouse gas calculation from biofuels and bioliquids. Key words: biofuel, criteria of sustainability, certification Úvod V následujících letech budou biopaliva hlavní alternativou motorového benzinu a nafty používaných v dopravČ, které zpĤsobují více než 20 % emisí skleníkových plynĤ v EU. Evropská komise proto rozhodla, že podpoĜí odvČtví, vlády i zainteresované organizace pĜi zavádČní režimu certifikace všech druhĤ biopaliv, vþetnČ biopaliv dovážených. Nutnou podmínkou je do konce roku 2010 zavedení souboru požadavkĤ stanovených ve SmČrnici 2009/28/EC o obnovitelné energii a ve SmČrnici 2009/30/EC o specifikaci motorových paliv, a to zvláštČ s ohledem na povinnost þlenských státĤ zajistit, aby biopaliva, která pĜicházejí na jejich trh, byla v souladu s kritérii udržitelnosti uvedenými v tČchto smČrnicích. ÚspČšné zavedení tČchto smČrnic bude nároþné a složité a to proto, že proces jejich zaþlení do národních legislativ se ve vČtšinČ þlenských státĤ opožćuje a stále existují nejasnosti ohlednČ systému, který musí výrobci biopaliv zavést, aby byl prokázán pĤvod biomasy. Dále všichni výrobci bionafty (i sektor produkce bioethanolu) mají povinnost zaregistrovat methylestery mastných kyselin (FAME) v souladu s Evropskou smČrnicí o chemikáliích (REACH). Tento proces je rovnČž mimoĜádnČ nákladný a musí být uzavĜen do konce roku 2010. S ohledem na zpĜísĖující se technické a ekologické požadavky spalovacích motorĤ musí bionafta splĖovat stále rostoucí nároky na kvalitu. V této souvislosti je nutné, aby rozhodující problémy s FAME (MEěO), hydrogenovaným rostlinným olejem (HVO, NExBtL) a bioethanolem byly považovány za vyĜešené z pohledu palivové chemie a mohla probíhat jejich optimalizace.

producentĤ biomasy, jakož i všech dalších stupĖĤ ĜetČzce až po výrobce biopaliva, jsou v souþasnosti akreditovány dva systémy: ISCC (International Sustainability and Carbon Certification) a REDcert (Renewable Energy Directive Certification). Datum platnosti pĜíslušné legislativy je stanoven k 1.1.2011. Postupy uplatĖované v systému ISCC a s nimi související terminologie berou v úvahu základní požadavek, že systém ISCC pĜedstavuje nástroj k zavedení SmČrnic 2009/28/EC a 2009/30/EC do národních legislativ. Certifikáty mohou vydávat certifikaþní orgány, a to pro všechny významné subjekty zásobovacího ĜetČzce. PĜedpokladem pro vydání certifikátu je podání žádosti o certifikaci tímto subjektem a prokázaná úþast na auditu provádČném nezávislým certifikaþním orgánem. ZemČdČlské podniky musí poskytnout dokumentaci prokazující udržitelný pĤvod vyrobené biomasy. Následující subjekty zásobovacího ĜetČzce musí splĖovat zvláštní požadavky, které se týkají možnosti vysledovat pĤvod výrobku, bilance hmoty a výpoþtu emisí skleníkových plynĤ. DĤležitá kritéria certifikace, která musí být splnČna pro úþast v systému ISCC, spadají do tĜech kategorií: • Požadavky udržitelnosti, které musí být splnČny pĜi pČstování a sklizni biomasy; • Požadavky týkající se snížení emisí skleníkových plynĤ; • Požadavky týkající se možnosti vysledovat pĤvod surovin a jejich pČstování a bilance hmoty za úþelem zjištČní pĤvodu biomasy. PČstování a sklizeĖ biomasy musí splĖovat požadavky udržitelnosti, ke kterým patĜí: • Ochrana oblastí s vysokou pĜírodní hodnotou; • Ochrana oblastí s velkými zásobami uhlíku; • Ochrana rašelinišĢ; • Udržitelné Ĝízení zemČdČlského podniku. Pro zaĜazení do systému certifikace musí vyrobená kapalná biomasa resp. biopalivo vykázat snížení emisí skleníkových plynĤ o 35 % od 1.1.2011, u výroben, které byly v provozu ke dni 23.1.2008 od 1.4.2013. Od 1.1.2017 musí úspora

Požadavky na udržitelnost pro biogenní pohonné hmoty a mezinárodní certifikace Udržitelnost je pĜedpokladem pro jakoukoliv biopalivovou aktivitu a je nutným pĜedpokladem pro pĜístup na trh. Související povinná certifikace pĜedstavuje dĤkaz a diferenciaci mezi „dobrými“ a „špatnými“ biopalivy. Pro nezbytnou certifikaci

83


skleníkových plynĤ þinit alespoĖ 50 %. Od 1.1.2018 pak 60 % u zaĜízení, která zahájila výrobu 1.1.2017 a pozdČji. Aby byla tato skuteþnost prokázána, musí každý subjekt dodavatelského ĜetČzce doložit (vypoþítat) své emise skleníkových plynĤ a pĜedat tyto údaje dalšímu þlánku (subjektu) v tomto ĜetČzci. Poslední subjekt v ĜetČzci pak musí nakonec vypoþítat a zdĤvodnit celkovou úsporu kapalné biomasy resp. biopaliva. PĤvod udržitelné biomasy použité k výrobČ kapalné biomasy resp. biopaliv musí být zjistitelný v rĤzných stadiích výroby a dodávek do podnikĤ. To se provádí pomocí systémĤ zjišĢování pĤvodu a vše je dokladováno výkazy (prohlášeními) o kontrole a sledování, které zajišĢují, aby pĤvod, množství a související emise skleníkových plynĤ mohly být zcela jasnČ zjištČny ve všech stádiích procesu. Tato prohlášení musí také prokázat, že množství odebrané z urþitého þlánku výroby nebo dodávky nepĜevyšuje množství pĜijaté stejným þlánkem ĜetČzce bČhem urþitého období. Systém zjišĢování pĤvodu umožĖuje smíchání udržitelné biomasy, kapalné biomasy a biopaliv s produkty neodpovídajícími požadavkĤm na udržitelnost dokonce i v pĜípadČ, že se liší množství jejich emisí skleníkových plynĤ. Podniky zaĜazené v hodnotovém ĜetČzci kapalné biomasy mohou být úþastníky systému certifikace (viz obr. 1). Subjekty zainteresované v hodnotovém ĜetČzci jsou následující: • ZemČdČlské podniky (farmy): VyrábČjí rĤzné druhy zemČdČlské biomasy. V systému certifikace mají tyto podniky zvláštní postavení: buć mohou požádat o úþast v systému certifikace a obdrží, v pĜípadČ, že audit probČhl úspČšnČ, certifikát o udržitelnosti své produkce, nebo se stanou souþástí tohoto systému jako dodavatelé pro první sbČrné místo. Ve druhém pĜípadČ podepíšou vlastní prohlášení urþené pro první sbČrné místo o splnČní standardĤ ISCC (viz tab. 1). Potom bude u nich jako u dodavatelĤ pro toto první sbČrné místo proveden audit. Po kladném výsledku tohoto auditu jim bude vydán doklad o provedené kontrole. • První sbČrná místa: Podniky, které nejprve obdrží biomasu potĜebnou pro výrobu kapalné biomasy ze zemČdČlských podnikĤ, které tuto biomasu pČstují a sklízí. První sbČrná místa buć s touto surovinou obchodují, nebo ji dále zpracovávají. • Velkokapacitní sklady: Sklady v ISCC systému uskladĖují udržitelnou biomasu (tuhou, kapalnou nebo plynnou). ZároveĖ mohou být souþástí jiných þlánkĤ hodnotového ĜetČzce, nebo jednat nezávisle. • Zpracovatelské závody: Lisovny oleje, rafinérie, podniky na výrobu ethanolu a rovnČž jiné závody zpracovávající kapalnou biomasu resp. biopalivo na kvalitu požadovanou elektrárnami, popĜípadČ dávající biopaliva do obČhu.

• Dodavatelé: Dodavatel v systému ISCC je þlánkem hodnotového ĜetČzce, který dodává udržitelnou kapalnou biomasu, nebo biopalivo ostatním dodavatelĤm podle zákona o obnovitelných zdrojích energie, nebo nČjakému distributorovi, který musí plnit závazné kvóty. Udržitelnost dodávané kapalné biomasy nebo biopaliva musí být prokázána a doložena pĜíslušnými doklady. • Doprava: Podnikatelské subjekty zabývající se pĜepravou biomasy mezi výše uvedenými podniky a rovnČž zásobováním elektráren, které biomasu skladují, nebo s ní obchodují. • Podnik provozovaný podle zákona o obnovitelných zdrojích energie, nebo distributor, který musí splnit závazky vyplývající z kvót: Koneþný uživatel udržitelné biomasy má právo požádat o vydání certifikátu a tak prokázat, že se jednalo skuteþnČ o udržitelnou biomasu. Emise skleníkových plynĤ z výroby a použití paliv, biopaliv a biokapalin v dopravČ se vyjadĜují v kg CO2eq/ha; g CO2eq/MJ. Skleníkovými plyny jsou CO2, N2O a CH4. PĜi výpoþtu CO2eq jsou úþinky jednotlivých plynĤ CO2 = 1, N2O = 296, CH4 = 23. Celkové emise pro podmínky ýR jsou dány tímto vzorcem: E = eec + ep + etd + eu kde: eec - emise z tČžby nebo pČstování ep - emise ze zpracování etd - emise z pĜepravy a distribuce eu - emise z použití Úspory emisí CO2eq vyvolané pĜi používání biopaliv se vypoþítají takto: Úspory = (EF - EB) / EF kde: F – fosilní referenþní palivo, B – biopalivo Postup pĜi výpoþtu - v souladu s metodikou uvedenou ve SmČrnici 2009/28/EC - zahrnuje zaĜazení oblastí do regionu soudržnosti NUTS II. Bilance výnosu a sklizĖového množství pro Ĝepku olejnou se zprĤmČrovaly za období 2005 - 2009. Typické a standardní emise pro Ĝepkové methylestery a bioethanol z technické cukrovky vþetnČ úspor jsou patrné z tab. 2 a 3. V tab. 4 jsou obdobnČ uvedeny odhadované typické a standardní hodnoty pro budoucí biopaliva: motorová nafta BtL – FT ze zbytkového dĜeva a rychlerostoucích dĜevin, DME ze zbytkového dĜeva a rychlerostoucích dĜevin, methanol ze zbytkového dĜeva a rychlerostoucích dĜevin a MTBE z biomasy a biogenních odpadĤ. Pro srovnání jsou doplnČna ethanolová paliva z rĤzné biomasy. Metoda výpoþtu dopadu skleníkových plynĤ z biopaliv a biokapalin je znázornČna na obr. 2. Na obr. 3 je pĜíklad porovnání emisí skleníkových plynĤ pro fosilní motorovou naftu a motorovou naftu NExBtL (Neste oil - vysokotlaká hydrogenace rostlinných olejĤ a tukĤ). Emise NExBtL v prĤbČhu celého životního cyklu jsou o 40 – 60 % nižší než u motorové nafty, pĜiþemž vČtšina je vytváĜena pĜi pČstování plodiny. Existuje však potenciál na další omezení emisí.

84

85

Obr. 1: Úþastníci v systému certifikace - zainteresované subjekty (zdroj: ISCC, 2009, Draft 10-01-19)



Tabulka abulka 1: Vlastní prohlášení zemČdČlského podniku týkající se udržitelnosti kapalné biomasy v souladu se závaznými požadavky udržitelné výroby biologických kapalin pro výrobu elektrické energie (Elektrická energie z biomasy - naĜízení o udržitelnosti) a pĜedpisu o požadavcích vztahujících se k udržitelné výrobČ biopaliv (Biopalivo – naĜízení o udržitelnosti) pĜi pČstování zemČdČlských plodin v Evropské unii 1. Biomasa pochází ze zemČdČlské pĤdy, která byla zemČdČlskou pĤdou již pĜed datem 1.1.2008. Dále biomasa nepochází z ploch, na které se vztahují ochranná opatĜení (§§ 4-6 naĜízení o udržitelnosti), a které byly pĜevedené na zemČdČlskou pĤdu po 1.1.2008. 2. Biomasa pochází z ploch spadajících do chránČných oblastí s povolením provozovat zemČdČlskou þinnost. Jsou dodržována omezení platná pro chránČné oblasti. 3. Jako pĜíjemce pĜímé platby respektuji dodržování standardĤ v oblastech ochrany veĜejného zdraví, zdraví zvíĜat a rostlin a životního prostĜedí. Biomasa proto splĖuje požadavky pro zemČdČlskou þinnost (§§ 7 a 51 naĜízení o udržitelnosti). Minulý rok jsem se zúþastnil procesu pĜidČlování pĜímých plateb EU. K dispozici je formuláĜ žádosti o podporu. Letos si podám žádost o podporu. 4. Dokumentace uvádČjící umístČní ploch pro pČstování biomasy (prokázání podle § 26 naĜízení o udržitelnosti, nebo srovnatelné prokazatelné údaje o tČchto pozemcích. Tato dokumentace je u mČ bČžnČ dostupná a mĤže být pĜedložena. Tato dokumentace je k dispozici na prvním sbČrném místu, na které dodávám biomasu. 5. Pro výpoþet bilance skleníkových plynĤ bude použita implicitní hodnota (§ 8 a pĜíloha 2). 6. Sociální požadavky (pracovní doba, platba, svoboda spolþování atd.). Místo, datum Podpis Tabulka 2: Celkové emise pro Ĝepkové methylestery a úspory Výrobní fáze PČstování Ĝepky olejné Zpracování PĜeprava a distribuce Použití Celkem Motorová nafta Úspory

SmČrnice 2009/28/EC Typické emise Standardní emise 29 29 16 22 1 1 0 0 46 52 83,8 45 38

Jednotka eec eep etd eu E

g CO2eq/MJ g CO2eq/MJ g CO2eq/MJ g CO2eq/MJ g CO2eq/MJ g CO2eq/MJ %

Tabulka 3: Celkové emise pro bioethanol z technické cukrovky a úspory SmČrnice 2009/28/EC Výrobní fáze Jednotka Typické emise Standardní emise PČstování Ĝepky olejné eec g CO2eq/MJ 12 12 Zpracování eep g CO2eq/MJ 19 26 PĜeprava a distribuce etd g CO2eq/MJ 2 2 Použití eu g CO2eq/MJ 0 0 Celkem E g CO2eq/MJ 33 40 Motorová nafta g CO2eq/MJ 83,8 Úspory % 61 52 Tabulka 4: Odhadované typické a standardní hodnoty platné pro budoucí biopaliva, která nejsou v lednu 2008 na trhu nebo pouze v zanedbatelném množství, jsou-li vyrobena s nulovými þistými emisemi uhlíku pocházejícími ze zmČny ve využívání pĤdy podle SmČrnice 2009/28/EC o podpoĜe využívání energie z obnovitelných zdrojĤ Typické úspory emisí Standardní úspory emisí skleníkových plynĤ skleníkových plynĤ Motorová nafta vyrobená Fischer-Tropsch syntézou 95 % 95 % z odpadního dĜeva Motorová nafta vyrobená Fischer-Tropsch syntézou 93 % 93 % z pČstovaných dĜevin DME (dimethylether) z odpadního dĜeva 95 % 95 % DME (dimethylether) z pČstovaných dĜevin 92 % 92 % Methanol z odpadního dĜeva 94 % 94 % Methanol z pČstovaných dĜevin 91 % 91 %

86


MTBE (methyl-tercio-butyl-ether), podíl z obnovitelných zdrojĤ Ethanol z pČstovaných dĜevin Ethanol z pšeniþné slámy Ethanol z odpadního dĜeva

Stejné jako u použitého výrobního postupu pro methanol 76 % 70 % 87 % 85 % 80 % 74 %

Obr. 2: Vývojový diagram postupu výpoþtu skleníkových plynĤ z biopaliv a biokapalin v souladu se smČrnicí 2009/28/EC

87


Obr. 3: Porovnání produkce CO2eq pĜi zpracování a využití motorové nafty a NExBtL (zdroj: IFEU, 2006, Concawe/Eucar, VTW, 2004) Diskuze a závČry • SmČrnice o obnovitelných zdrojích energie z roku 2009 stanoví do roku 2020 jako celkový cíl EU 20% podíl energie z obnovitelných zdrojĤ na celkové spotĜebČ energie, z þehož pro þlenské státy vyplývají závazné vnitrostátní cíle. ýR se zavázala k 13% podílu energie z obnovitelných zdrojĤ v roce 2020. KromČ toho musí všechny þlenské státy v odvČtví dopravy dosáhnout téhož cíle, a to 10% podílu energie z obnovitelných zdrojĤ. • PĜimČĜené používání ekologicky a efektivnČ vyrobených biopaliv domácího pĤvodu, ale i dovážených je za pĜedpokladu souþasného výrazného poklesu spotĜeby paliv rozumnou cestou k budoucímu zásobování energií a ochranČ klimatu. Za tČchto podmínek nedojde ani k hladu, násilným nepokojĤm, niþení životního prostĜedí ani cenovým výkyvĤm na trzích s potravinami. Souþasný stav v pĜepravČ osob a nákladĤ (mobilitČ) v moderní industriální spoleþnosti charakterizovaný nadmČrným využíváním omezených fosilních zdrojĤ není už v této podobČ trvale udržitelný. Jak biopaliva takzvané první, tak i druhé generace budou hrát dĤležitou roli pĜi budoucím Ĝešení této mobility v závislosti na oblasti použití a dosaženém stupni technického rozvoje. • Udržitelnost je pĜedpokladem pro jakoukoliv biopalivovou aktivitu a je nutným pĜedpokladem pro pĜístup na trh. Související povinná certifikace pĜedstavuje dĤkaz a diferenciaci mezi „dobrými“ a „špatnými“ biopalivy. • Skleníkové plyny uvolĖované pĜi spalování biopaliv zaþínají mít rozhodující význam jak pro pĜijetí biopaliv jako energetického zdroje v udržitelné výrobČ, tak i pro konkurenceschopnost jednotlivých biopaliv a zamČĜení budoucí finanþní politiky vlády v této oblasti. • Velké úsilí je nutné vynaložit v produkci surovin, napĜíklad v pČstování Ĝepky, aby bylo dosaženo požadované snížení skleníkových plynĤ

pĜinejmenším o 50 - 60 % od roku 2017 a o 60 % od roku 2018. • Dále je možné konstatovat, že dosud neexistuje žádná „královská“ cesta pro pČstování a úpravu biomasy pro produkci BtL. Existují proto rĤzné možnosti jak z principĤ udržitelnosti, tak i z provoznČ-ekonomických aspektĤ zkoumat a optimalizovat rozmanité klimatické a stanovištní podmínky. Pro plánování zaĜízení na BtL je proto v pomČrnČ brzkém stádiu nezbytné definovat požadovaná množství a objemy biomasy s pĜihlédnutím k logistice. • Nejistota vázaná na dostupnost suroviny pĜedstavuje hlavní ekonomický rizikový faktor, zvláštČ pro velkokapacitní konverzní jednotky a logistiku biomasy pro produkci BtL. Tudíž krátkodobé preference jsou založeny na ekonomických výhodách zpĤsobu pĜemČny vhodné pro široký rozsah levných biomasových vstupĤ. ZpĤsob konverze vhodné biomasy není konkurencí pro zdroje biomasy, neboĢ provozy provádČjící fermentaci zpracovávají energetické plodiny s vysokým obsahem vlhkosti, pĜiþemž tepelnČ chemické provozy jsou zásadnČ zásobovány dĜevní, bylinnou a ovocnou biomasou – pĜedevším zbytkovou a biogenními odpady. V uvádČném pĜípadČ je ziskovost výroby energetických plodin dosažena na základČ systému regulovaných cen el. energie. Rozdíly ve výnosu a nákladech ukazují, že existuje znaþný potenciál pro zlepšení, napĜ. výbČrem plodin a osevních postupĤ podle vhodnosti pĤdy a optimalizace Ĝízení ĜetČzce dodávek. • Další pokrok je oþekáván v oblasti stĜednČ až dlouhodobých výsledkĤ nadcházejícího výzkumu a vývoje, vþetnČ nových odrĤd plodin a „nových“ energetických plodin, jakož i v oblasti zlepšení pČstebních technologií. Zvyšování konkurenceschopnosti výroby biomasy, napĜ. pomocí aktivit infrastruktury, výzkumu a vývoje a dalších podnČtĤ významnČ zlepší ziskovost biomasy pĜi její pĜemČnČ na energii.

88


Literatura • SmČrnice Evropského Parlamentu a Rady 2009/28/EC o podpoĜe užívání energie z obnovitelných zdrojĤ a o zmČnČ a následném zrušení smČrnic 2001/77/ES a 2003/30/ES. Štrasburk, 23.4.2009 (OR. en) • SmČrnice Evropského Parlamentu a Rady 2009/30/EC o zavedení mechanismu pro sledování a snížení emisí skleníkových plynĤ a SmČrnice Rady 1999/32/EC, pokud jde o specifikaci paliva používaného plavidly vnitrozemské plavby, a kterou se ruší smČrnice 93/12/EHS. 25 s. • GÄRTNER, S. O., REINHARDT, G. A. Environmental Implications of Biodiesel. In: KNOTHE, G., GERPEN, J. V., KRAHL, J. The Biodiesel Handbook. AOCS Press, Champaign, Illinois, 2005, s. 219 – 229 • SCHMITZ, N. The certification of sustainability and Green House gas savings of biofuels. F.O.Lichts World Ethanol and Biofuels Report, Vol. 6, No. 14/26.03.2008, s. 252 – 257 • KALTSCHMITT, M., MAYER, S., THRÄN, D. Unterschiedliche methodische Ansätze zur Berechnung von Treibhausgasbilanzen – THG – Bilanzen im Kontext der aktualen Nachhaltigkeitsdebatte. In: Kraftstoffe der Zukunft 2008, Berlin, 1. – 2.12.2008, s. 2 • SmČrnice Evropského Parlamentu a Rady 2009/28/EC o podpoĜe užívání energie z obnovitelných zdrojĤ a o zmČnČ a následném zrušení smČrnic 2001/77/ES a 2003/30/ES. Štrasburk, 23.4.2009 (OR. en) • SCHMITZ, N.: Sustainable Biomass and Bioenergy – State of Affairs of the International Sustainability and Carbon Certification Project. In: Kraftstoffe der Zukunft 2008, Berlin, 1. – 2.12.2008, s. 1 – 11 • GÜNTHER, A. Status und Entwicklung von Biokraftstoffen der 1. und 2. Generation für internationale Märkte. In: „Kraftstoffe der Zukunft 2007“. 5. Internationaler Fachkongress des BBE und der UFOP, 26./27. November 2007, ICC Berlin, 11 s. • GÜNTHER, A. BTL – Biomass to Liquid Technology and Renewable Products – the Thermochemical Route. In: 6. Internationaler Fachkongress des BBE und der UFOP, 1./2. Dezember 2008, ICC Berlin, 12 s. • BOCKEY, D. Biodiesel & Co. The situation and future challanges of the biodiesel sector in Germany and in the European Union 2009/2010 – the implementation of the ordinance for sustainable biofuels. UFOP, Berlin, August 2009, 23 s. Dedikace V tomto pĜíspČvku jsou také uvedeny dílþí výsledky Ĝešení Výzkumného zámČru MZE0002703102, etapy 5: „Technologické postupy udržitelné výroby a užití biosurovin a energetických nosiþĤ nové generace se zĜetelem na potravinovou bezpeþnost a globální trhy souvisejících produktĤ“.

Anotace: PĜedstavují se kritéria udržitelnosti a postup certifikace biopaliv pro dopravní úþely v systému ISCC International Sustainability and Carbon Certification. Formou vývojového diagramu se popisuje metoda výpoþtu skleníkových plynĤ z biopaliv a biokapalin. Klíþová slova: biopaliva, kritéria udržitelnosti, certifikace

89


Stav a nové výzvy pro smČsné a biogenní pohonné hmoty

Mezinárodní semináĜ Techagro 2010

Kritéria udržitelnosti – klíþ dalšího rozvoje smČsných a biogenních pohonných hmot v ýR a EU

23. 3. 2010 Ing. Petr Jeviþ, CSc., prof. h.c. Výzkumný ústav zemČdČlské techniky, v.v.i. Sdružení pro výrobu bionafty ýeská zemČdČlská univerzita v Praze, Technická fakulta

Brno, 2010

HLUK, 2008

11


OBSAH

• Výchozí bilance produkþních kapacit, výroby, tržního uplatnČní a související netechnické aspekty biopaliv • Stav a vývoj legislativy EU v oblasti obnovitelných zdrojĤ energie v dopravČ a závazné cíle pro biopaliva • Kvóty na biopaliva • Biomasa a biopaliva – trvalá udržitelnost je klíþem pro biopalivový prĤmysl Brno, 2010

2

Bionafta v EU – dodávky v roce 2007 a 2008 a produkþní kapacity v roce 2008 (zdroj: EU – observer, EBB) ZemČ

2007

Dodávky (tis. t) 2008

Produkþní kapacity (tis. t)

Využití v roce 2008 (%)

NČmecko

3245

2695

5100

53

Francie

1214

1880

1980

95

Rakousko

190

187

485

39

ŠpanČlsko

259

519

1267

41

Anglie

270

691

726

95

Švédsko

103

130

212

61

Itálie

136

557

1566

36

Polsko

25

340

450

75

Holandsko

220

202

571

35

ýeská republika

36

87

312

28 26

Slovensko

77

53

206

Ostatní *

461

774

2925

-

CELKEM

6236

8115

15800

51

• Portugalsko, Bulharsko, Belgie, ěecko, Litva, Lotyšsko, Estonsko, Lucembursko, Slovinsko, Maćarsko, Island, Irsko, Dánsko, Malta, Finsko, Kypr, Rumunsko Brno, 2010

3

90



Do r. 2010 dosáhne globální bioethanolový trh objemu asi 80 mil. 3

m . Ve srovnání s r. 2007 to znamená rĤst o více než 28%.

Globální výroba ethanolu

90 000

80 000

80 000 70 000

62 556

60 000 50 000 40 000

32 175

31 423

29 414

31 330

1998

1999

2000

2001

34 072

39 018

40 710

2002

2003

2004

44 296

51 322

2005

2006

30 000 20 000 10 000 0 2007

2010

Zdroj: F.O.Licht, meó Consulting (2008) Od roku 2007 jsou svČtovým lídrem ve výrobČ palivového bioethanolu USA s výrobou v roce 2008 cca 27 mil. t. Brno, 2010

4


• Potraviny, krmivo nebo paliva? To je záležitost, na kterou se hledá stále odpovČć. • NČkteré zájmové skupiny vytváĜejí dále mediální kampaĖ v oblasti potraviny – paliva z biomasy. • Obnovitelné zdroje energie – pĜíspČvek k bezpeþnému zásobování energiemi, k životnímu prostĜedí, k závazkĤm ke snižování emisí skleníkových plynĤ po roce 2012, k podpoĜe zemČdČlství, k regionálnímu a venkovskému prostĜedí. Mají také významnou roli v technologickém vývoji, inovaci.

Brno, 2010

5


Je zodpovČdné vyrábČt biopaliva, když lidé trpí hladem? • Pro potraviny s vysokým stupnČm zpracování platí,

že podíl nákladĤ na suroviny je jen velmi malý. Tak napĜ. podíl nákladĤ na zemČdČlské suroviny na cenČ chleba je pouze cca 4%, u vepĜového masa je to 7%. • Naproti tomu je cena bioetanolu z 36% závislá na cenČ pšenice. • Cena bionafty je dokonce z 64% urþována cenou olejnin. Z toho vyplývá, že cena biopaliv tak reaguje citlivČji na náklady na zemČdČlské suroviny než cena mnoha potravin. • Tím je dána priorita v zásobování trhĤ s potravinami. Poptávka po biopalivech na volném trhu se Ĝídí otázkou jejich rentability ve srovnání s fosilními palivy. • Spodní cenová hladina zemČdČlských surovin, a sice jak pro výrobu potravin, tak i pro výrobu energie, se bude Ĝídit v budoucnu cenou fosilních zdrojĤ energie. Brno, 2010

5

91



Je zodpovČdné vyrábČt biopaliva, když lidé trpí hladem?

•V

mnoha rozvojových zemích, kde lidé trpí hladem, je zemČdČlství základním odvČtvím národního hospodáĜství. Teoretická možnost vlastního zásobení rodin zemČdČlcĤ potravinami je zde þasto vysoká.

• Avšak, již dlouho existující závažný úkol, totiž dosažení stabilní politické situace a úrovnČ vzdČlanosti v tČchto zemích, stejnČ jako pĜenos technologií a vČdeckých poznatkĤ, je negativnČ ovlivĖován rostoucím poþtem obyvatel, ale také krizemi a válkami, které jsou vedeny o zdroje fosilní ropy.

Brno, 2010

7


Biopaliva takzvané „druhé generace“, napĜíklad syntetická paliva vyrábČná z biomasy (BtL) nebo LCB-ethanol •

Jsou výhodná vzhledem k tomu, že snižují emise výfukových plynĤ a kromČ toho je zde k dispozici širší surovinová základna potĜebná k jejich výrobČ ve srovnání s biopalivy „první generace“.

•

PĜitom je ale tĜeba vzít v úvahu, že ke snížení konkurenþních nárokĤ na plochu mezi výrobou potravin a výrobou energetických zdrojĤ dojde pouze tehdy, jestliže se využijí dosud nezužitkované zbytkové a odpadní látky.

•

ýasto se pĜipisuje biopalivĤm druhé generace výhoda vČtší efektivnosti na plochu, za pĜedpokladu úplného využití veškeré sklizené biomasy.

•

Ovšem pĜi tomto zpĤsobu výroby nevznikají žádné další vedlejší výrobky (napĜíklad krmiva).

•

Proto zvláštČ pĜi výrobČ syntetických paliv z biomasy existuje nebezpeþí vzniku negativní humusové bilance na produkþních plochách, což by mohlo vést dlouhodobČ k obtížnČ napravitelnému snížení pĤdní úrodnosti.

Brno, 2010

8


• SmČrnice EP a Rady 2009/28/EC ze dne 23.4.2009 o podpoĜe využívání energie z obnovitelných zdrojĤ a následném zrušení smČrnic 2001/77/EC a 2003/30/EC • SmČrnice EP a Rady 2009/30/30 ze dne 23.4.2009, kterou se mČní smČrnice 98/70/EC, pokud jde o specifikaci benzinu, motorové nafty a plynových olejĤ, zavedení mechanismu pro sledování a snížení emisí skleníkových plynĤ … • ZveĜejnČny byly na konci þervna 2009 a þlenské státy mají 18 mČsícĤ na jejich zaþlenČní do národní legislativy. Brno, 2010

9

92



Biomasa & biopaliva – udržitelná výroba a užití •

Pokud jsou používány zemČdČlské plodiny a ne celé rostliny nebo zbytky a vedlejší produkty biomasy, existuje zde riziko konkurenþního omezení mezi biosurovinami a potravinovým ĜetČzcem. To se oþekávanČ mĤže dotýkat biopaliv první generace.

•

Vývoj biopaliv 1. generace je udržitelný, ovšem rĤst je omezen na urþité þásti svČta z dĤvodu rostoucí populace a místních potĜeb. Tento dĤvod a diskutabilní úþinky biopaliv z pohledu možného okyselování, eutrofizace a poškozování ozonu jsou dĤvodem kritiky biopaliv v souþasnosti.

•

Diskutabilní výsledky eutrofizaþního a okyselujícího potenciálu, jakož i stratosférické ozonové nedostateþnosti, mohou být však zmírnČny nebo zcela odstranČny.

Brno, 2010

10


Udržitelná produkce biomasy pro její zpracování na biopaliva Požadavky na udržitelnou výrobu Používaných biomasových surovin

Biopaliva nebudou vyrábČna ze surovin získaných z pĤdy: - s vysokým obsahem uhlíku, tj. mokĜiny a zalesnČné oblasti se stromy vyššími než 5 m a pokryvem stromĤ více než 30 % nebo stromy schopné dosáhnout tyto hodnoty, - s rozpoznatelnou hodnotou biodiverzity, výroba surovin musí vyhovovat normám kĜížové shody (Cross Compliance) nebo srovnatelným a pĜijímaným normám

Požadavky na minimální redukþní potenciál GHG

MinimálnČ 35 % úspor GHG ve srovnání s fosilními palivy od r. 2013, 50 % od r. 2017, 60 % od r. 2018

Brno, 2010

11


Emise skleníkových plynĤ z výroby a využití biopaliv Výpoþet podle smČrnice 2009/30/EC

E = eec + ep + etd + eu E = celkové emise z používání daného paliva; eec = emise z tČžby a zpracování surovin; ep = emise ze zpracování; etd = emise z pĜepravy a distribuce; eu = emise z používání daného paliva; Dále se celkové emise zvČtšují o: el = anualizované emise ze zmČn v zásobČ uhlíku vyvolaných zmČnami ve využívání pĤdy; a snižují o: esca = úspory emisí vyvolané nahromadČním uhlíku v pĤdČ díky zdokonaleným zemČdČlským postupĤm; eccs = úspory emisí v dĤsledku zachycování a geologického ukládání uhlíku; eccr = úspory emisí v dĤsledku zachycování a nahrazování oxidu uhliþitého eee = úspory emisí v dĤsledku pĜebyteþné elektĜiny z kombinované výroby tepla a elektĜiny.

Brno, 2010

12

93



Úspory emisí skleníkových plynĤ vyvolané pĜi používání biopaliv

ÚSPORY EB EF

=

(EF – EB) / EF

= celkové emise z biopaliva nebo biokapaliny = celkové emise z referenþního fosilního paliva.

Emise pĤvodem z používání daného paliva eu se pokládají u biopaliv za rovné nule. EF = 83,8 g CO2eq/MJ

Brno, 2010

13

Standardní emise skleníkových plynĤ biogenních pohonných hmot

Brno, 2010

14


Typické emise z pČstování „eec“ cukrovky, pšenice, kukuĜice a Ĝepky olejné pro jejich zpracování na biopaliva s odhadem možného snížení

Plodina Cukrovka technická Obiloviny: pšenice kukuĜice ěepka olejná

Typické emise skleníkových plynĤ (g CO2eq/MJ)

Biopaliva

Kvalifikovaný odhad potenciálu snížení (%)

Bioethanol

12

5

Bioethanol

23 20

15 10

ěepkový olej FAME Hydrogenované palivo

30 29 30

15 15 15

Brno, 2010

15

94



Vývoj minimálních podílĤ biopaliv v ýR

2007

2008

2009

2010 *

Motorová nafta

2 % V/V 1,8 % e.o.

2 % V/V 1,8 % e.o.

4,5 % V/V 4,1 % e.o.

6 % V/V 5,5 % e.o.

Motorový benzin

-

2 % V/V 1,8 % e.o.

3,5 % V/V 2,3 % e.o.

4,1 % V/V 2,7 % e.o.

* PĜedpoklad od 1.6.2010

Brno, 2010

16


ZávČry • PĜijetím dvou dokumentĤ Evropského parlamentu a Rady, a to smČrnice 2009/28/EC o podpoĜe využívání energie z obnovitelných zdrojĤ a o zmČnČ a následném zrušení smČrnic 2001/77/EC a 2003/30/EC a smČrnice 2009/30/EC, kterou se mČní smČrnice 98/70/EC, pokud jde o specifikaci benzinu, motorové nafty a plynových olejĤ, zavedení mechanismu pro sledování a snížení emisí skleníkových plynĤ, ... , z 23.4.2009, se vytvoĜil rámec zahrnující povinné cíle do roku 2020 a mČl by tak podnikatelskému prostĜedí poskytnout dlouhodobČjší stabilitu, kterou potĜebuje k racionálnímu investiþnímu rozhodování v odvČtví obnovitelné energie a biogenních pohonných hmot. • Jak vyplývá z podrobnČjší analýzy potenciálu snižování emisí skleníkových plynĤ, jejich typické a standardní úspory podle zpĤsobu výroby uvádí v pĜílohách obČ zmínČné smČrnice, potom je rozvoj souþasných biopaliv tzv. 1. generace celosvČtovČ udržitelný a vedle zdokonalování jejich technologií, úþinnosti konverze a jakosti tvoĜí biogenních pohonné hmoty z biogenních zbytkĤ a odpadĤ tzv. 2. generace tČžištČ výzkumu a vývoje.

Brno, 2010

17


Stanovení minimálního podílu biopaliv v motorových palivech s ohledem na technické normy jakosti a pro stanovení a využití údajĤ shodnosti ve vztahu ke zkušebním metodám (ýSN EN ISO 4259) Bezolovnaté automobilové benziny

Motorová nafta

ýSN EN 228 (2001, 2003)

EN 590 (September 2009) ýSN EN 590 (bude pĜijata v Ĝíjnu 2009)

Obsah biopaliv podle norem jakosti

max. 5 % V/V

max. 7 % V/V

Environmentální specifikace podle smČrnice 2009/30/EC

max. 10 % V/V

max. 7 % V/V

Reprodukovatelnost

0,3 % (ýSN EN 13 132)

0,9 % (ýSN EN 14 078)

Minimální hodnota podílu biopaliv

5 – (0,3 x 0,6) = 4,8 % rozsah: 4,8 – 5,2 % V/V

7 – (0,9 x 0,6) = 6,4 % rozsah: 6,4 – 7,5 % V/V

4 - 4,5 % V/V

6 - 6,3 % V/V

Motorové palivo Norma jakosti

Navržený minimální podíl

Navržené hodnoty min. množství biopaliv jsou v souladu s technickými normami i motoráĜskými technologiemi a emisemi vozidel. Brno, 2010

18

95



ZávČry •

•

• •

PĜimČĜené používání ekologicky a efektivnČ vyrobených biopaliv domácího pĤvodu, ale i dovážených je za pĜedpokladu souþasného výrazného poklesu spotĜeby paliv rozumnou cestou k budoucímu zásobování energií a ochranČ klimatu. Za tČchto podmínek nedojde ani k hladu, násilným nepokojĤm, niþení životního prostĜedí ani cenovým výkyvĤm na trzích s potravinami. Souþasný stav v pĜepravČ osob a nákladĤ (mobilitČ) v moderní industriální spoleþnosti charakterizovaný nadmČrným využíváním omezených fosilních zdrojĤ není už v této podobČ trvale udržitelný. Jak biopaliva takzvané první, tak i druhé generace budou hrát dĤležitou roli pĜi budoucím Ĝešení této mobility v závislosti na oblasti použití a dosaženém stupni technického rozvoje. K tomu je zapotĜebí stabilní politická situace jak na národní, tak i na mezinárodní úrovni, která by zajišĢovala jistotu plánování rozvoje a investic, koncentrovaný mezioborový výzkum, spolupráci mezi politikou, výzkumnými ústavy, prĤmyslem a správou, stejnČ jako otevĜenou diskuzi v médiích a ve veĜejnosti.

Brno, 2010

19


DČkuji za pozornost.

Kontaktní adresa: Petr Jeviþ Výzkumný ústav zemČdČlské techniky, v.v.i. Sdružení pro výrobu bionafty ýeská zemČdČlská univerzita v Praze, Technická fakulta Drnovská 507, 161 01 Praha 6 tel.: +420-233022302, e-mail: [email protected]

Brno, 2010

20

96

V. MatČjovský 9. mezinárodní semináĜ TECHAGRO 2010 „Stav a nové výzvy pro smČsné a biogenní pohonné hmoty“

Možnosti stabilizace nafty v sezónních zemČdČlských strojích Ing. Vladimír MatČjovský - QMS CONSTULTING Praha Summary: Possibilities of motor fuel stabilization at compression ignition engines in seasonal agricultural machines The work describes the practical measures and prevention concerning the oxidation slowdown and biocontamination of fatty acids methyl esters (FAME) and mixed fuels on its basis by means of addition of stabilizing and biocide additives. Key words: biofuels, oxidation slowdown, prevention of biocontamination Od záĜí 2007 se do motorovČ nafty pĜidává bionafta, tj. metylestery vyrobené z Ĝepkového oleje, nejdĜíve to bylo jen kolem 2 %, nyní až 7% objemových. Bionafta je ménČ stabilní produkt než ropná nafta a i smČsi ropné nafty s malým obsahem bionafty mají zmenšenou stabilitu. Z tohoto dĤvodu bylo vydáno doporuþení spotĜebovávat nakoupenou naftu do 3 mČsícĤ, což pĜináší problém u záložních zdrojĤ a také u nČkterých sezónních zemČdČlských strojĤ. Má-li být toto doporuþení dodrženo, znamená to v prĤbČhu odstavení vymČĖovat palivo v celé palivové soustavČ po každých tĜech mČsících za þerstvé, což pĜedstavuje velké komplikace. Tato situace nebyla až dosud systémovČ Ĝešena, ale to se má v krátké dobČ zmČnit.

SamozĜejmČ, lze oþekávat otázku, proþ se to nedČlá hned pĜi výrobČ. OdpovČć je, že pĜedevším z ekonomického dĤvodu, protože více než 90 % veškeré nafty se spotĜebuje do jednoho mČsíce od dodávky na trh nebo od zakoupení a nemá smysl veškerou naftu zatČžovat dalšími výrobními náklady. Proto je rozumné Ĝešení, aby byl na trhu dostupný aditiv, který lze v pĜípadech, kdy skladovací doba musí být delší, dodateþnČ pĜidat jako stabilizátor pĜímo do nádrže vozidla a skladovací dobu tak podstatnČ prodloužit. Je ovšem tĜeba zajistit, aby se dodateþnČ pĜidaný aditiv s palivem v nádrži i v celé palivové soustavČ dokonale promísil. Vhodný zpĤsob je vypoþítat potĜebný objem aditivu pro aktuální množství nafty v nádrži s použitím údaje o doporuþeném dávkování ( napĜ. 0,2 l na 100 litrĤ nafty) a vypoþtený objem aditivu nalít nejdĜíve do kanistru obsahujícího asi 5 litrĤ nafty, dokonale protĜepat a až potom vylít celý obsah kanistru do nádrže. Pak je tĜeba zvolit buć alespoĖ krátkou jízdu nebo nechat motor urþitou dobu bČžet na prázdno, aby došlo k dokonalému promísení a zanesení aditivu až do celé palivové soustavy, tzn. do þerpadla a trysek. K tomu lze ještČ doporuþit, aby byl aditiv pĜidán vþas, nejlépe hned pĜi odstavení nebo krátce po odstavení, a aby po urþité dobČ, tĜeba po dvou až tĜech mČsících, byl motor opakovanČ nastartován a vymČnilo se palivo tam, kde se vyskytuje jen ve velmi tenkých vrstvách, napĜ. na lapovaných plochách trysek a þerpadel, kde na malé množství paliva pĜipadá velká kovová plocha, pĤsobící jako katalyzátor.

Zpomalení oxidace Estery nenasycených mastných kyselin, tj. i kyselin Ĝepkového oleje, podstatnČ snáze oxidují než uhlovodíky, z nichž je složena ropná nafta, ale na štČstí je lze stabilizovat pĜídavkem vhodných pĜísad, þehož se využívá už pĜi výrobČ bionafty. Jedná se o žluknutí, dobĜe známé napĜ. u másla, dalších tukĤ a rostlinných olejĤ, pĜi kterém dochází k ĜadČ chemických reakcí, mimo jiné k odštČpování tČkavých kyselin, které zpĤsobují typický zápach doprovázející žluknutí a následnČ dochází k polymerizaci nenasycených uhlovodíkových ĜetČzcĤ. Následky jsou zvýšení kyselosti a možnosti korozí, v pokroþilé fázi pak též zvýšení viskozity, tvorba úsad a kalĤ, z nichž nČkteré mají charakter pryskyĜic lepivého charakteru, schopných zalepit pohyblivé þásti dílĤ palivové soustavy, pokud je do ní propustí filtry. To by se nemČlo stávat, protože filtry mají chránit motor. Je zajímavé, že bionafta významnČ zlepšuje mazivost motorové nafty. Když se zaþala pĜidávat bionafta do motorové nafty, její mazivost se podstatnČ zvýšila, takže pĜi kontrolách kvality nejsou s mazivostí žádné problémy. PĜesto se ale stále udržuje mezi provozovateli vozidel naprosto neopodstatnČný a mylný názor, že nafta s obsahem bionafty špatnČ maže a zadírá vstĜikovací þerpadla a trysky. Zatím nebylo k dispozici mnoho informací o tom, jestli je možné oxidaci zpomalit a doporuþenou dobu spotĜeby prodloužit. Možné to je dodateþným pĜidáním stabilizaþního aditivu, který je podle informací výrobce schopen skladovatelnost podstatnČ prodloužit, dokonce až na jeden rok.

Prevence biokontaminace Problém nestability motorové nafty s obsahem methylesterĤ nekonþí jen ochranou proti oxidaci, dĤležitá je i prevence biokontaminace. Tímto problémem se v minulosti nebylo tĜeba u nás zabývat, ale po letech aplikace bionafty v širokém mČĜítku jejím pĜidáváním do veškeré motorové nafty už je nutné poþítat s možností infikování skladovacích nádrží, u kterých je zanedbávána prevence. Vzhledem k chemickému složení jsou bionafta i její smČsi s naftou citlivČjší na biologické napadení mikroorganismy než þistČ uhlovodíková nafta a mikrobiologická aktivita je v nich násobnČ vČtší. Mikroorganismy typu hub, bakterií, plísní a 97

V. MatČjovský 9. mezinárodní semináĜ TECHAGRO 2010 „Stav a nové výzvy pro smČsné a biogenní pohonné hmoty“

kvasinek, které konzumují uhlovodíky s pĜímými ĜetČzci, obvykle rostou na fázovém rozhraní mezi palivem a vodou ve skladovacích nádržích. PĜítomnost volné vody je základní podmínkou pro jejich rĤst. Proto dnes již Ĝada výrobcĤ vozidel montuje do potrubí mezi palivovou nádrž a filtry, obvykle v blízkosti nádrže a na místČ z venku dobĜe viditelném, tzv. odkalovaþ, který odlouþí vodu a kal, aby nezanášel palivové filtry a nezmenšoval jejich kapacitu. Odlouþený podíl zĤstane v prĤhledné nádobce odkalovaþe, jejíž obsah mĤže Ĝidiþ vizuálnČ kontrolovat pĜi každém tankování a pĜi vizuální kontrole stavu vozidla a pĜípadnČ zjištČný kal a vodu mĤže snadno a rychle odstranit. Opakovaný výskyt vody je i signálem soustavnČ nevhodné manipulace s palivem nebo netČsnosti uzávČru palivové nádrže vozidla. Základem prevence proti biokontaminaci nafty je tedy „suché“ skladování, a pravidelné odstraĖování vody a kalu z nádrže, ale doporuþuje se také , zejména do nadzemních nádrží v letním období, pĜidávat biocidní pĜísadu. Zvýšená teplota paliva v

nadzemní nádrži vystavené sluneþním paprskĤm urychluje rĤst mikroorganizmĤ. Stabilizaþní pĜísady do nafty na trhu Koncem minulého roku byly zahájeny pĜípravy na zavedení stabilizaþní pĜísady do motorové nafty na trh. PĤvodnČ se mČlo jednat o koncentrovaný antioxidant prodávaný u þerpacích stanic jako pĜípravek v drobném balení. Výsledkem prĤzkumu trhu ale bylo, že by mČl pĜípravek obsahovat i bakteriocidní složku a poskytovat tak komplexní ochranu nafty. Taková formulace byla pĜipravena, ale ukázalo se, že by doporuþené dávkování muselo být pomČrnČ velké a na základČ toho byla pĜijata ekonomická koncepce, spoþívající v uvedení na trh dvou pĜípravkĤ. Jednak úþinného antioxidantu v kombinaci s deaktivátorem kovĤ, doporuþovaného pĜidávat do nádrží odstavovaných vozidel, jednak biocidní pĜísady, doporuþované hlavnČ k pĜidávání do skladovacích nádrží, ve kterých byla zjištČna pĜítomnost vody, zejména tam, kde je voda zjišĢována opakovanČ. PĜípravky mají být dostupné u nČkterých þerpacích stanic v nejbližší dobČ.

Kontakt: Ing. Vladimír MatČjovský QMS - CONSTULTING KaĖkova 32, 108 00 Praha 10 tel.: 274 771 651, e-mail: [email protected]

Anotace: Práce popisuje praktická opatĜení a prevenci pro zpomalení oxidace a biokontaminace methylesterĤ mastných kyselin (FAME) a smČsných paliv na jejich bázi pĜídavkem stabilizaþních a biocidních pĜísad. Klíþová slova: biopaliva, zpomalení oxidace, prevence biokontaminace

98

J. MalaĢák, P. Jeviþ 9. mezinárodní semináĜ TECHAGRO 2010 „Stav a nové výzvy pro smČsné a biogenní pohonné hmoty“

Alternativní paliva – produkty z kafilérní výroby doc. Ing. Jan MalaĢák, Ph.D.1), Ing. Petr Jeviþ, CSc., prof. h.c.1), 2), 3) 1) ýeská zemČdČlská univerzita v Praze, Technická fakulta 2) Výzkumný ústav zemČdČlské techniky, v.v.i. Praha 3) Sdružení pro výrobu bionafty, Praha Summary: Alternative fuels – products of the rendering plant The article is concerned with energy production from the heat-processed products of the rendering plant. It means the possibility to use the solid and liquid products as the fuels for heat power plants. Within this experimental project, three analyses of selected products of the rendering plant production were carried out. These are then analyzed in details in order to find out the chemical and stoichiometric composition and energy balance. Samples of the rendering plant have a different structure and parameters. It mostly results from the different concentrations of element compositions in samples. Some negative characteristics of water and ash matter content follow from the elemental analysis and stoichiometric calculations. From the view of emission concentrations, the amounts of sulphur, nitrogen and chlorine in samples are the most important parameters. Solving of this up-to-date problem contributes to emission reduction and in this way also to air pollution reduction Key words: fat from rendering plant, meat and bone meal, elemental analyses, stoichiometric calculations . rozborĤ a vytvoĜení modelových závislostí tČchto produktĤ z kafilernío provozu.

1 Úvod S ekonomickým rĤstem v ménČ rozvinutých oblastech svČta (zejména ýína, Indie atd.) se neustále zvyšuje jak spotĜeba energetických surovin, tak spotĜeba energie. Energetika bude jedním z limitujících faktorĤ dalšího rozvoje svČta. Základními úkoly souþasnosti jsou snižování strategické závislosti na dodávkách pĜedevším ropy a zemního plynu z rizikových oblastí a zajištČní snižování emisí CO2 v celosvČtovém mČĜítku pĜi dalším rĤstu spotĜeby energií (1 a 2). PĤvodní pĜedstavy, že výše zmínČných cílĤ je možno dosáhnout zejména úsporami ve spotĜebČ a využitím obnovitelných zdrojĤ, se ukázaly jako nereálné. Obnovitelné zdroje však musí hrát stále významnČjší roli, ekvivalentní jejich potenciálu a konkurenceschopnosti podle svČtových cen. Výzkum v USA a EvropČ smČĜuje zejména k výzkumu a vývoji nových technologií výroby elektĜiny splĖujících požadavek pĜimČĜených nákladĤ a neemitujících skleníkové plyny (resp. se sníženou mírou emisí); k tČmto technologiím patĜí zejména jaderná energetika, þisté využití uhlí s omezenými emisemi CO2 do okolí, pĜíprava jaderné fúze a obnovitelné zdroje v rozsahu odpovídajícím jejich oþekávanému potenciálu [1 – 3]. BČhem nČkolika let došlo k pĜehodnocení využití produktĤ kafilerní výroby. Jednou z možností jak zužitkovat kafilerní produkty je jejich energetické využití. Cílem pĜedkládaného þlánku je urþení dalších možností a limitních hodnot energetického využití kafilerních produktĤ. Je proto nutné vycházet z chemického složení použitých vzorkĤ a následných stechiometrických výpoþtĤ. Významným úkolem práce je stanovení prvkových a stechiometrických

2 Materiál a metody Pro posouzení vhodnosti spálení vzorkĤ masokostní mouþky a kafilerního tuku nebo bionafty z kafilerního tuku v urþitém typu spalovacího zaĜízení nebo pĜi vyhodnocení jakosti tČchto vzorkĤ, je zapotĜebí znát takové vlastnosti, které jej dostateþnČ charakterizují, jsou to pĜedevším: • obsah vody v pĤvodním palivu W (% hm.); • obsah popela v pĤvodním palivu A (% hm.); • spalné teplo Qs a výhĜevnost Qi (MJ.kg-1); • prchavá a neprchavá hoĜlavina v hoĜlavinČ Vdaf a NVdaf (% hm.); • obsah veškeré síry v palivu S (% hm.); • ale i fyzikálnČ-mechanické vlastnosti, které v rámci tohoto þlánku nejsou uvedeny. Spalné teplo je urþeno mČĜením v kalorimetrech (ýSN 44 1352). V technické praxi je urþeno spalné teplo a výhĜevnost výpoþtem (podle ýSN 44 1352), k þemuž se využívá výsledkĤ celkové (elementární) nebo technické (immediatní) analýzy paliva [4]. Základem každého výpoþtu tepelné práce spalovacích zaĜízení je prvkový rozbor spalovaného vzorku. Prvkové složení má vliv na veškeré stechiometrické výpoþty, výpoþty tepelných úþinností a ztrát spalovacích zaĜízení a významnČ ovlivĖuje tepelnou práci spalovacích zaĜízení. U paliv se pro zjištČní prvkového složení používá tzv. elementární (prvkové) analýza, kterou se zjišĢuje procentuální hmotnostní podíl uhlíku, vodíku, kyslíku, síry, dusíku a veškeré vody v pĤvodním palivu. NehoĜlavé látky paliv, tj. obsah popela a obsah veškeré vody, se urþí spálením, resp. sušením pĜíslušného vzorku [5 a 6]. Prvkové rozbory

99


jednotlivých paliv jsou stanoveny pro normální podmínky (teplota t = 0 oC a tlak p = 101,325 kPa). Prvkové rozbory byly vypracovány ve formČ služeb akreditovanou laboratoĜí: Ústav pro výzkum a využití paliv – Praha BČchovice. Pro urþení stechiometrických a tepelných vlastností posuzovaných vzorkĤ je prvková analýza nezbytnou souþástí analýzy posuzovaných vzorkĤ. Na chemické vlastnosti navazuje stechiometrická analýza spalovacích procesĤ, která doplĖuje charakteristiky paliva a je základem pro jakýkoliv tepelný výpoþet. Tato analýza je dĤležitá zejména pro Ĝešení celé Ĝady problémĤ návrhové praxe, stejnČ jako pĜi kontrole práce stávajících spalovacích zaĜízení. Tato analýza urþí: • výhĜevnost vzorku Qi (MJ.kg-1); • množství kyslíku (vzduchu) potĜebného k dokonalému spalování vzorku (kg.kg-1), (m3N.kg-1); • množství a složení spalin (kg.kg-1), (m3N.kg-1); • mČrnou hmotnost spalin (% hm., % obj.) [7]. Veškeré výsledné hodnoty prvkové a stechiometrické analýzy jsou uvedeny jak v tabulkách, tak i v grafech v následujícím postupu, který se opakuje pro každý druh pĤvodního vzorku: 1. Prvková analýza pĤvodního vzorku. Pro porovnání s referenþními palivy je stanovena prvková analýza pro dvČ referenþní paliva v pĤvodním stavu.

2. Stechiometrická analýza pĤvodního vzorku za normálních podmínek a referenþního obsahu kyslíku ve spalinách. 3. Stanovení výhĜevnosti vzorkĤ v závislosti na pĜepoþtové vodČ v palivu za normálních podmínek. Pro vyjádĜení výhĜevnosti v rĤzných stavech pĜepoþtové vody v palivu je pĤvodní vzorek pĜepoþten na sušinu a následnČ pĜepoþítán až na 50% obsah veškeré vody. Všechny objemy a hmotnosti spalovacího vzduchu a spalin jsou udávány za tzv. normálních podmínek, tj. pĜi teplotČ t = 0 °C a tlaku p = 101,325 kPa a na referenþní obsah kyslíku ve spalinách pro pevné vzorky Or = 11 % a pro kapalné vzorky Or = 3 %. 3 Výsledné hodnoty prvkové a stechiometrické analýzy Výsledné hodnoty prvkové a stechiometrické analýzy jsou uvedeny v následujícím osnovČ: 1. Chemická analýza pĤvodních, bezvodých a hoĜlavin vzorkĤ s porovnáním s referenþními palivy jako je Ĝepkový olej, topný benzín a lehký topný olej: tabulka 1. 2. Stechiometrická analýza pĤvodních vzorkĤ za normálních podmínek a referenþního obsahu kyslíku ve spalinách tabulka 2. 3. Závislost výhĜevnosti paliva (MJ.kg-1) na pĜepoþtové vodČ v palivu (% hm.) za normálních podmínek, tabulka 3.

Vzorek

Obsah vody (% hm.)

Popel (% hm.)

Spalné teplo (MJ.kg-1)

VýhĜevnost (MJ.kg-1)

Uhlík C (% hm.)

Vodík H (% hm.)

Dusík N (% hm.)

Síra S (% hm.)

Kyslík O (% hm.)

Chlór Cl (% hm.)

Tab. 1 Chemická analýza pĤvodních vzorkĤ

Znaþka

Wrt

Ar

Qds

Qri

Crt

Hrt

Nrt

Srt

Ort

Clrt

2,4

26,7

18,16

16,67

41,54

6,55

8,7

0,28

13,23

-

0,19

0,08

39,30

36,74

74,90

11,64

0,45

0,06

12,68

0,0000145

0,01

0,10

39,48

36,82

75,37

12,11

0,18

0,06

12,17

0,0000071

-

0,01

39,24

37,05

77,70

11,60

-

0,001

10,60

0,06

0,01

0,05

42,90

40,30

86,00

11,90

0,05

1,40

0,10

0,08

Masokostní mouþka Kafilerní tuk Bionafta z kafilerního tuku ěepkový olej (referenþní palivo) Lehký topný olej (referenþní palivo)

Tab. 2 Stechiometrická analýza pĤvodních vzorkĤ za normálních podmínek a referenþního obsahu kyslíku ve spalinách pro pevné vzorky Or = 11 % a pro kapalné vzorky Or = 3 %. Bionafta Masokostní Objemové spalování Kafilerní tuk z kafilerního mouþka tuku Teoretické množství kyslíku pro dokonalé 1,05 1,95 1,99 Omin spalování (m3N.kg-1)

100


Teoretické množství vzduchu pro dokonalé spalování (m3N.kg-1) Skuteþné množství vzduchu pro dokonalé spalování (m3N.kg-1) Souþinitel pĜebytku vzduchu ( - )

4,99

9,31

9,49

10,48

10,89

11,10

2,10

1,17

1,17

Objemové množství vlhkých spalin (m N.kg )

11,45

12,06

12,30

10,27

10,33

10,51

4,74

8,66

8,81

vCO2 vSO2

Objemové množství suchých spalin (m3N.kg-1) Teoretické objemové množství suchých spalin (m3N.kg-1) Objemové množství CO2 (m3N.kg-1) Objemové množství SO2 (m3N.kg-1)

0,77 0,00

1,39 0,00

1,40 0,00

vH2O

Objemové množství H2O (m3N.kg-1)

Lmin Lskut n v

3

v sp

vssp vsspmin

-1

1,18

1,73

1,79

3

-1

8,25

8,50

8,67

3

-1

1,15

0,33

0,34

16,04

15,87

11,54 0,00 14,36

11,39 0,00 14,55

Objemové množství N2 (m N.kg )

vN2

Objemové množství O2 (m N.kg )

vO2

CO2 SO2 H 2O

VyjádĜení jednotlivých složek spalin v % obj. Teoretická objemová koncentrace oxidu 16,27 uhliþitého v suchých spalinách (% obj.) Oxid uhliþitý (% obj.) 6,76 Oxid siĜiþitý (% obj.) 0,02 Voda (% obj.) 10,28

N2

Dusík (% obj.)

72,04

70,51

70,47

O2

Kyslík (% obj.)

10,07

2,76

2,75

CO2max

VýhĜevnost paliva (MJ.kg-1)

Tab. 3 Závislost výhĜevnosti paliva (MJ.kg-1) na pĜepoþtové vodČ v palivu (% hm.) za normálních podmínek PĜepoþtová voda 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 v palivu (% hm.) Masokostní mouþka

17,08

16,23

15,37

14,52

13,66

12,81

11,96

11,11

10,24

9,39

8,54

Kafilerní tuk

36,82

34,98

33,14

31,30

29,46

27,61

25,77

23,93

22,09

20,25

18,41

Bionafta z kafilerního tuku

36,84

34,99

33,15

31,31

29,47

27,63

25,79

23,94

22,10

20,26

18,42

polychlorovaných dibenzo/dioxinĤ a furanĤ (PCDD/F) a také na druhé stranČ v korozívních úþincích tČchto elementĤ, pĜípadČ jejich dalších slouþenin [4]. Síra odchází rovnČž z vČtší þásti bČhem spalování do plynné fáze jako SO2 nebo SO3. Emise síry u tepelných zaĜízení na využití paliv z obnovitelných zdrojĤ nepĜedstavují, co se týþe limitních hodnot, zpravidla žádný problém, což potvrzují vybrané vzorky viz obr. 5. Rozhodujícím faktorem koncentrace síry v palivu mĤže být korozívní chování. Ostatní hodnoty prvkového rozboru splĖují optimální parametry pro použití tČchto vzorkĤ biopaliv pro použití ve spalovacích zaĜízení.

4 ZávČry a diskuse Z výsledkĤ prvkových rozborĤ na vybraných vzorkĤ paliv je nejvíce urþující z hlediska emisních koncentrací množství síry, chlóru a dusíku. U posuzovaných paliv je patrný vysoký nárĤst emisí dusíku, neboĢ samotné vzorky vykazují vyšší hodnoty dusíku v pĤvodním materiálu (obr. 4) oproti fosilním palivĤm. Zvýšený obsah dusíku mĤže omezit další využití tČchto vzorkĤ. Chlór pĜechází bČhem spalování z velké þásti do plynné fáze. Ve vybraných vzorcích je uskuteþnČna analýza množství chlóru v pĤvodním palivu. Koncentrace chlóru v posuzovaných kapalných vzorcích se pohybuje na velmi nízké úrovni. Význam chlóru spoþívá na jedné stranČ v emisích HCl – jejich možného vlivu na tvorbu

101


1,6

10 9

1,4

8 1,2

1

6

Síra S (% hm.)

Dusík N (% hm.)

7

5 4

0,8

0,6

3 0,4

2 0,2

1

Lehký topný olej (referenþní palivo)

ěepkový olej (referenþní palivo)


Masokostní mouþka




Kafilerní tuk

Masokostní mouþka

Kafilerní tuk

0

0

Obr. 4 Obsah dusíku v pĤvodní stavu vzorku v % hm.

Obr. 5 Obsah síry v pĤvodní stavu vzorku v % hm.

Nejvíce urþující pro termické použití paliv je obsah vody a popele. Rozsah veškeré vody obsažené ve vzorcích je dost nízký, což má pozitivní pĜínos ve výhĜevnosti paliv. Obsah popele v kapalných vzorcích je rovnČž nízký, jak je vidČt z prvkových rozborĤ vybraných vzorkĤ. Velký obsah popele ve vzorku má masokostní mouþka. Množství vody a popele významnČ ovlivĖuje tepelné vlastnosti posuzovaných vzorkĤ a následnČ ovlivĖuje jak výbČr, tak i nastavení spalovacího zaĜízení. VýhĜevnost jednotlivých vzorkĤ je souhrnnČ uvedena na obr. 6. Výsledné hodnoty ze stechiometrické analýzy ukazují na velmi dobré tepelnČ – emisní parametry posuzovaných vzorkĤ. Jak vyplývá ze stechiometrie

posuzovaných paliv, parametry výhĜevnosti, obsahu vody a hustoty energie ovlivĖují výbČr a návrh spalovacího zaĜízení. Koncentrace N (dusíku), S (síry) a Cl (chlóru) ve vzorcích, jak potvrzují provádČné rozbory vzorkĤ, je pomČrnČ velmi široká. Kyslík je problematická souþást paliva, protože váže vodík a þásteþnČ i uhlík na hydroxidy, vodu a oxidy, zejména dusíku (N – ve formČ aminĤ a proteinĤ v palivu) a chlóru (Cl), spoþívá v jejich interakci s konverzním zaĜízením, zvláštČ pak tepelným. Hodnoty stechiometrické analýzy slouží pro další nezbytné výpoþty tepelných úþinností a tepelných ztrát spalovacích zaĜízení, ale hlavnČ slouží ke kontrole a optimalizaci spalovacího zaĜízení [4, 8 a 9].

45

Obr. 6 VýhĜevnost vzorkĤ paliv v bezvodém stavu v MJ.kg-1

40

35

25

20

15

10

5




Kafilerní tuk

0 Masokostní mouþka

VýhĜevnost (MJ.kg-1)

30

102


Na základČ výsledkĤ lze kapalná paliva z kafilerních tukĤ považovat za paliva srovnatelná s klasickými kapalnými palivy, jako je napĜ. lehký topný olej a nebo s palivy na bázi rostlinné hmoty. O nČco snížená výhĜevnost tČchto kafilerních paliv (díky zvýšeného množství popelovin) je vykompenzována malým množstvím síry v samotném palivu. Velké množství popele, jak vyplývá z výsledkĤ mČĜení, má masokostní mouþka, což mĤže vyvolat zvČtšený požadavek na

odvod tuhých zbytkĤ po spalování a zvýšené množství tuhých emisí. Pro energetické využití produktĤ z kafilerní výroby jako tuhých paliv (ale i jiných paliv) je nutné, aby spalovací proces probíhal za optimálních podmínek. Bez tČchto pĜedpokladĤ není spalování tuhých paliv pĜínosem. Proto je vždy potĜebné spalovat v daném zaĜízení to palivo, které je urþené druhem i strukturou, jakostí atd. TČmto aspektĤm je nutné vČnovat trvalou pozornost [4 a 9].

PĜíspČvek vznikl v rámci Ĝešení interních grantĤ IGA a CIGA na ýeské zemČdČlské univerzitČ v Praze. Použitá literatura: 1. COM(2007) 1: Communication of the Commission to the European Parliament and the Council: An Energy Policy for Europe, 2. COM (2007) 2: Limiting Global Climate Change to 2°C: The way ahead for the EU and the World for 2020 and beyond, 3. COM/2007/0723 final: Communication from the Commission to the Council, the European Parliament, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions - A European strategic energy technology plan (SET-plan) - 'Towards a low carbon future'. 4. MalaĢák, J.; Vaculík, P: Biomasa pro výrobu energie. ýZU v Praze, Technická fakulta, tisk. Powerprint, Praha 2008, 206 s., ISBN: 978-80-213-1810-6 5. Friberg, R.; Blasiak, W.: Measurements of mass flux and stoichiometry of conversion gas from three different wood fuels as function of volume flux of primary air in packed bed combustion. Biomass and Bioenergy 23 (2002) Published by Elsevier Ltd., pp. 189 – 208, ISSN: 0961-9534 6. Yang, Y.B., et al.: Effect of fuel properties on biomass combustion. Part II. Modelling approach– identification of the controlling factors, Fuel 84 (2005), Published by Elsevier Ltd., pp. 2116–2130, ISSN: 0016-2361 7. MalaĢák, J.; Gurdil, G.A.; Jeviþ, P.; Pinar, Y.; Selvi, K.C.: Heat-emission Characteristics of Some Energy Plants. In: The Journal of Agricultural Faculty of Ondokuz Mayis University, volume 22, 2007, issue 2, pp. 202-206, ISSN 1300-2988 8. Gürdíl, G. ; MalaĢák, J. ; Selví, K. ; Pinar, Y.: Liquid Wastes from Methyl-Ester Oil Production and Thermal-Emission Properties. In: AMA, Agricultural Mechanization in Asia, Africa and Latin America, 3 (40), 2009, pp. xx – xx, ISSN 0084-5841 9. Olsson, M.; et al.: Specific chimney emissions and biofuel characteristics of softwood pellets for residential heating in Sweden. In: Biomass and Bioenergy 24 (2003) Published by Elsevier Ltd., pp. 51 – 57, ISSN: 0961-9534 Kontakt: doc. Ing. Jan MalaĢák, Ph.D. ýeská zemČdČlská univerzita v Praze, Technická fakulta, Katedra technologických zaĜízení staveb, Kamýcká 129, 16500 Praha 6 – Suchdol e-mail: [email protected]

103

J. Witzelsperger & E. Remmele 9. mezinárodní semináĜ TECHAGRO 2010 „Stav a nové výzvy pro smČsné a biogenní pohonné hmoty“

Measures to reduce the contents of phosphorus, calcium and magesia in rapeseed oil fuel from small-scaled oil mills OpatĜení ke snížení obsahu fosforu, vápníku a hoĜþíku v palivech z Ĝepkového oleje z malovýrobních lisoven oleje Josef Witzelsperger, Edgar Remmele - Technology and Support Centre at the Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe, Straubing, Germany Summary After treatment with added substances, such as bleaching earth, silica gel and citric acid during the cleaning process can reduce deposit and ash-forming elements such as phosphorus (P), calcium (Ca) and magnesia (Mg) in cold-pressed rapeseed oil fuel, produced at small-scaled oil mills. In trials at laboratory scale, rapeseed oil with untypically high contents of phosphorus, calcium and magnesia was treated with ten different added substances available on the market and citric acid (20 %) at different oil temperatures. Afterwards, it was cleaned by means of centrifugation and filtration and then analysed for relevant parameters according to DIN V 51605. In trials at pilot plant scale, rapeseed oil of two different qualities concerning the contents of phosphorus, calcium and magnesia was treated with chosen added substances from the laboratory trials, citric acid (20 % and 40 %) and cellulose as a filter aid. The cleaning process was organized like it is typical for small-scaled oil mills, using a chamber filter press. The gained oil was then analysed for relevant parameters according to DIN V 51605.

Anotace Následná úprava pĜidáním látek jako jsou bČlící hlinka, gel kyseliny kĜemiþité a kyselina citrónová v prĤbČhu procesu þištČní mĤže snížit ukládání minerálních prvkĤ jako jsou fosfor (P), vápník (Ca) a hoĜþík (Mg) v palivu vyrobeném lisováním za studena z Ĝepkového oleje a produkovaném v malých lisovnách oleje. V laboratorních pokusech byl Ĝepkový olej s netypicky vysokými obsahy fosforu, vápníku a hoĜþíku upravován s použitím rĤzných pĜidávaných látek dostupných na trhu a kyseliny citrónové (20 %) pĜi rĤzných teplotách oleje. Poté byl tento olej vyþištČn odstĜedČním a filtrací a následnČ byla provedena analýza charakteristických vlastností podle normy DIN V 51605. V pokusech v poloprovozním mČĜítku byly dva rĤzné druhy Ĝepkového oleje, které se lišily obsahem fosforu, vápníku a hoĜþíku, upravovány vybranými pĜísadami z laboratorních pokusĤ, kyselinou citrónovou (20 % a 40 %) a celulózou jako pomocným prostĜedkem pĜi filtraci. Postup þištČní byl provádČn tak, jak je to obvyklé v malých lisovnách oleje používajících kalolisy. Získaný olej byl potom analyzován na charakteristické vlastnosti podle normy DIN V 51605.

1. Introduction and objective The use of rapeseed oil fuel for the reliable operation of engines suitable for vegetable oil requires high-quality fuel according to DIN V 51605 [1]. As engine development progresses and more exhaust gas after treatment systems are used, the reduction of deposit and ash-forming elements, such as phosphorus, calcium and magnesia in rapeseed oil fuel is becoming more and more important [1]. If the requirements with regard to a lower content of these elements in rapeseed oil fuel are tightened, the current technical equipment of small-scaled oil mills will no longer enable fuel qualities to be produced, which are conform to the limits according to DIN V 51605. Therefore, suitable techniques for the after treatment of rapeseed oil would become necessary for this purpose [1]. In small-scaled oil mills, vegetable oil is gained in two process steps: oil pressing and multiple-stage solid/liquid separation by means of sedimentation and/or filtration. In general, the oil does not undergo additional treatment [14].

1. Úvod a cíl Použití paliva z Ĝepkového oleje pro spolehlivý provoz motorĤ schopných využívat tyto rostlinné oleje vyžaduje, aby toto palivo svou kvalitou splĖovalo normu DIN V 51605 [1]. Protože stále pokraþuje vývoj motorĤ a používají se další systémy následné úpravy výfukových plynĤ, je stále dĤležitČjší snižování množství minerálních prvkĤ jako jsou fosfor, vápník a hoĜþík v palivu vyrobeném z Ĝepkového oleje [1]. Jestliže se zpĜísní požadavky na nižší obsah tČchto prvkĤ v tomto palivu , pak už malé lisovny oleje nebudou schopny se svým stávajícím technologickým vybavením zajišĢovat takovou kvalitu tohoto oleje, která by splĖovala požadavky normy DIN V 51605. To znamená, že bude nezbytné za tímto úþelem vytvoĜit vhodné postupy pro následnou úpravu Ĝepkového oleje [1]. V malých lisovnách oleje je rostlinný olej získáván ve dvou fázích. Je to lisování oleje a vícestupĖové oddČlení pevné a tekuté þásti pomocí odstĜedČní a/nebo filtrace. ObecnČ Ĝeþeno, olej není už dodateþnČ upravován [14].

104


From the literature, it is known that bleaching earths [2] [8] [13] [15] and other substances, such as diatomaceous earths [9] [10], cellulose [9] [10] [17] and synthetic silica gels [3] [4] [5] [6] [7] [8] [11] [12] [13] [15] [16] are suitable for the elimination of phosphorus, calcium and magnesia from vegetable oils. The addition of acid (citric acid or phosphoric acid) and water to vegetable oil allows phospholipids and the metal ions associated with them, such as calcium, magnesia, iron and copper to be removed from the oil [14]. It is the aim of this study to investigate different methods, which could be suitable for small-scaled oil mills to reduce the contents of phosphorus, calcium and magnesia in rapeseed oil fuel, produced at small-scaled oil mills, to examine selected techniques with regard to their suitability for application in such plants and their reduction potential. Other quality parameters of rapeseed oil fuel should not be affected by this treatment.

Z literatury je známo, že bČlící hlinky [2] [8] [13] [15] a jiné látky, jako jsou kĜemeliny [9] [10], celulóza [9] [10] [17] a syntetické gely kyseliny kĜemiþité gels [3] [4] [5] [6] [7] [8] [11] [12] [13] [15] [16] jsou vhodné pro vylouþení fosforu, vápníku a hoĜþíku z rostlinných olejĤ. PĜidání kyseliny (citrónové nebo fosforeþné) a vody umožní aby byly fosfolipidy a s nimi asociované kovové ionty, jako jsou vápník, hoĜþík, železo a mČć, odstranČny z oleje [14]. Cílem této studie je zkoumat rĤzné metody jak snížit obsahy fosforu, vápníku a hoĜþíku v palivu z Ĝepkového oleje, které by byly vhodné pro malé lisovny oleje a zároveĖ vyhodnocovat vybrané technologické postupy s ohledem na jejich redukþní potenciál a vhodnost použití pro tento typ podnikĤ. ProvádČné úpravy by nemČly mít negativní vliv na jiné jakostní parametry tohoto paliva.

2. Approach 2.1 Trials at laboratory scale In batch trials at laboratory scale, ten different adsorptive or absorptive substances which are available on the market as well as citric acid (C) (20 %) were added to cold-pressed rapeseed oil with untypically high contents of phosphorus, calcium and magnesia. Afterwards, the oil was treated at different temperatures and cleaned. The turbid oil was stored at a constant temperature of 18 °C and under the conditions of permanent homogenisation. For the batch trials, the oil batches including the turbid matter contained in the oil were homogenised to the highest possible degree. With the aid of an electric contact thermometer, the turbid oil was kept at a constant temperature and homogenised by a heating magnetic agitator. When the predetermined temperature was reached, the turbid oil was conditioned at this temperature for the determined period with or without an added substance and with or without citric acid (20 %). An overview of the trial variants is given in Table 1 and Table 2.

2. Postup 2.1 Pokusy v laboratoĜi V pokusech v laboratoĜích s jednotlivými šaržemi bylo pĜidáno deset rĤzných adsorpþních nebo absorpþních látek dostupných na trhu a rovnČž kyselina citrónová (C) (20 %) do Ĝepkového oleje lisovaného za studena s netypicky vysokými obsahy fosforu, vápníku a hoĜþíku. Poté byl olej vystaven pĤsobení rĤzných teplot a þištČn. Zakalený olej byl skladován pĜi stálé teplotČ 18 oC a v podmínkách stálé homogenizace. Pro tento typ pokusĤ s jednotlivými šaržemi byly tyto olejové šarže vþetnČ zakalené hmoty obsažené v oleji homogenizovány do nejvyššího možného stupnČ. S pomocí elektrického kontaktního teplomČru byl zakalený olej udržován pĜi stálé teplotČ a homogenizován ohĜívacím magnetickým míchacím zaĜízením. Když byla dosažena pĜedem nastavená teplota, zakalený olej byl kondicionován (upravován) pĜi této teplotČ po stanovenou dobu s pĜidanou látkou nebo bez ní a s kyselinou citrónovou (20 %) nebo bez ní. PĜehled pokusných variant je uveden v tab. 1 a 2.

Table 1: Description of experimental variants (trials at laboratory scale) depending on concentration of added substances, oil temperature while conditioning, period of conditioning and concentration of added citric acid (20 %) coding of samples at laboratory scale unit 0-25 0-45 0-45-C 0,2-25 0,2-45 1-25 1-45 1-45-C concentration weight-% 0,0 0,0 0,0 0,2 0,2 1,0 1,0 1,0 of added substance oil temperature °C 25 45 45 25 45 25 45 45 while conditioning period min 30 30 30 30 30 30 30 30 of conditioning concentration weight-% 0,0 0,0 1,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,0 of added citric acid (20 %)

105


Tabulka 1: Popis pokusných variant (laboratorní pokusy) v závislosti na koncentraci pĜidaných látek, teplotČ oleje pĜi kondicionování, dobČ kondicionování a koncentraci pĜidané kyseliny citrónové (20%) Jednotka Oznaþení vzorkĤ kódy v laboratoĜi 0-25 0-45 0-45-C 0,2-25 0,2-45 1-25 1-45 1-45-C Koncentrace pĜidané % m/m 0,0 0,0 0,0 0,2 0,2 1,0 1,0 1,0 látky o Teplota oleje bČhem C 25 45 45 25 45 25 45 45 kondicionování Doba kondicionování min. 30 30 30 30 30 30 30 30 Koncentrace pĜidané % m/m 0,0 0,0 1,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,0 kyseliny citrónové (20 %) Table 2: Added substances applied and coding of experimental variants abbreviation term product name ZS Zero Sample -DE1 Diatomaceous Earth 1 Celatom FW-14 DE2 Diatomaceous Earth 2 Celatom FW-60 SG1 Silica Gel 1 Trisyl SG2 Silica Gel 2 Trisyl 300 SG3 Silica Gel 3 BFX CE1 Cellulose 1 EFC 250 C CE2 Cellulose 2 EFC 250 C-PLUS BE1 Bleaching Earth 1 Tonsil 919 FF BE2 Bleaching Earth 2 Tonsil 9191 FF BEM Bleaching Earth Mixture Obefil Tabulka 2: PĜísady a oznaþení pokusných variant Zkratka Odborný název ZS Nultý výrobek DE1 KĜemelina 1 DE2 KĜemelina 2 SG1 Gely kyseliny kĜemiþité 1 SG2 Gely kyseliny kĜemiþité 2 SG3 Gely kyseliny kĜemiþité 3 CE1 Celulóza 1 CE2 Celulóza 2 BE1 BČlicí hlinka 1 BE2 BČlicí hlinka 2 BEM SmČs bČlicích hlinek

Název výrobku -Celatom FW-14 Celatom FW-60 Trisyl Trisyl 300 BFX EFC 250 C EFC 250 C-PLUS Tonsil 919 FF Tonsil 9191 FF Obefil

In those variants where citric acid (20 %) was added, the acid was first stirred into the oil for two minutes as soon as the turbid oil had reached the desired temperature. Only afterwards the prepared substance quantity was added to the turbid oil-citric acid mixture, which was subsequently conditioned at the set temperature for the determined period. The oil was cleaned by means of centrifugation (20 min, 5.000 min-1) and subsequent vacuum filtration (at about 20 °C) using a filter membrane (cellulose nitrate, mean pore width 1,2 µm). The goal was the most precise observation of the predetermined conditioning period possible and hence, the contact duration of turbid oil, added substances and citric acid (20 %). If possible, longer contact times of individual added substances in the treated oil due to a longer cleaning process should be excluded. At 3 to 12 mg/kg, the total contamination of the cleaned oils was always kept below the limit of 24 mg/kg according to DIN V 51605.

manufacturer -Eaglepicher Minerals Eaglepicher Minerals Grace Davison Grace Davison PQ Europe J. Rettenmaier & Söhne J. Rettenmaier & Söhne Süd-Chemie Süd-Chemie Öl- u. Bioenergie GmbH Výrobce -Eaglepicher Minerals Eaglepicher Minerals Grace Davison Grace Davison PQ Europe J. Rettenmaier & Söhne J. Rettenmaier & Söhne Süd-Chemie Süd-Chemie Öl- u. Bioenergie GmbH

V tČch variantách s pĜidáním kyseliny citrónové (20 %), byla tato kyselina nejprve rozmíchávána v oleji po dobu 2 minut, jakmile zakalený olej dosáhl požadované teploty. Teprve potom byla pĜidáno pĜipravené množství látky do smČsi zakaleného oleje a kyseliny citrónové, a tato smČs byla následnČ kondicionována pĜi stanovené teplotČ po stanovenou dobu. Olej byl vyþištČn odstĜedČním (20 minut, 5000 ot/min-1) a následnou vakuovou filtrací (pĜibližnČ pĜi 20 oC) s použitím filtraþní membrány (nitrát celulózy, prĤmČrná šíĜka otvoru 1,2 mikrometru). Cílem bylo nejpĜesnČjší dodržení pĜedem stanovené doby kondicionování a tím i trvání kontaktu mezi zakaleným olejem, pĜídavnými látkami a kyselinou citrónovou (20 %). MČly by být vylouþeny delší doby kontaktu pĜidaných látek v upraveném oleji kvĤli delšímu procesu þištČní. Celková kontaminace už vyþištČných olejĤ byla v rozmezí 3 - 12mg/kg, tzn., že byla udržována vždy pod hranicí 24 mg/kg dané v normČ DIN V 51605.

106


In order to guarantee constant oil quality over the entire trial period, turbid oil samples were taken from the storage tank at intervals of two weeks. Later, this period was extended to four weeks. These samples were cleaned and the pure oil produced was analysed based on parameters according to DIN V 51605. The treated and cleaned oils were examined for the parameters phosphorus (DIN EN 14107), calcium and magnesia (E DIN EN 14538), total contamination (DIN EN 12662), acid number (DIN EN 14104), oxidation stability (DIN EN 14112), ash content (DIN EN ISO 6245) and water content (DIN EN ISO 12937). In addition, an ICP element screening was carried out for all samples in order to detect potential contaminations of the pure oil due to the treatment with added substances.

Aby byla zajištČna stálá jakost oleje po celé období pokusĤ, byly odebírány vzorky zakaleného oleje ze zásobní nádrže v intervalech dvou týdnĤ. PozdČji byla tato doba prodloužena na þtyĜi týdny. Tyto vzorky byly vyþištČny a vzniklý þistý olej byl analyzován na charakteristické parametry podle normy DIN V 51605. Upravené a vyþištČné oleje byly zkoušeny na parametry uvedené v pĜíslušných normách: fosfor (DIN EN 14107), vápník a hoĜþík (DIN EN 14538), celkové zneþištČní (DIN EN 12662), þíslo kyselosti (DIN EN 14104), oxidaþní stálost (DIN EN 14112), obsah popela (DIN EN ISO 6245) a obsah vody (DIN EN ISO 12937). KromČ toho byla provedena podrobná kontrola ICP prvkĤ u všech vzorkĤ, aby tak mohlo být zjištČno pĜípadné zneþištČní þistého oleje v dĤsledku pĜidaných pĜísad.

2.2 Trials at pilot plant scale I In trials at pilot plant scale I, rapeseed oil with contents of phosphorus, calcium and magnesia already below the limits according to DIN V 51605 was treated with six chosen added substances from the laboratory trials and citric acid (20 %) for 30 min at the predetermined temperature of 45 °C and then cleaned. The chosen period of conditioning (30 min) and oil temperature while conditioning (45 °C) derive from the experiences at laboratory scale, where best results were achieved. The contents of phosphorus, calcium and magnesia should be reduced close to the detection limit (1 mg/kg). After treatment and filtration the gained oil was analysed for relevant parameters according to DIN V 51605. With these trials both, the effectiveness of the chosen added substances and citric acid (20 %) as well as the suitability of such techniques for small-scaled rapeseed oil processing was examined. The cleaning process was organized like it is typical for smallscaled oil mills, using a chamber filter press, to investigate the maintained special developing effectiveness of diatomaceous earths, celluloses and bleaching earths inside the filter cake for the reduction of the contents of phosphorus, calcium and magnesia in the treated oil. With cleaning the oil by means of centrifugation and filtration at the trials at laboratory scale, this investigation was not possible. External practical experiences with the diatomaceous earths DE1 and DE2, the celluloses CE1 and CE2 and the bleaching earth mixture BEM show differing results to the trials at laboratory scale. Therefore, further investigations with these added substances should be carried out by using a chamber filter press. It was also planned to examine, whether the addition of citric acid (20 %) to the turbid oil has an influence on the structure of the filter cake, the function of the chamber filter press, the filtering characteristics of the treated oil and the reachable oil quality.

2.2 Pokusy v poloprovozním mČĜítku I V pokusech v poloprovozním mČĜítku I byl Ĝepkový olej s obsahem fosforu, vápníku a hoĜþíku s hodnotami již pod limity uvedenými v normČ DIN V 51605, s šesti vybranými pĜísadami z laboratorních pokusĤ a kyselinou citrónovou (20 %) zahĜát na pĜedem stanovenou teplotu 45 oC po dobu 30 minut a potom vyþištČn. Stanovená doba kondicionování (30 minut) a teplota oleje pĜi kondicionování (45 oC) vycházejí ze zkušeností získaných v laboratorních podmínkách, kde bylo dosaženo nejlepších výsledkĤ. Obsahy fosforu, vápníku a hoĜþíku by se mČly snížit na hodnotu blízkou hranici detekce tj. 1 mg/kg. Po úpravČ a filtraci byl získaný olej analyzován na dĤležité parametry v souladu s normou DIN V 51605. TČmito pokusy byly zkoumány jak efektivnost vybraných pĜísad a kyseliny citrónové (20 %), tak i vhodnost takovýchto postupĤ pro malé závody zpracovávající Ĝepkový olej. Proces þištČní byl provádČn tak, jak je to obvyklé v malých lisovnách oleje s použitím kalolisu a zkoumala se efektivnost pĤsobení kĜemelin, celulóz a bČlících hlinek uvnitĜ filtraþního koláþe na snížení obsahĤ fosforu, vápníku a hoĜþíku v upraveném oleji. Tento zpĤsob þištČní nemohl být provádČn odstĜedČním a filtrací, jak se to dČlá v laboratorních pokusech. Praktické zkušenosti s kĜemelinami DE1 a DE2, celulózami CE1 a CE2 a smČsi s bČlící hlinkou BEM dávají výsledky odlišné od tČch, kterých bylo dosaženo v laboratorních pokusech. Proto by mČlo být provedeno další zkoumání tČchto pĜísad s použitím kalolisu. Zkoumáno bylo rovnČž, zda pĜidání kyseliny citrónové (20 %) do zakaleného oleje má vliv na strukturu filtraþního koláþe, funkci kalolisu, filtraþní charakteristiky upraveného oleje a dosažitelnou kvalitu oleje.

107


After pressing the rapeseeds, the turbid oil was stored in portions of about 200 liter in barrels until the trials were carried out. By this, homogeneous oil batches including the turbid matter contained in the oil could be supplied for each single trial. For each trial, the turbid oil from one barrel was filled into a tank, heated to 45 °C under permanent homogenisation and treated variously as shown in Table 3.

Po lisování semen Ĝepky byl zakalený olej skladován v sudech o obsahu pĜibližnČ 200 litrĤ až do doby, kdy byly provádČny pokusy. Takto mohly být dodávány pro každý jednotlivý pokus homogenní šarže oleje vþetnČ zakalené hmoty v nČm obsažené. Pro každý pokus byl zakalený olej z jednoho sudu naplnČn do nádrže, zahĜátý na 45 o C za neustálé homogenizace a upravený tak, jak je to uvedeno v tab. 3.

Table 3: Description of experimental variants (trials at pilot plant scale I) depending on concentration of added substances, oil temperature while conditioning, period of conditioning and concentration of added citric acid (20 %) coding of samples at pilot plant scale I unit 0-45 0-45-C 0,5-45 0,5-45-C concentration weight-% 0,0 0,0 0,5 0,5 of added substance oil temperature °C 45 45 45 45 while conditioning period min 30 30 30 30 of conditioning concentration weight-% 0,0 0,35 0,0 0,35 of added citric acid (20 %) Tabulka 3: Popis pokusných variant (pokusy v poloprovozním mČĜítku I) v závislosti na koncentraci pĜísad, teplotČ oleje pĜi kondicionování, dobČ kondicionování a koncentraci pĜidané kyseliny citrónové (20%) Oznaþení vzorkĤ kódy v poloprovozním mČĜítku I Jednotka 0-45 0-45-C 0,5-45 0,5-45-C Koncentrace pĜidané látky % m/m 0,0 0,0 0,5 0,5 Teplota oleje bČhem o C 45 45 45 45 kondicionování Doba kondicionování min. 30 30 30 30 Koncentrace pĜidané % m/m 0,0 0,35 0,0 0,35 kyseliny citrónové (20 %) When citric acid (20 %) was added, the acid was first stirred into the oil for 15 minutes as soon as the turbid oil had reached the desired temperature. Only afterwards the prepared substance quantity was added to the turbid oil-citric acid mixture, which was subsequently conditioned at the set temperature of 45 °C for the determined period of 30 minutes. After filtration with a chamber filter press, the total contamination of the cleaned oil samples was between 2 to 22 mg/kg and thus, always below the limit of 24 mg/kg according to DIN V 51605. Analogous to the trials at laboratory scale, the treated and cleaned oils were analysed.

Poté byla pĜidána kyselina citrónová (20 %), která byla nejprve zamíchána do oleje za 15 minut poté co zakalený olej dosáhl požadovanou teplotu. Teprve potom bylo pĜidáno pĜipravené množství pĜísady ke smČsi zakaleného oleje a kyseliny citrónové, která byla následnČ kondicionována pĜi stanovené teplotČ 45 oC po dobu 30 minut. Po filtraci na kalolisu se pohybovala celková kontaminace vzorkĤ þistého oleje v rozmezí od 2 do 22 mg/kg a tedy pod hranicí stanovenou v normČ DIN V 51605. StejnČ jako v pĜípadČ laboratorních pokusĤ byly upravené a vyþištČné oleje analyzovány.

2.3 Trials at pilot plant scale II In trials at pilot plant scale II, rapeseed oil with contents of phosphorus, calcium and magnesia above the limits according to DIN V 51605 was treated with two promising added substances from the trials at pilot plant scale I, should be examined as well as the suitability of such scaled oil mills. The rapeseed oil was also treated with citric acid (40 %) and cellulose as a filter aid in different combinations. These trials were done analogous to the trials at pilot plant scale I.

2.3 Pokusy v poloprovozním mČĜítku II V pokusech v poloprovozním mČĜítku II byl upravován Ĝepkový olej s obsahem fosforu, vápníku a hoĜþíku nad limitní hodnoty uvedené v normČ DIN V 51605 dvČma slibnými pĜísadami použitými v pokusech v poloprovozním mČĜítku I, u kterých se pĜedpokládá, že budou nejvhodnČjší pro použití v malých lisovnách oleje. ěepkový olej byl také upravován kyselinou citrónovou (40 %) a celulózou jako pomocným prostĜedkem pĜi filtraci v rĤzných kombinacích. Pokusy byly provádČny obdobnČ jako pokusy v poloprovozním mČĜítku I.

108


By this, the effectiveness of the two chosen added substances, citric acid (40 %) and cellulose as a filter aid to reduce the contents of phosphorus, calcium and magnesia in rapeseed oil fuel from a level above the limits according to DIN V 51605 should be examined as well as the suitability of such techniques for the after treatment of rapeseed oil fuel at small-scaled oil mills. Further it was the aim of these trials to examine, whether it is possible to avoid an increasing water content in the oil by using higher concentrated citric acid. An overview of the trial variants is given in Table 4. With 3 to 23 mg/kg, the total contamination of the cleaned oils was always kept below the limit of 24 mg/kg according to DIN V 51605. Analogous to the trials before, the treated and cleaned oils were analysed.

Tímto zpĤsobem se zkoumá úþinek dvou vybraných pĜísad, kyseliny citrónové (40 %) a celulózy jako pomocného prostĜedku pro filtraci na snížení obsahĤ fosforu, vápníku a hoĜþíku v palivu Ĝepkového oleje, které pĜevyšují limitní hodnoty uvedené v normČ DIN V 51605 a rovnČž vhodnost takovýchto postupĤ pro následnou úpravu paliva z Ĝepkového oleje v malých lisovnách. Dále bylo cílem tČchto pokusĤ zkoumat, zda je možné zamezit zvýšenému obsahu vody v oleji použitím koncentrovanČjší kyseliny citrónové. PĜehled pokusných variant je uveden v tab. 4. Celková kontaminace vyþištČných olejĤ se pohybovala v rozmezí 3 až 23 mg/kg , což bylo stále pod limitní hodnotou 24 mg/kg uvedenou v normČ DIN V 51605. StejnČ jako u pĜedchozích pokusĤ i tady byly upravené a vyþištČné oleje analyzovány.

Table 4: Description of experimental variants (trials at pilot plant scale II) depending on concentration of added substances, oil temperature while conditioning, period of conditioning, concentration of added citric acid (40 %) and concentration of added filter aid coding of samples at pilot plant scale II unit 0-45 0-45-C 0-45-C-F 1-45 1-45-C 1-45-C-F concentration weight-% 0,0 0,0 0,0 1,0 1,0 1,0 of added substance oil temperature °C 45 45 45 45 45 45 while conditioning period min 30 30 30 30 30 30 of conditioning concentration weight-% 0,0 0,175 0,175 0,0 0,175 0,175 of added citric acid (40 %) concentration weight-% 0,0 0,0 1,4 0,0 0,0 1,4 of added filter aid Tabulka. 4: Popis pokusných variant (pokusy v poloprovozním mČĜítku II) v závislosti na koncentraci pĜísad, teplotČ oleje pĜi kondicionování, dobČ kondicionování, koncentraci pĜidané kyseliny citrónové (40%) a koncentraci pomocného prostĜedku pro filtraci Oznaþení vzorkĤ kódy v poloprovozním mČĜítku II Jednotka 0-45 0-45-C 0-45-C-F 1-45 1-45-C 1-45-C-F Koncentrace pĜidané látky % m/m 0,0 0,0 0,0 1,0 1,0 1,0 Teplota oleje bČhem o C 45 45 45 45 45 45 kondicionování Doba kondicionování min. 30 30 30 30 30 30 Koncentrace pĜidané % m/m 0,0 0,175 0,175 0,0 0,175 0,175 kyseliny citrónové 40 %) Koncentrace pĜidaného % m/m 0,0 0,0 1,4 0,0 0,0 1,4 pomocného prostĜedku pĜi filtraci 3. Results 3.1 Trials at laboratory scale 3.1.1 Influence on the phosphorus content Given the high initial content, the addition of either silica gel SG1 or SG2 (1.0 weight-% each) allowed a significant reduction as compared with the reference sample, though not below the limit of 12 mg/kg according to DIN V 51605. The results are summarized in Figure 1. By adding cellulose CE1 at a concentration of 1.0 weight-% and an oil temperature of 45 °C, the phosphorus content is reduced by approximately 50 %.

3. Výsledky 3.1 Pokusy v laboratoĜi 3.1.1 Vliv na obsah fosforu PĜi vysokém poþáteþním obsahu tohoto prvku, zpĤsobilo pĜidání gelĤ kyseliny kĜemiþité SG1, nebo SG2 (v obou pĜípadech 1 % m/m) jeho významné snížení v porovnání se srovnávacím vzorkem, aþkoliv jeho hodnota neklesla pod hodnotu 12 mg/kg uvedené v normČ DIN V 51605. Výsledky jsou shrnuty na obr. 1. PĜidáním celulózy CE1 v koncentraci 1% hmotnostní a teplotČ oleje 45 oC se obsah fosforu snížil pĜibližnČ o 50 %.

109


Given an added quantity of 1.0 weight-% and an oil temperature of 45 °C, silica gel SG3, bleaching earths BE1 and BE2 and the bleaching earth mixture BEM also reduced the phosphorus content, though to a lesser extent. In this trial series, diatomaceous earths DE1 and DE2 had no or virtually no influence on the phosphorus content. The noticeably positive effect of higher added substance concentration at a higher temperature (SG2, SG3, CE1, BE1, BE2, BEM) does not apply to diatomaceous earths. The single addition of 1.0 weight-% of citric acid (20 %) at an oil temperature of 45 °C allows the phosphorus content to be reduced significantly below the limit of 12 mg/kg according to DIN V 51605. The combination of citric acid (20 %) and added substances seems only beneficial for bleaching earths BE1 and BE2 as well as the bleaching earth mixture BEM in order to reduce the phosphorus content even more.

PĜidáním 1% m/m a pĜi teplotČ 45 oC gel kyseliny kĜemiþité SG3, bČlící hlinky BE1 a BE2 a smČs bČlících hlinek BEM rovnČž snížily obsah fosforu, aþkoliv v menší míĜe. V tČchto pokusných sériích nemČly kĜemeliny DE1 a DE2 prakticky žádný vliv na obsah fosforu. PozoruhodnČ pozitivní úþinek vyšší koncentrace pĜísad pĜi vyšší teplotČ (SG2, SG3, CE1, BE1, BE2, BEM) neplatí pro kĜemeliny. Jedno pĜidání 1 % m/m kyseliny citrónové (20 %) pĜi teplotČ 45 oC umožní významné snížení obsahu fosforu pod hranici 12 mg/kg uvedené v normČ DIN V 51605. Kombinace kyseliny citrónové (20 %) a pĜísad se zdá být prospČšná pouze u bČlících hlinek BE1 a BE2 a rovnČž u smČsi bČlících hlinek BEM, kde dochází dokonce k ještČ vČtšímu snížení obsahu fosforu.

3.1.2 Influence on the sum of contents of calcium and magnesia In the present series of trials, only the addition of 1.0 weight-% of silica gel SG2 enables the sum of contents of calcium and magnesia to be reduced below the limit of 20 mg/kg according to DIN V 51605. The results of the trial series with regard to the sum of contents of calcium and magnesia are shown in Figure 2. In this trial series, diatomaceous earths DE1 and DE2, celluloses CE1 and CE2 and silica gel SG3 exerted no or virtually no influence on the sum of contents of calcium and magnesia. At a concentration of 1.0 weight-%, silica gel SG1 reduces the sum of contents of calcium and magnesia by about 50 %, though not below the limit of 20 mg/kg. At a concentration of 1.0 weight-%, bleaching earths BE1 and BE2 as well as the bleaching earth mixture BEM enable the sum of contents of calcium and magnesia to be reduced only slightly. The noticeably positive effect of higher added substance concentration at higher temperatures on the reduction of the element content, which was determined for phosphorus, is less pronounced in the case of calcium and magnesia. Such an effect can only be detected, if silica gels SG1, SG2 and SG3, bleaching earth BE2 and the bleaching earth mixture BEM are used. The addition of 1.0 weight-% of citric acid (20 %) at an oil temperature of 45 °C allows the sum of contents of calcium and magnesia to be reduced from initially 52 mg/kg to 1.6 mg/kg. The combination of citric acid (20 %) and added substances has virtually no additional reducing effect on the sum of contents of calcium and magnesia. In all analyses of the oils treated with citric acid (20 %), the magnesia content was below the detection limit.

3.1.2 Vliv na souhrn obsahĤ vápníku a hoĜþíku V souþasné sérii pokusĤ umožĖuje pouze pĜidání 1 % m/m gelu kyseliny kĜemiþité SG2 snížení souhrnu obsahĤ vápníku a hoĜþíku pod hranici 20 mg/kg uvedené v normČ DIN V 51605. Výsledky sérií pokusĤ týkající se souhrnu obsahĤ vápníku a hoĜþíku jsou uvedeny na obr. 2. V tČchto sériích pokusĤ kĜemeliny DE1 a DE2, celulózy CE1 a CE2 a gel kyseliny kĜemiþité SG3 nemČly buć vĤbec žádný, nebo témČĜ žádný vliv na souhrn obsahĤ vápníku a hoĜþíku. PĜi koncentraci 1 % m/m snižuje gel kyseliny kĜemiþité SG1 souhrn obsahĤ vápníku a hoĜþíku pĜibližnČ o 50 %, aþkoliv ne pod hranici 20 mg/kg. PĜi koncentraci 1 % m/m bČlící hlinky BE1 a BE2 a rovnČž smČs bČlících hlinek BEM umožĖují pouze mírné snížení obsahĤ vápníku a hoĜþíku. PozoruhodnČ pozitivní úþinek vyšší koncentrace pĜidané látky za vyšších teplot na snížení obsahu prvku, který byl zjištČn u fosforu, je ménČ výrazný v pĜípadČ vápníku a hoĜþíku. Takový úþinek mĤže být zjištČn pouze tehdy, jestliže se použijí gely kyseliny kĜemiþité SG1, SG2 a SG3, bČlící hlinka BE2 a smČs bČlících hlinek BEM. PĜidání 1 % m/m kyseliny citrónové (20%) pĜi teplotČ oleje 45 oC umožní, aby byl souhrn obsahĤ vápníku a hoĜþíku snížen z pĤvodních 52 mg/kg na 1,6 mg/kg. Kombinace kyseliny citrónové (20 %) a pĜidaných látek nemČla prakticky žádný dodateþný vliv na snížení souhrnu obsahĤ vápníku a hoĜþíku. Ve všech analýzách olejĤ s pĜidanou kyselinou citrónovou (20 %) zĤstal obsah hoĜþíku pod hranicí detekce.

110


100 mg/kg

phosphorus content

80 70 60 50 40 limit value DIN V 51605

30

0 - 25

0,2 - 25

0 - 45

0,2 - 45 1 - 25 1 - 45

20

0 - 45 - C

1 - 45 - C

10 0 ZS

DE1 DE2 SG1 SG2 SG3 CE1 CE2 BE1 BE2 BEM

C: citric acid (20 %)

added substance

period of conditioning:

30 min

Figure 1: Phosphorus content (DIN EN 14107) of rapeseed oil samples after treatment without/with added substances, without/with citric acid (20 %), with variation of oil temperature during conditioning (trials at laboratory scale) Obr. 1: Obsah fosforu (DIN EN 14107) vzorkĤ Ĝepkového oleje po pĜidání pĜísad, nebo bez jejich pĜidání, bez pĜidání, nebo s pĜidáním kyseliny citrónové (20%) za rĤzných teplot oleje v prĤbČhu kondicionování (pokusy v laboratorním mČĜítku) 80 mg/kg

0 - 25

0,2 - 25

0 - 45

0,2 - 45

sum of contents of calcium and magnesia

1 - 25

60

1 - 45 0 - 45 - C

50

1 - 45 - C

40 limit value DIN V 51605

30 20 10 0

X

ZS

X

X

X

X

X

X

X

X

O X

X


C: citric acid (20 %) O result of analysis for Ca below detection limit X result of analysis for Mg below detection limit

added substance

period of conditioning:

30 min

Figure 2: Sum of contents of calcium and magnesia (E DIN EN 14538) of rapeseed oil samples after treatment without/with added substances, without/with citric acid (20 %), with variation of oil temperature during conditioning (trials at laboratory scale) Obr. 2: Souhrn obsahĤ vápníku a hoĜþíku (E DIN EN 14538) ve vzorcích Ĝepkového oleje po pĜidání pĜísad, nebo bez jejich pĜidání, bez pĜidání, nebo s pĜidáním kyseliny citrónové (20%) za rĤzných teplot oleje v prĤbČhu kondicionování (pokusy v laboratorním mČĜítku)

3.2 Trials at pilot plant scale I 3.2.1 Influence on the phosphorus content As compared with the reference sample, the addition of silica gel SG2 at a concentration of 0.5 weight-% allowed the phosphorus content of the oil to be reduced significantly from 7.2 mg/kg to 1.2 mg/kg. The results are summarized in Figure 3.

3.2 Pokusy v poloprovozním mČĜítku I 3.2.1 Vliv na obsah fosforu PĜi porovnání se srovnávacím vzorkem, pĜidání gelu kyseliny kĜemiþité SG2 v koncentraci 0,5 % m/m vedlo k výraznému snížení obsahu fosforu v oleji ze 7,2 mg/kg na 1,2 mg/kg. Výsledky jsou shrnuty na obr. 3.

111


By adding either silica gel SG3, bleaching earth BE2 or the bleaching earth mixture BEM, a reduction of the phosphorus content was detected, though with 4.4 mg/kg (SG3), 4.8 mg/kg (BE2) and 5.0 mg/kg (BEM) to a lesser extent. In this trial series, diatomaceous earth DE1 and cellulose CE1 had no influence on the phosphorus content. The addition of 0.35 weight-% of citric acid (20 %) at an oil temperature of 45 °C allows the phosphorus content only to be reduced from 7.2 mg/kg to 6.1 mg/kg. The combination of citric acid (20 %) and added substances allows a more significant reduction of the phosphorus content of the oil. With silica gel SG2, this combination offers no extra positive effect. By adding diatomaceous earth DE1 and cellulose CE1 in combination with citric acid (20 %), the phosphorus content of the oil could be reduced better, compared to the single addition of citric acid (20 %). The combination of citric acid (20 %) and silica gel SG3, bleaching earth BE2 and the bleaching earth mixture BEM enables the reduction of the phosphorus content of the oil nearly to the level when treated with silica gel SG2.

PĜidáním gelu kyseliny kĜemiþité SG3, bČlící hlinky BE2, nebo smČsi bČlících hlinek BEM bylo zjištČno snížení obsahu fosforu, aþkoliv pĜi množstvích 4,4 mg/kg (SG3), 4,8 mg/kg (BE2) a 5,0 mg/kg (BEM) to bylo v menší míĜe. V této ĜadČ pokusĤ kĜemelina DE1 a celulóza CE1 nemČly žádný vliv na obsah fosforu. PĜidáním 0,35 % m/m kyseliny citrónové (20%) se sníží pĜi teplotČ oleje 45 oC obsah fosforu pouze ze 7,2 mg/kg na 6,1 mg/kg. Kombinace kyseliny citrónové (20%) a pĜísad umožĖuje výraznČjší snížení obsahu fosforu v oleji. S gelem kyseliny kĜemiþité SG2 nemá tato kombinace nijak zvlášĢ pozitivní úþinek. PĜidáním kĜemeliny DE1 a celulózy CE1 v kombinaci s kyselinou citrónovou (20%) by mohl být obsah fosforu snížen více, než pĜidáním samotné kyseliny citrónové (20%). Kombinace kyseliny citrónové (20%) a gelu kyseliny kĜemiþité SG3, bČlící hlinky BE2 smČsi bČlících hlinek BEM umožní snížení obsahu fosforu v oleji témČĜ na stejnou úroveĖ jako pĜi pĜidání gelu kyseliny kĜemiþité SG2.

3.2.2 Influence on the sum of contents of calcium and magnesia The practised treatment of the oil with added substances and citric acid (20 %) leads to similar results for the sum of contents of calcium and magnesia like for the parameter phosphorus content. Compared to the reference sample, the addition of silica gel SG2 at a concentration of 0.5 weight-% significantly reduced the sum of contents of calcium and magnesia from 11.5 mg/kg to 1.7 mg/kg. The results are shown in Figure 4. By adding silica gel SG3, bleaching earth BE2 and the bleaching earth mixture BEM, a reduction of the sum of contents of calcium and magnesia was also observed, though with 6.9 mg/kg (SG3), 7.9 mg/kg (BE2) and 8.5 mg/kg (BEM) less than with silica gel SG2. In this trial series, diatomaceous earth DE1 and cellulose CE1 had no influence on the sum of contents of calcium and magnesia. The addition of 0.35 weight-% of citric acid (20 %) at an oil temperature of 45 °C allows the sum of contents of calcium and magnesia only to be reduced from 11.5 mg/kg to 9.4 mg/kg. The combination of citric acid (20 %) and added substances allows a more significant reduction of the sum of contents of calcium and magnesia of the oil. By adding diatomaceous earth DE1 and cellulose CE1 in combination with citric acid (20 %), the sum of contents of calcium and magnesia of the oil could be reduced better, compared to the single addition of citric acid (20 %).

3.2.2 Vliv souhrnu obsahĤ vápníku a hoĜþíku Použité úpravy oleje pĜidáním pĜísad a kyseliny citrónové (20%) pĜináší podobné výsledky u souhrnu obsahĤ vápníku a hoĜþíku jako je tomu v pĜípadČ obsahu fosforu. V porovnání se srovnávacím vzorkem pĜidání gelu kyseliny kĜemiþité SG2 v koncentraci 0,5 % m/m výraznČ snížilo souhrn obsahĤ vápníku a hoĜþíku z 11,5 mg/kg na 1,7 mg/kg. Výsledky jsou zobrazeny na obr. 4. PĜidáním gelu kyseliny kĜemiþité SG3, bČlící hlinky BE2 a smČsi bČlících hlinek BEM bylo rovnČž pozorováno snížení souhrnu obsahĤ vápníku a hoĜþíku, aþkoliv pĜi hodnotách 6,9 mg/kg (SG3), 7,9 mg/kg (BE2) a 8,5 mg/kg (BEM) bylo ménČ výrazné než u gelu kyseliny kĜemiþité SG2. V této ĜadČ pokusĤ nemČly kĜemelina DE1 a celulóza CE1 žádný vliv na souhrn obsahĤ vápníku a hoĜþíku. PĜidání 0,35 % m/m kyseliny citrónové (20%) pĜi teplotČ oleje 45 oC umožĖuje snížení souhrnu obsahĤ vápníku a hoĜþíku pouze z 11,5 mg/kg na 9,4 mg/kg. Kombinace kyseliny citrónové (20%) a pĜísad umožĖuje výraznČjší snížení souhrnu obsahĤ vápníku a hoĜþíku v oleji. PĜidáním kĜemeliny DE 1 a celulózy CE1 v kombinaci s kyselinou citrónovou (20%) by mohl být souhrn obsahĤ vápníku a hoĜþíku v oleji snížen více ve srovnání s pĜidáním pouze kyseliny citrónové (20%).

112


16 limit value DIN V 51605

mg/kg

0 - 45

0,5 - 45

0 - 45 - C

0,5 - 45 - C

phosphorus content

12 10 8 6 4 2 0 ZS



added substance

oil temperature: period of conditioning:

45 °C 30 min

Figure 3: Phosphorus content (DIN EN 14107) of rapeseed oil samples after treatment without/with added substances, without/with citric acid (20 %) (trials at pilot plant scale I) Obr. 3: Obsah fosforu (DIN EN 14107) ve vzorcích Ĝepkového oleje bez pĜidání pĜísad nebo s nimi, bez kyseliny citrónové (20%) nebo s ní (pokusy v poloprovozním mČĜítku I) 26 mg/kg 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

0 - 45

0,5 - 45

0 - 45 - C

0,5 - 45 - C


limit value DIN V 51605

ZS



added substance


45 °C 30 min

Figure 4: Sum of contents of calcium and magnesia (E DIN EN 14538) of rapeseed oil samples after treatment without/with added substances, without/with citric acid (20 %) (trials at pilot plant scale I) Obr. 4: Souhrn obsahĤ vápníku a hoĜþíku (E DIN EN 14538) ve vzorcích Ĝepkového oleje bez pĜidání pĜísad nebo s nimi, bez kyseliny citrónové (20%) nebo s ní (pokusy v poloprovozním mČĜítku I) 3.2.3 Influence on other quality parameters The acid number as another quality parameter of rapeseed oil fuel was apparently negatively influenced by the treatments carried out with added substances and citric acid (20 %). The limit of 2.0 mg KOH/g according to DIN V 51605 was already exceeded slightly with the untreated reference sample. First it was not possible to verify, whether the increase of the acid number occurred because of the treatment with added substances and citric acid (20 %). Further examinations showed, that the acid number was increasing with an increasing contact time of the turbid matter contained in the uncleaned oil, independent of the treatment with added substances and citric acid (20 %). The oxidation stability was not influenced by the treatments carried out with added substances and citric acid (20 %). The addition of silica gel SG2 to the oil led to a considerable increase in the water content from 676 mg/kg to 971 mg/kg and thus exceeded the limit of 750 mg/kg according to DIN V 51605. The treatment of the oil with all other added substances however reduced the water content in the oil, most significantly with diatomaceous earth DE1.

3.2.3 Vliv na jiné kvalitativní parametry ýíslo kyselosti, jako další parametr kvality paliva z Ĝepkového oleje, bylo zjevnČ negativnČ ovlivnČno pĜidáním pĜísad a kyseliny citrónové (20 %). Hranice 2,0 mg KOH/g uvedená v normČ DIN V 51605 byla mírnČ pĜekroþena již v pĜípadČ srovnávacího vzorku bez pĜidaných látek. Nebylo možné ovČĜit zda ke zvýšení þísla kyselosti došlo v dĤsledku pĜidání pĜísad a kyseliny citrónovČ (20 %). Další zkoumání ukázala, že se þíslo kyselosti zvyšovalo s prodlužováním doby kontaktu zakalené hmoty obsažené v nevyþištČném oleji nezávisle na pĜidání pĜísad a kyseliny citrónové (20 %). Oxidaþní stálost nebyla ovlivnČna pĜidáním pĜísad a kyseliny citrónové (20 %). PĜidání gelu kyseliny kĜemiþité SG2 do oleje vedlo ke znaþnému zvýšení obsahu vody z 676 mg/kg na 971 mg/kg a tak k pĜekroþení limitní hodnoty 750 mg/kg uvedené v normČ DIN V 51 605. Avšak pĜidání všech ostatních pĜísad snížilo obsah vody v oleji, nejvíce to bylo v pĜípadČ kĜemeliny DE1.

113


The single addition of citric acid (20 %) to the oil did not influence the water content in the oil. The combination of citric acid (20 %) and added substances led to an increase in the water content above the limit of 750 mg/kg according to DIN V 51605. With silica gel SG2 and citric acid (20 %), the water content increased to the maximum of 1.013 mg/kg. Based on the results of these trials citric acid (20 %) seems to be not suitable in combination with added substances for the use at small-scaled oil mills. An enrichment with elements in rapeseed oil fuel from the added substances during the trials at laboratory scale was not observed at the trials at pilot plant scale I. The contents of elements such as iron, potassium, copper, sodium, silicon and zinc were close to the detection limit. The oil volume flow rate during filtration was affected negatively by citric acid (20 %), if it was used in combination with the added substances, especially by using silica gel SG2. The single use of citric acid (20 %) did not have any impact on the oil volume flow rate during filtration. The results are summarized in Figure 5. Diatomaceous earth DE1 and cellulose CE1 showed their beneficial effect as a filter aid by improving the oil volume flow rate and above that, the filter cake was better to remove and the chamber filter press easier to clean. With citric acid (20 %) opposite properties concerning the structure of the filter cake were found and the chamber filter press was harder to clean.

Samotné pĜidání kyseliny citrónové (20 %) do oleje neovlivnilo obsah vody v oleji. Kombinace kyseliny citrónové (20 %) a pĜidaných pĜísad vedla ke zvýšení obsahu vody nad hranici 750 mg/kg uvedené v normČ DIN V 51605. PĜi pĜidání gelu kyseliny kĜemiþité SG2 a kyseliny citrónové (20 %) se obsah vody zvýšil až na maximální hodnotu 1013 mg/kg. Na základČ výsledkĤ tČchto pokusĤ se zdá, že kyselina citrónová (20 %) není vhodná v kombinaci s pĜísadami pro použití v malých lisovnách oleje. UvolĖování prvkĤ z dodaných pĜísad do paliva z Ĝepkového oleje zjištČné v prĤbČhu laboratorních pokusĤ nebylo zaznamenáno u pokusĤ v poloprovozním mČĜítku I. Obsahy prvkĤ jako jsou železo, draslík, mČć, sodík, kĜemík a zinek byly tČsnČ u hranice detekce. PrĤtoková rychlost oleje bČhem filtrace byla negativnČ ovlivnČna kyselinou citrónovou (20 %), jestliže byla použita v kombinaci s pĜísadami, zvláštČ pak gelem kyseliny kĜemiþité SG2. Samotné použití kyseliny citrónové (20 %) nevykazovalo žádný vliv na prĤtokovou rychlost oleje pĜi filtraci. Výsledky jsou shrnuty na obr. 5. KĜemelina DE1 a celulóza CE1 prokázaly svĤj pĜíznivý úþinek jako pomocný prostĜedek pĜi filtraci zvýšením prĤtokové rychlosti oleje. KromČ toho se dal lépe odstranit filtraþní koláþ a kalolis bylo možné snáze vyþistit. PĜi použití kyseliny citrónové (20 %) byly zjištČny negativní vlastnosti týkající se struktury filtraþního koláþe a rovnČž kalolis se obtížnČ þistil.

3.3 Trials at pilot plant scale II 3.3.1 Influence on the phosphorus content The results of the trials at pilot plant scale II are shown in Figure 6. By adding 1.0 weight-% bleaching earth BE2 the phosphorus content of the oil could be reduced significantly from 15.9 mg/kg to 10.4 mg/kg, silica gel SG3 (1.0 weight-%) only allowed a reduction of the phosphorus content to 13.7 mg/kg. The single addition of 0.175 weight-% of citric acid (40 %) at an oil temperature of 45 °C had only little effects on the reduction of the phosphorus content from 15.9 mg/kg to 13.2 mg/kg. According to the results of these trial variants, it seems to be better to use citric acid (40 %) in combination with bleaching earth BE2, instead of the single acid use. The additional combination of bleaching earth BE2 and citric acid (40 %) with the filter aid cellulose (1.4 weight-%) showed a beneficial effect in reducing the phosphorus content of the oil to 6.7 mg/kg, which was the best result of this trial series. The used filter aid cellulose gave a more favourable structure to the filter cake. By this, the oil with the added bleaching earth BE2 and citric acid (40 %) was likely to pass through the filter cake easier and the phosphorus content could be reduced more effectively.

3.3 Pokusy v poloprovozním mČĜítku II 3.3.1 Vliv na obsah fosforu Výsledky pokusĤ v poloprovozním mČĜítku II jsou uvedeny na obr. 6. PĜidáním 1 % m/m bČlící hlinky BE2 by mohl být obsah fosforu v oleji výraznČ snížen z 15,9 mg/kg na 10,4 mg/kg, zatímco gel kyseliny kĜemiþité SG3 (1 % m/m) umožĖuje snížení obsahu fosforu pouze na 13,7 mg/kg. Samotné pĜidání 0,175 % m/m kyseliny citrónové (40 %) pĜi teplotČ oleje 45 oC mČlo jen velmi malý úþinek na snížení obsahu fosforu, a to z 15,9 mg/kg na 13,2 mg/kg. Podle výsledkĤ tČchto pokusných variant se zdá být lepší použití kyseliny citrónové (40 %) v kombinaci s bČlící hlinkou BE2 než její samotné použití. Další kombinace bČlící hlinky BE2 a kyseliny citrónové (40 %) s celulózou jako pomocným prostĜedkem pĜi filtraci (1,4 % m/m) prokázala pozitivní úþinek na snížení obsahu fosforu v oleji na 6,7 mg/kg, což byl nejlepší výsledek v této pokusné ĜadČ. Celulóza použitá jako pomocný prostĜedek pro filtraci pomohla vytvoĜit pĜíznivČjší strukturu filtraþního koláþe. To umožnilo, že olej s pĜidanou bČlící hlinkou BE2 a kyselinou citrónovou (40 %) prochází snáze pĜes filtraþní koláþ a rovnČž obsah fosforu mĤže být úþinnČji snížen.

114

16 l/min 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 ZS

0 - 45

0,5 - 45

0 - 45 - C

0,5 - 45 - C



added substance


oil volume flow rate during filtration



16 l/min 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 ZS

45 °C 30 min

0 - 45

0,5 - 45

0 - 45 - C

0,5 - 45 - C



added substance


45 °C 30 min

Figure 5: Oil volume flow rate during filtration of rapeseed oil samples after treatment without/with added substances, without/with citric acid (20 %) (trials at pilot plant scale I) Obr. 5: PrĤtoková rychlost oleje bČhem filtrace vzorkĤ Ĝepkového oleje bez pĜidání pĜísad nebo s nimi, bez kyseliny citrónové (20%) nebo s ní ( pokusy v poloprovozním mČĜítku I) 20 mg/kg

phosphorus content

16

0 - 45

1 - 45

0 - 45 - C

1 - 45 - C

0 - 45 - C - F

1 - 45 - C - F

14 12 10 limit value DIN V 51605

8 6 4 2 0 ZS


C: citric acid (40 %) F: filter aid cellulose

added substance


45 °C 30 min

Figure 6: Phosphorus content (DIN EN 14107) of rapeseed oil samples after treatment without/with added substances, without/with citric acid (40 %), without/with filter aid (trials at pilot plant scale II) Obr. 6: Obsah fosforu (DIN EN 14107) ve vzorcích Ĝepkového oleje bez pĜidání pĜísad nebo s nimi, bez kyseliny citrónové (40%) nebo s ní, bez pomocného prostĜedku pĜi filtraci nebo s ním (pokusy v poloprovozním mČĜítku II) The combination of citric acid (40 %) and bleaching earth BE2 allowed a more significant reduction of the phosphorus content of the oil compared to the combination with silica gel SG3. With silica gel SG3 only the combination with citric acid (40 %) and the filter aid cellulose offers a reduction to the limit value at 12 mg/kg according to DIN V 51605.

Kombinace kyseliny citrónové (40 %) a bČlící hlinky BE2 umožnila úþinnČjší snížení obsahu fosforu v oleji ve srovnání s její kombinací s gelem kyseliny kĜemiþité SG3. PĜi použití tohoto gelu kyseliny kĜemiþité SG3 pouze jeho kombinace s kyselinou citrónovou (40 %) a celulózou jako pomocným prostĜedkem pĜi filtraci umožĖuje snížení na hodnotu 12 mg/kg uvedené v normČ DIN V 51605.

3.3.2 Influence on the sum of contents of calcium and magnesia Analogous to the trials at pilot plant scale I, the sum of contents of calcium and magnesia was influenced by the used added substances, citric acid (40 %) and the filter aid cellulose like the phosphorus content in this trial series. Figure 7 shows the results of the trials at pilot plant scale II. Citric acid (40 %) and the combination of citric acid (40 %) and the filter aid cellulose reduced the sum of contents of calcium and magnesia from 30.9 mg/kg only to 24.8 mg/kg and 28.2 mg/kg. With the single addition of 1.0 weight-% of silica gel SG3 a sum of contents of calcium and magnesia of 28.3 mg/kg was noticed. The combination of silica gel SG3 (1.0 weight-%) with 0.175 weight-%

3.3.2 Vliv na souhrn obsahĤ vápníku a hoĜþíku ObdobnČ jako u pokusĤ v poloprovozním mČĜítku I, byl souhrn obsahĤ vápníku a hoĜþíku ovlivnČn použitými pĜísadami, kyselinou citrónovou (40 %) a celulózou použitou jako pomocný prostĜedek pĜi filtraci. Na obr. 7 jsou zobrazeny výsledky pokusĤ v poloprovozním mČĜítku II. Kyselina citrónová (40 %) a kombinace kyseliny citrónové a celulózy použité jako pomocný prostĜedek pĜi filtraci snížily souhrn obsahĤ vápníku a hoĜþíku z 30,9 mg/kg pouze na 24,8 mg/kg a 28,2 mg/kg. PĜi pĜidání 1 % m/m samotného gelu kyseliny kĜemiþité byl souhrn obsahĤ vápníku a hoĜþíku 28,3 mg/kg. Kombinací gelu kyseliny kĜemiþité SG 3 (1 % m/m) s 0,175 % m/m kyseliny citrónové (40 %) a celulózou jako pomocným

115


citric acid (40 %) and the filter aid cellulose (1.4 weight-%) did not allow a reduction below the limit value of 20 mg/kg according to DIN V 51605. With bleaching earth BE2 the sum of contents of calcium and magnesia could be only reduced to 21.7 mg/kg, slightly above the limit value. By using the combination of bleaching earth BE2 and citric acid (40 %) the sum of contents of calcium and magnesia was reduced to 13.7 mg/kg and with the additional use of the filter aid cellulose it was even reduced to 11.9 mg/kg.


34 mg/kg 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

prostĜedkem pĜi filtraci (1,4 % m/m) nebylo dosaženo snížení pod hranici 20 mg/kg uvedené v normČ DIN V 51605. S bČlící hlinkou BE2 mohl být souhrn obsahĤ vápníku a hoĜþíku snížen pouze na 21,7 mg/kg, což je mírnČ nad limitní hodnotou. Použitím kombinace bČlící hlinky BE2 a kyseliny citrónové (40 %) se souhrn obsahĤ vápníku a hoĜþíku snížil na 13,7 mg/kg a s dodateþným pĜidáním celulózy jako pomocného prostĜedku pĜi filtraci dokonce až na 11,9 mg/kg.

0 - 45

1 - 45

0 - 45 - C

1 - 45 - C

0 - 45 - C - F

1 - 45 - C - F

limit value DIN V 51605

ZS



added substance


45 °C 30 min

Figure 7: Sum of contents of calcium and magnesia (E DIN EN 14538) of rapeseed oil samples after treatment without/with added substances, without/with citric acid (40 %), without/with filter aid (trials at pilot plant scale II) Obr. 7: Souhrn obsahĤ vápníku a hoĜþíku (E DIN EN 14538) ve vzorcích Ĝepkového oleje bez pĜidání pĜísad nebo s nimi, bez kyseliny citrónové nebo s ní, bez pomocného prostĜedku pĜi filtraci nebo s ním (pokusy v poloprovozním mČĜítku II) 3.3.3 Influence on other quality parameters Again, the acid number of the oil was apparently negatively influenced by some of the treatments carried out during the trials at pilot plant scale II. The limit of 2.0 mg KOH/g according to DIN V 51605 was exceeded by using citric acid (40 %) in combination with the filter aid cellulose. With silica gel SG3 or bleaching earth BE2 each in addition with citric acid (40 %) and the filter aid cellulose, the treated oil showed an acid number above the limit of 2.0 mg KOH/g, too. By using bleaching earth BE2 together with citric acid (40 %), the limit of the acid number was also exceeded. In this trial series it was possible to show, that the acid number was increasing with an increasing contact time of the turbid matter contained in the stored uncleaned oil, independent of the way of treatment. The turbid matter seems to lead to enzymatic processes by which free fatty acids get from the seed coat into the oil. However, at small-scaled oil mills the filtration of the oil is usually done soon after the oil pressing with only a veryshort time of storage. Thatway, there should be no negative influence on the acid number of the oil by an after treatment of the oil with the investigated substances.

3.3.3 Vliv na ostatní kvalitativní parametry ýíslo kyselosti oleje bylo opČt výraznČ negativnČ ovlivnČno nČkterými úpravami provedenými v prĤbČhu pokusĤ v poloprovozním mČĜítku II. Hraniþní hodnota 2,0 mg KOH/g podle normy DIN V 51605 byla pĜekroþena použitím kyseliny citrónové (40 %) v kombinaci s celulózou jako pomocným prostĜedkem pĜi filtraci. PĜi použití gelu kyseliny kĜemiþité SG3 nebo bČlící hlinky BE2, v obou pĜípadech s kyselinou citrónovou (40 %) a celulózou jako pomocným prostĜedkem pĜi filtraci pĜekroþilo þíslo kyselosti upraveného oleje rovnČž hodnotu 2,0 mg KOH/g. Použitím bČlící hlinky BE2 zároveĖ s kyselinou citrónovou (40 %) byla limitní hodnota þísla kyselosti rovnČž pĜekroþena. V této ĜadČ pokusĤ bylo možné prokázat, že þíslo kyselosti se zvyšovalo s prodlužující se kontaktní dobou zakalené hmoty obsažené v uskladnČném nevyþištČném oleji, bez ohledu na zpĤsob úprav oleje pĜidáním pĜísad. Zdá se, že pĜítomnost této zakalené hmoty vedla k enzymatickým procesĤm, jejichž prostĜednictvím se volné mastné kyseliny dostaly z osemení do oleje. Avšak, u malých lisoven je filtrace oleje obvykle provádČna brzy po jeho vylisování pĜi velmi krátké dobČ skladování. Takto by nemČlo dojít k žádnému negativnímu ovlivnČní þísla kyselosti oleje pĜidáním zkoumaných pĜísad.

116


As in trials at pilot plant scale I, the oxidation stability was not influenced treatment with added substances, citric acid (40 %) or the filter aid cellulose. The single use of citric acid (40 %) did not influence the water content. The combination of silica gel SG3 and bleaching earth BE2 with citric acid (40 %), and also the triple combination with citric acid (40 %) and the filter aid cellulose resulted in a higher water content. In this case, the water content of the untreated oil was analysed with 332 mg/kg, which can be rated as very low. This may have been the reason, why the limit of 750 mg/kg according to DIN V 51605 was not exceeded because of the practised treatments. Similar to the increasing acid number it was also noticed, that the water content was rising with an increasing contact time of the turbid matter contained in the stored uncleaned oil, independent of the treatment with added substances, citric acid (40 %) or the filter aid cellulose. The increase of the water content seems to be in relation with the increasing acid number. To avoid an increase of the water content in the oil, treatment and also the filtration have to take place soon after the oil pressing – as it is typical for small-scaled oil mills. Using higher concentrated citric acid (40 %) instead of citric acid (20 %), the water content in the oil is less increasing. An enrichment with elements in rapeseed oil fuel from the added substances during the trials at laboratory scale was also not noticed at the trials at pilot plant scale II. The oil volume flow rate during filtration was affected extremely negative by the single use of citric acid (40 %). In this case the filtration had to be stopped before finishing the cleaning process. For filtration of the oil samples (164.7 kg to 171.4 kg), 60 min to 195 min were necessary. For the oil sample, that was treated with citric acid (40 %), the filtration was stopped after 14 h with 15 kg unfiltrated oil remaining. The additional use of the filter aid cellulose besides citric acid (40 %) improved the filtration process significantly, even compared to the untreated zero sample. With the filter aid cellulose it was possible to offset the negative influence of citric acid (40 %) on the filterability of the treated oil. With silica gel SG3 the oil volume flow rate during filtration was a little bit higher than with bleaching earth BE2. The adverse effect of the combination with citric acid (40 %) to the filterability and the possible improvements with the filter aid cellulose were shown in both cases. Due to the use of the filter aid cellulose, the structure of the filter cake got a more favourable condition, which led to a higher oil volume flow rate during filtration. With the filter aid cellulose the filter cake was better to remove and the chamber filter press was easier to clean. The results are shown in Figure 8.

StejnČ jako v pokusech v poloprovozním mČĜítku I nebyla oxidaþní stálost ovlivnČna pĜidáním pĜísad, kyseliny citrónové (40 %) nebo celulózou použitou jako pomocný prostĜedek pĜi filtraci. Samotné použití kyseliny citrónové (40 %) nemČlo vliv na obsah vody. Avšak, kombinace gelu kyseliny kĜemiþité SG3 a bČlící hlinky BE2 s kyselinou citrónovou (40 %) a také trojnásobná kombinace s kyselinou citrónovou (40 %) a celulózou použitou jako pomocný prostĜedek pĜi filtraci mČly za následek vyšší obsah vody. V tomto pokusu byl zjištČn obsah vody v neupraveném oleji bez pĜísad 332 mg/kg, což je velmi nízká hodnota. To mĤže být dĤvodem, proþ nebyla pĜekroþena hranice 750 mg/kg uvedená v normČ DIN V 51605 ani po pĜidání pĜísad. PodobnČ jako tomu bylo v pĜípadČ þísla kyselosti, tak i u obsahu vody byl zaznamenán jeho nárĤst pĜi prodlužující se kontaktní dobČ zakalené hmoty obsažené ve skladovaném nevyþištČném oleji, bez ohledu na pĜidání pĜísad, kyseliny citrónové (40 %), nebo celulózy použité pĜi filtraci. Zdá se, že zvýšení obsahu vody mĤže souviset se zvyšujícím se þíslem kyselosti. Abychom zabránili zvýšení obsahu vody v oleji, musí se pĜidat pĜísady i provést filtrace brzy po jeho vylisování, jak se to provádí v malých lisovnách oleje. PĜi použití kyseliny citrónové o vyšší koncentraci (40 %) místo stejné kyseliny s nižší koncentrací (20 %) se obsah vody v oleji zvyšuje ménČ. UvolĖování prvkĤ z dodaných pĜísad do paliva z Ĝepkového oleje zjištČné v laboratorních pokusech nebylo zaznamenáno v pokusech v poloprovozním mČĜítku II. PrĤtok oleje bČhem filtrace byl mimoĜádnČ negativnČ ovlivnČn použitím samotné kyseliny citrónové (40 %). V tomto pĜípadČ musela být filtrace zastavena pĜed dokonþením procesu þištČní. Pro filtraci vzorkĤ oleje (164,7 kg až 171,4 kg) bylo zapotĜebí 60 až 195 min. V pĜípadČ vzorku oleje pĜidáním kyseliny citrónové (40 %) byla filtrace zastavena po 14 hod. s tím, že zbylo 15 kg nezfiltrovaného oleje. Dodateþné použití celulózy pĜi filtraci vedle použití citrónové kyseliny (40 %) výraznČ zlepšilo proces filtrace dokonce i ve srovnání se vzorkem bez pĜísad. S použitím celulózy jako pomocného prostĜedku pĜi filtraci bylo možné kompenzovat negativní vliv kyseliny citrónové (40 %) na filtrovatelnost upraveného oleje. PĜi použití gelu kyseliny kĜemiþité SG3 byla rychlost prĤtoku oleje v prĤbČhu filtrace o trochu vyšší než pĜi použití bČlící hlinky BE2. Negativní dopad kombinace s kyselinou citrónovou (40 %) na filtrovatelnost a naopak možná zlepšení pĜi použití celulózy pĜi filtraci byly prokázány v obou pĜípadech. V dĤsledku použití celulózy pĜi filtraci se zlepšila struktura filtraþního koláþe, což vedlo k vyšší rychlosti prĤtoku oleje v prĤbČhu filtrace. S celulózou pĜi filtraci bylo odstranČní filtraþního koláþe jednodušší a kalolis bylo možné snáze vyþistit. Výsledky ukazuje obr. 8.

117



8 l/min

0 - 45

1 - 45

0 - 45 - C

1 - 45 - C

0 - 45 - C - F

1 - 45 - C - F

6 5 4 3 2 1 0 ZS



added substance


45 °C 30 min

Figure 8: Oil volume flow rate during filtration of rapeseed oil samples after treatment without/with added substances, without/with citric acid (40 %), without/with filter aid (trials at pilot plant scale II) Obr. 8: Rychlost prĤtoku oleje bČhem filtrace vzorkĤ Ĝepkového oleje bez pĜidání pĜísad nebo s nimi, bez kyseliny citrónové (40%), nebo s ní, bez pomocného prostĜedku pĜi filtraci nebo s ním (pokusy v poloprovozním mČĜítku II) 4. Conclusions and Outlook At laboratory scale, the use of added substances allowed the contents of phosphorus, calcium and magnesia in rapeseed oil fuel to be reduced. Silica gel SG2 proved to be particularly suitable for this purpose. However, treatment with added substances (SG1, SG3, BE2, BEM) can also lead to an undesired enrichment with elements such as iron, potassium, copper, sodium, silicon and zinc in the oil. The use of citric acid (20 %) provides a relatively more noticeable reduction of the phosphorus, calcium and magnesia contents in rapeseed oil fuel. If a combination of added substances and citric acid (20 %) is used, the observed input of the mentioned elements by added substances can be avoided. In the laboratory, the combination of citric acid (20 %) with bleaching earths BE1 and BE2 and also with the bleaching earth mixture BEM provided the best results. During the trials at pilot plant scale I, using a chamber filter press to clean the oil, diatomaceous earth DE1 and cellulose CE1 also showed no effect to reduce the contents of phosphorus, calcium and magnesia in rapeseed oil fuel. By using silica gel SG2, the lowest contents of phosphorus, calcium and magnesia in rapeseed oil fuel were analysed with the single use of an added substance. The combination of added substances and citric acid (20 %) provides a relatively more noticeable reduction of the contents of phosphorus, calcium and magnesia in rapeseed oil fuel. Synergetical effects out of the combination of citric acid (20 %) and added substances for a more noticeable reduction of the contents of phosphorus, calcium and magnesia in rapeseed oil fuel were shown at pilot plant scale I with silica gel SG3, bleaching earth BE2 and the bleaching earth mixture BEM. The oil volume flow rate during filtration was affected negatively by citric acid (20 %) in combination with added substances.

4. ZávČry a perspektivy V laboratorním mČĜítku umožnilo použití pĜísad snížení obsahĤ fosforu, vápníku a hoĜþíku v palivu z Ĝepkového oleje. Bylo prokázáno, že zvláštČ vhodný pro tento úþel je gel kyseliny kĜemiþité SG2. Avšak, pĜidání dalších pĜísad (SG1, SG3, BE2, BEM) mĤže rovnČž vést k nežádoucímu uvolĖování prvkĤ jako jsou železo, draslík, mČć, sodík, kĜemík a zinek do oleje. Použití kyseliny citrónové (20 %) zpĤsobuje relativnČ významnČjší snížení obsahĤ fosforu, vápníku a hoĜþíku v palivu z Ĝepkového oleje. V pĜípadČ použití kombinace pĜísad a kyseliny citrónové (20 %) je možné zabránit uvolĖování zmínČných prvkĤ do oleje. V laboratoĜi bylo dosaženo nejlepších výsledkĤ v kombinaci kyseliny citrónové (20 %) s bČlícími hlinkami BE1 a BE2 a také se smČsí bČlících hlinek BEM. V prĤbČhu pokusĤ v poloprovozním mČĜítku I s použitím kalolisu k vyþištČní oleje nemČly kĜemelina DE1 a celulóza CE1 žádný vliv na snížení obsahĤ fosforu, vápníku a hoĜþíku v palivu z Ĝepkového oleje. Použitím gelu kyseliny kĜemiþité SG2 bylo dosaženo nejnižších obsahĤ fosforu, vápníku a hoĜþíku v palivu z Ĝepkového oleje ze všech variant, kdy byla pĜidána pouze jedna pĜísada. Kombinace pĜísad a kyseliny citrónové (20 %) zpĤsobila pomČrnČ výraznČjší snížení obsahĤ fosforu, vápníku a hoĜþíku v palivu z Ĝepkového oleje. SpolupĤsobení kombinace kyseliny citrónové (20 %) a pĜísad na výraznČjším snížení obsahĤ fosforu, vápníku a hoĜþíku v palivu z Ĝepkového oleje bylo zjištČno v poloprovozních pokusech I, kde byly jako pĜísady použity gel kyseliny kĜemiþité SG3, bČlící hlinka BE2 a smČs bČlících hlinek BEM. Rychlost prĤtoku oleje v prĤbČhu filtrace byla negativnČ ovlivnČna kyselinou citrónovou (20 %) v kombinaci s pĜísadami.

118


The addition of silica gel SG2 in combination with citric acid (20 %) to the oil led to an increasing water content and had a very negative effect on the filterability of the oil. Therefore, this treatment seems to be not preferable for the use at small-scaled oil mills. Diatomaceous earth DE1 and cellulose CE1 showed their beneficial effect as a filter aid by improving the oil volume flow rate. Above that, the filter cake was better to remove and the chamber filter press was easier to clean. With citric acid (20 %) the filter cake was not as easy to remove and the chamber filter press was harder to clean. Following the results of this trial series, citric acid (20 %) seems to be not suitable in combination with added substances for the use at small-scaled oil mills. The treatment of the used oil at the trials at pilot plant scale II with the combination of bleaching earth BE2, citric acid (40 %) and the filter aid cellulose showed the best results concerning the reduction of the contents of phosphorus, calcium and magnesia as well as the other investigated parameters. With this combination, the oil volume flow rate during filtration was not affected negatively compared to the zero sample. Differing to the trials at laboratory scale, the treatment with the added substances did not lead to an undesired enrichment with elements in rapeseed oil fuel at the trials at pilot plant scale I and II. The analysed contents of elements such as iron, potassium, copper, sodium, silicon and zinc were close to the detection limit. The influence of method and carrying out of the analysis on the results seems to be quite great. The positive effect of citric acid to reduce the contents of phosphorus, calcium and magnesia in rapeseed oil fuel was proved at laboratory and also at pilot plant scale I and II. The negative influence of the used citric acid (20 %) at pilot plant scale I on the oil volume flow rate during filtration could be avoided by using citric acid (40 %) at pilot plant scale II. By using higher concentrated citric acid, less water was brought into the oil. The beneficial effects of filter aids to the filtration process (higher oil volume flow rate during filtration, more favourable structure of the filter cake, chamber filter press easier to clean) should be used by adding a combination of added substances and citric acid to the oil. Diatomaceous earths are said to be unhealthy when breathing them in, because of the contained crystalline silicates. Celluloses are not harmful to the user’s health and can be used as a filter aid as shown. The effect of the added substance concentration with regard to the reduction of the element contents of phosphorus, calcium and magnesia is often not linear if interaction with other quality-determining characteristics is considered. Therefore, the concentration of added substances, oil temperature while conditioning and period of conditioning must be optimized specifically for each oil to be treated.

PĜidání gelu kyseliny kĜemiþité SG2 v kombinaci s kyselinou citrónovou (20 %) do oleje vedlo ke zvýšení obsahu vody a mČlo velmi negativní úþinek na filtrovatelnost oleje. Zdá se tudíž, že tato úprava není vhodná pro použití v malých lisovnách oleje. KĜemelina DE1 a celulóza CE1 prokázaly svĤj pĜíznivý úþinek jako pomocné prostĜedky pĜi filtraci tím, že zvýšily prĤtokovou rychlost oleje. KromČ toho, filtraþní koláþ se dal lépe odstranit a kalolis snadnČji vyþistit. Naproti tomu, pĜi použití kyseliny citrónové (20 %) bylo odstranČní filtraþního koláþe i vyþištČní kalolisu obtížnČjší. Na základČ výsledkĤ této Ĝady pokusĤ se zdá, že kyselina citrónová (20%) není v kombinaci s pĜísadami vhodná pro použití v malých lisovnách oleje. Úprava oleje použitého v poloprovozních pokusech II kombinací bČlící hlinky BE2, kyseliny citrónové (40 %) a celulózy jako pomocného prostĜedku pĜi filtraci vykázala nejlepší výsledky, pokud jde o snížení obsahĤ fosforu, vápníku a hoĜþíku a rovnČž u ostatních zkoumaných parametrĤ. Tato kombinace neovlivnila negativnČ rychlost prĤtoku oleje bČhem filtrace ve srovnání se vzorkem bez pĜísad. Na rozdíl od pokusĤ v laboratoĜi, pĜidání pĜísad nevedlo k nežádoucímu uvolĖování prvkĤ do paliva z Ĝepkového oleje v poloprovozních pokusech I a II. Rozbory zjištČná množství prvkĤ jako jsou železo, draslík, mČć, sodík, kĜemík a zinek se pohybovala blízko hranice detekce. Vliv metody a zpĤsobu provádČní rozboru na výsledky se zdá být dost velký. Pozitivní úþinek kyseliny citrónové na snížení obsahĤ fosforu, vápníku a hoĜþíku v palivu z Ĝepkového oleje byl prokázán jak v laboratoĜi, tak i v poloprovozních pokusech I a II. Negativní úþinek použité kyseliny citrónové (20 %) v poloprovozních pokusech I na rychlost prĤtoku oleje pĜi filtraci mĤže být odstranČn použitím kyseliny citrónové (40 %) aplikované v poloprovozních pokusech II. Použití kyseliny citrónové o vyšší koncentraci se projeví menším množství vody v oleji. PĜíznivé úþinky pomocných prostĜedkĤ pĜi filtraþním procesu (vyšší rychlost prĤtoku oleje v prĤbČhu filtrace, pĜíznivČjší struktura filtraþního koláþe, snadnČjší vyþištČní kalolisu) by mČly být podpoĜeny pĜidáním kombinace pĜísad a kyseliny citrónové do oleje. KĜemeliny jsou nezdravé pokud je vdechujeme, neboĢ obsahují krystalické kĜemiþitany. Celulózy nejsou zdraví škodlivé a mohou být používány jako pomocný prostĜedek pĜi filtraci. Vliv koncentrace pĜidaných látek na snížení obsahĤ fosforu, vápníku a hoĜþíku je þasto nepĜímý, jestliže vezmeme v úvahu vzájemné ovlivĖování jinými faktory pĤsobícími na kvalitu. To znamená, že koncentrace pĜidaných látek, teplota oleje v prĤbČhu kondicionování a doba kondicionování musí být optimalizovány pro každý jednotlivý olej, který má být tČmito látkami upravován.

119


If citric acid also should be used, the added concentration must be optimized, too. For a successful after treatment of rapeseed oil fuel with added substances, citric acid and filter aids, the definite knowledge about the quality of the untreated oil is decisive. Therefore, the quality parameters acid number and water content of the untreated oil should be considered in particular. If the values of these two parameters are not already raised and the treatment and filtration of the oil is done soon after the oil pressing with only a very short time of storage like it is known from smallscaled oil mills, there should result no exceeded limit values with the treated oil concerning acid number and water content.

Pokud by mČla být použita také kyselina citrónová, musí být optimalizována i její koncentrace. Pro zdárný prĤbČh následné úpravy paliva z Ĝepkového oleje pĜidanými látkami, kyselinou citrónovou a pomocnými prostĜedky pĜi filtraci je rozhodujícím faktorem znalost kvality neupraveného oleje. Proto by mČly být brány v úvahu zvláštČ kvalitativní parametry, jako jsou þíslo kyselosti a obsah vody v neupraveném oleji. Pokud se hodnoty tČchto dvou parametrĤ již nezvýší a úprava i filtrace oleje jsou provedeny brzy po jeho vylisování s velmi krátkou dobou skladování, tak jak se to dČlá v malých lisovnách oleje, potom by nemČlo dojít ani v upraveném oleji k pĜekroþení hraniþní hodnoty pro þíslo kyselosti a obsah vody.

Kontakt: M.Sc. (Univ.), Dipl.-Ing. (FH) Josef Witzelsperger - scientist Dr. Edgar Remmele - director of the Department “Bigenous Fuels, Lubricants and Process Substances” Technologie- und Förderzentrum (TFZ/Technology and Support Centre) at the Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe (Centre of Excellence for Renewable Resources) Schulgasse 18, D-94315 Straubing e-mail: [email protected] Notice The full research report is available at www.tfz.bayern.de. The authors would like to thank the Bavarian State Ministry for Food, Agriculture and Forestry, Munich, Germany for financing the studies. Poznámka Celá zpráva je k dispozici na www.tfz.bayern.de. AutoĜi by rádi podČkovali Ministerstvu zemČdČlství a lesnictví Bavorska, Mnichov, za financování této studie.

Literatura [1] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (2006): (Vornorm) DIN V 51605. Kraftstoffe für pflanzenöltaugliche Motoren - Rapsölkraftstoff – Anforderungen und Prüfverfahren. Berlin: Beuth Verlag GmbH, 12 Seiten [2] EBERT, H.; FLESSNER, U.; HÄHN, R.; SIMMLER-HÜBENTHAL, H.; ZSCHAU, W. (1997): Verfahren zum Regenerieren von gebrauchten anorganischen Adsorbentien sowie Verwendung der Regenerate. München: Deutsches Patent- und Markenamt, Offenlegungsschrift DE 195 36 992 [3] FLESSNER, U.; ORTIZ, N.; SCHURZ, K.; ZSCHAU, W. (2004): Semi-synthetische Bleicherde. München: Deutsches Patent- und Markenamt, Offenlegungsschrift DE 103 24 561 [4] JALALPOOR, M. (1990): Vergleich der Effektivität von Trisyl, Tonsil Optimum und Filtrol 160 im Hinblick auf Oxidationsstabilität und Qualität in physikalisch raffiniertem Rapsöl, GRACE GmbH & Co. KG, 67547 Worms [5] LAMMERS, J. G.; GROENEWEG, J. W. (1993): Synthetic, macroporcous, amorphous alumina silica and a process for refining glyceride oil. München: Europäisches Patentamt, European Patent Application EP 376 406 [6] MORTON, R. B.; GRISELLI, F. (1990): Stabilitäts- und Qualitätsaspekte bei der Raffination von Speiseölen mit Trisyl Silica. GRACE GmbH & Co. KG, 67547 Worms [7] NOCK, A. (1996): Silica adsorbents for edible oil processing and environmental benefits. In: ALLEN, D. A.; KOCHHAR, S. P. (Hrsg.): Environmental issues facing the edible oil industry. Proceedings of a conference organised by the SCI Oils & Fats Group in London, UK, 14th February 1996. Bridgwater: PJ Barnes & Associates, S. 57-70

120


[8]

[9]

[10] [11] [12] [13] [14]

[15]

[16]

[17]

PRYOR, J. N.; BOGDANOR, J. M.; WELSH, W. A. (1994): Process for the removal of chlorophyll and color bodies from glyceride oils using acid-treated silica adsorbents. München: Europäisches Patentamt, European Patent Application EP 295 418 REMMELE, E.; WIDMANN, B. A.; WACHS, B. (1997): Umweltverträglichkeit von Hydraulikölen auf Rapsölbasis beim Einsatz in mobilen Aggregaten sowie Möglichkeiten der Wiederverwendung, Verwertung und Entsorgung: Abschlußbericht zum Untersuchungsvorhaben. LandtechnikForschungsbericht, Nr. 2. Technische Universität München-Weihenstephan, Bayerische Landesanstalt für Landtechnik, Freising; Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft, München. Freising: Landtechnik Weihenstephan, Eigenverlag, 192 Seiten SCHEUERMANN, E. A. (1980): Filterhilfsmittel für die Feinklärung. Die Chemische Produktion, Jg. 9, Nr. 11, S. 44, 46, 50-51, 56 VAN DALEN, J. P.; LAMMERS, G. J.; ALDCROFT, D. (1995): Process for refining glyceride oil. München: Europäisches Patentamt, European Patent Application EP 361 622 WELSH, W. A.; PARENT, Y. O. (1992): Method for refining glyceride oils using amorphous silica. München: Europäisches Patentamt, European Patent Application EP 185 182 WELSH, W. A.; PARKER, P. M. (1991): Method for refining glyceride oils using acid-treated amorphous silica. München: Europäisches Patentamt, European Patent Application EP 234 221 WIDMANN, B. A.; STELZER, T.; REMMELE, E.; KALTSCHMITT, M. (2001): Produktion und Nutzung von Pflanzenölkraftstoffen. In: KALTSCHMITT, M.; HARTMANN, H. (Hrsg.): Energie aus Biomasse – Grundlagen, Techniken und Verfahren, Springer Verlag, Berlin, S. 537-557, ISBN 3-540-64853-4 ZSCHAU, W. (1993): Die Bleichung von Speisefetten und -ölen I.: Aus dem Arbeitskreis ''Technologien der industriellen Gewinnung und Verarbeitung von Speisefetten“. Fett Wissenschaft Technologie / Fat Science Technology, Jg. 95, Nr. 4, S. 123-126 ZSCHAU, W. (1995): Die Bleichung von Speisefetten und -ölen III.: Aus dem Arbeitskreis ''Technologien der industriellen Gewinnung und Verarbeitung von Speisefetten“. Fett Wissenschaft Technologie / Fat Science Technology, Jg. 97, Nr. 5, S. 177-182 ZSCHAU, W. (1998): Die Bleichung von Speisefetten und Ölen V.: Aus dem Arbeitskreis ''Technologien der industriellen Gewinnung und Verarbeitung von Speisefetten“. Zeitschrift für Wissenschaft und Technologie der Fette, Öle und Wachse / Journal for Science and Technology of Fats, Oils and Waxes, Jg. 100, Nr. 11, S. 513-517

121


Rapeseed Oil Fuelled Tractors – Operation and Emission Characteristics Motory traktorĤ pohánČné palivem z Ĝepkového oleje - provoz a emisní charakteristiky Klaus Thuneke, Thomas Gassner, Peter Emberger - Technologie- und Förderzentrum, Straubing, Germany Summary Rapeseed oil fuelled tractors gain more and more importance in Germany. Due to the differences between diesel and rapeseed oil fuel properties, such as kinematic viscosity and ignition behaviour, conventional diesel engines have to be adapted to the demands of rapeseed oil fuel. Up to now tractors were usually retrofitted by specialised workshops, but recently series produced rapeseed oil fuel compatible tractors are offered by the agricultural machinery industry. Because of the fairly new technology and ongoing diesel engine development, operational reliability, engine performance and emission characteristics of rapeseed oil fuelled tractors under practice conditions are widely unknown. Thus, it is the aim of a research project, to monitor operation data and assess exhaust gas emissions of rapeseed oil fuelled tractors. Objects of investigation are two, with single-tank systems converted rapeseed oil fuelled tractors, which are used in agricultural practice. Important operation data (e. g. exhaust gas temperature, fuel temperature) are recorded continuously and fuel as well as engine oil qualities are analysed. The measurement of power output, fuel consumption and exhaust gas emissions takes place recurrently at a test stand on the basis of EU-Directive 2000/25/EG. Result discussion is done in terms of the compliance with emission standards and differences between rapeseed oil and diesel fuel operation. The results of this work may help to assess operational reliability and emission behaviour of rapeseed oil fuelled tractors. Furthermore advices for reliable tractor operation can be given and the compliance with emission standards can be reviewed. The two tractors showed almost no failures within the investigated period. However, due to the accumulation of rapeseed oil fuel in the engine, a more frequent engine oil exchange (every 250 operating hours) is necessary. Power output is 5 to 10% higher with rapeseed oil and specific fuel consumption is equal to diesel fuel operation. The tractors fulfil the demands of the appropriate exhaust gas stages I and II for carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC) and particulate mass with rapeseed oil fuel. However, the limiting value for nitrogen oxides emissions (NOX) is exceeded up to 15 %. Comparing diesel and rapeseed oil fuel operation, latter shows lower emission levels for CO, HC and particulate mass but higher NOX. In general idle and low load operation with rapeseed oil fuel leads to higher particulate mass and CO emissions in comparison to diesel fuel, whereas during middle and

Anotace Traktory využívající palivo z Ĝepkového oleje nabývají v NČmecku stále více na významu. V dĤsledku rozdílu mezi vlastnostmi nafty a paliva z Ĝepkového oleje, jako je kinematická viskozita a funkce zapalování, musí být tradiþní naftové motory pĜizpĤsobeny požadavkĤm tohoto nového paliva. Až do souþasné doby byly traktory obvykle dodateþnČ upravovány ve specializovaných dílnách, ale jejich nové Ĝady, které nabízejí výrobci zemČdČlských strojĤ, jsou již pĜímo pĜizpĤsobeny provozu na Ĝepkový olej. Avšak, protože se jedná o úplnČ novou technologii a stále pokraþuje vývoj naftových motorĤ, provozní spolehlivosti, výkonnosti motorĤ a emisních vlastností, traktory používající jako palivo Ĝepkový olej se v praxi zatím ve vČtší míĜe neuplatĖují. Cílem výzkumného projektu je proto sledovat provozní údaje a vyhodnocovat emise výfukových plynĤ u tČchto traktorĤ. PĜedmČtem výzkumu jsou dva traktory se systémy s jednou nádrží pĜestavČné na pohon palivem z Ĝepkového oleje, které jsou používány v zemČdČlské praxi. PrĤbČžnČ jsou zaznamenávány dĤležité provozní údaje (napĜ. teplota výfukových plynĤ, teplota paliva) a rovnČž se analyzují vlastnosti paliva a motorového oleje. MČĜení výstupního výkonu, spotĜeby paliva a emisí výfukových plynĤ se provádí periodicky na zkušebním stavu a v souladu se smČrnicí EU þ. 2000/25/ES. Diskuse se zabývá shodou s emisními standardy a rozdílem mezi provozem na naftu a Ĝepkový olej. Výsledky této práce mohou pomoci vyhodnotit provozní spolehlivost a emise u traktorĤ pohánČných palivem z Ĝepkového oleje. Na základČ tČchto výsledkĤ je možné zajistit spolehlivý provoz traktorĤ a porovnat zjištČné hodnoty emisí s emisními normami. V prĤbČhu zkoušení obou traktorĤ nebyly zjištČny témČĜ žádné poruchy. Avšak, v dĤsledku nahromadČní Ĝepkového oleje v motoru, byla zapotĜebí þastČjší výmČna motorového oleje (po každých 250 hodinách provozu). Ve srovnání s provozem na naftu je pĜi použití Ĝepkového oleje výstupní výkon o 5 až 10 % vyšší a specifická spotĜeba paliva stejná. Traktory používající palivo z Ĝepkového oleje splĖují požadavky stupĖĤ I a II týkající se výfukových plynĤ, pokud jde o oxid uhelnatý (CO), uhlovodíky (HC) a množství hmotných þástic. Avšak hraniþní hodnota pro emise oxidĤ dusíku (NOx) byla pĜekroþena až o 15 %. PĜi srovnání provozu na naftu a Ĝepkový olej vykazuje Ĝepkový olej nižší hodnoty emisí u oxidu uhelnatého, uhlovodíkĤ a množství hmotných þástic, avšak vyšší emise oxidĤ dusíku. PĜi

122


heavy load operation particulate mass and CO emissions are equal or less. Nitrogen oxides are little higher with rapeseed oil than with diesel fuel at all test modes of the engine operating map. But on the other hand hydrocarbons are reduced significantly. Although present exhaust gas regulations can be fulfilled widely, efforts have to be undertaken to comply with future demands.

chodu naprázdno a provozu s nízkým zatížením vede použití Ĝepkového oleje k vČtšímu množství emisí hmotných þástic a oxidu uhelnatého (CO) ve srovnání s použitím nafty, zatímco pĜi provozu se stĜedním a velkým zatížením jsou emise hmotných þástic a oxidu uhelnatého stejné nebo nižší. Emise oxidĤ dusíku jsou o nČco vyšší u paliva z Ĝepkového oleje než u nafty ve všech testovacích režimech provozu motoru. Avšak na druhé stranČ znaþnČ nižší je obsah uhlovodíkĤ. Aþkoliv souþasné pĜedpisy týkající se výfukových plynĤ je možné vČtšinou splnit, je nutné vynakládat úsilí na splnČní budoucích požadavkĤ.

Introduction The use of rapeseed oil fuel in vegetable oil compatible tractors has environmental benefits and increases agricultural value added. Additionally, a reduction of fuel costs can be achieved in many cases. Uncertainties, inhibiting higher market relevance, are long term operation reliability, warranty agreements for adapted engines and compliance with exhaust gas emission regulations. Thus, the Technologie- und Förderzentrum in Straubing is investigating together with the LVFZ Kringell and financed by the Bavarian State Ministry for Agriculture and Forestry two rapeseed oil fuelled tractors in practical use (Figure 1). The objective is, besides continuous monitoring of operational characteristics, engine oil and fuel quality, to determinate emission characteristics by recurrent measurement.

Úvod Použití paliva z Ĝepkového oleje v traktorech pĜizpĤsobených provozu na rostlinná paliva pĜedstavuje pĜínos z hlediska životního prostĜedí a zvyšuje zemČdČlskou pĜidanou hodnotu. KromČ toho je možné dosáhnout v mnoha pĜípadech snížení nákladĤ na palivo. K nejistotám a problémĤm bránícím vČtšímu významu tČchto paliv na trhu patĜí otázka dlouhodobé provozní spolehlivosti, záruþní smlouvy pro upravené motory a splnČní pĜedpisĤ v oblasti emisí výfukových plynĤ. Proto Technologické a podpĤrné centrum ve Straubingu zkoumá spoleþnČ s LVFZ Kringell a s finanþními prostĜedky poskytnutými Ministerstvem zemČdČlství a lesnictví Bavorska praktické použití dvou traktorĤ pohánČných palivem z Ĝepkového oleje (obr. 1).

Figure 1: Rapeseed Oil Compatible Tractors Fendt Farmer Vario 412 and Deutz-Fahr Agrotron TTV 1160 at LVFZ Kringell Obr. 1: Traktory upravené na pohon paliva z Ĝepkového oleje Fendt Farmer Vario 412 a Deutz-Fahr Agrotron TTV 1160 v LVFZ Kringell

Methods Objects of investigation are a Deutz-Fahr Agrotron TTV 1160, adapted to rapeseed oil fuel by a single-tank system of the company Hausmann and a Fendt Farmer Vario 412 tractor, retrofitted also with a single-tank system of the company VWP. Important data of the tractors are shown in Table 1. During the investigated period of two years operation data such as different fuel temperatures, exhaust gas temperature, engine oil temperature, etc. are recorded continuously (Table 2). Additionally, fuel and engine oil qualities are analysed.

Metody Ke zkoušení byly vybrány traktor Deutz-Fahr Agrotron TTV 1160 upravený na použití paliva z Ĝepkového oleje systémem jedné nádrže vyrobené spoleþností Hausmann a traktor Fendt Farmer Vario 412 rovnČž vybavený systémem jedné nádrže od spoleþnosti VWP. DĤležité údaje o traktorech jsou uvedeny v tab. 1. V prĤbČhu dvouletého testovacího období byly nepĜetržitČ zaznamenávány provozní údaje jako jsou rozdílné teploty paliva, teplota výfukových plynĤ, teplota motorového oleje atd. (tab. 2). Dále byly analyzovány vlastnosti paliva a motorového oleje.

123


Table 1: Technical Data of the Tested Tractors Tractor Manufacturer Deutz-Fahr Tractor Model Agrotron TTV 1160 Number of Cylinders 6 Engine Power in kW 119 Engine Type Deutz BF6M1013EC Year of Manufacture 2005 Default Exhaust Gas Stage II Adaptation Company Hausmann Operating Hours at Time of Adaptation 250 Operating Hours at Time of Measurement 245-1525

Fendt Farmer Vario 412 4 94 Deutz BF4M2013C 2003 I VWP new 1940-3230

Tab. 1: Technické údaje testovaných traktorĤ Výrobce traktoru Deutz-Fahr Typ traktoru Agrotron TTV 1160 Poþet válcĤ 6 Pohon motoru v kW 119 Typ motoru Deutz BF6M1013EC Rok výroby 2005 Fáze výfukových plynĤ II Spoleþnost provádČjící úpravy traktorĤ Hausmann Provozní hodiny v dobČ úpravy 250 Provozní hodiny v dobČ mČĜení 245-1525

Fendt Farmer Vario 412 4 94 Deutz BF4M2013C 2003 I VWP new 1940-3230

Tab. 2: MČĜené provozní údaje traktoru Deutz-Fahr Agrotron TTV 1160 Kód MČĜené parametry Bh / v / GPS Provozní hodiny / Rychlost jízdy / Poloha GPS nT / PTR Otáþky motoru / Zatížení motoru B SpotĜeba paliva DH1/2 OhĜátí vstĜikovacího ventilu na 70/100 °C TLU1 Teplota okolního vzduchu pLL Tlak vzduchu TKT1 TKE TKR Teplota paliva: Zásobní nádrž / VstĜikovací ventil / Systém zpČtného vedení paliva TAZ1-6 Teplota výfukových plynĤ (výfukové potrubí, 6 válcĤ) TOel Teplota motorového oleje TW Teplota chladícího média The measurement of engine power, fuel consumption and exhaust gas emissions took place at the TFZ test stand (Figure 2) on the basis of EUDirective 2000/25/EG with a power take-off dynamometer. Thereby, eight test modes within the engine operating map are run through (Figure 3). All limited exhaust gas components: carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOX), hydrocarbons (HC) and particle mass are recorded. The results of every single test mode are added up with specified weighting factors. Emission results are stated in g/kWh, assuming a power loss for transmission between engine and power take-off of 10%.

MČĜení výkonu motoru, spotĜeby paliva a emisí výfukových plynĤ se provádČlo na zkušebních stavech TFZ (obr. 2) podle smČrnice EU þ. 2000/25/EG s použitím mČĜiþe odebraného výkonu. Dále bylo testováno ještČ osm zkušebních režimĤ v rámci charakteristiky chodu motoru (obr. 3). Zaznamenány byly hodnoty všech limitovaných složek výfukových plynĤ : oxidu uhelnatého (CO), oxidĤ dusíku (NOx), uhlovodíkĤ (HC) a hmotných þástic. Výsledky každého jednotlivého zkušebního režimu jsou seþteny s pĜedepsanými váhovými þiniteli. Výsledky týkající se množství emisí jsou udány v g/kWh pĜiþemž se poþítá se ztrátou výkonu na pĜevodech a na vývodovém hĜídeli 10 %.

124


Figure 2: Deutz-Fahr Agrotron TTV 1160 at the Exhaust Gas Stand of the TFZ Obr. 2: Traktor Deutz-Fahr Agrotron TTV 1160 na zkušebním stavu TFZ

Výsledky Provozní spolehlivost V prĤbČhu zkušebního období 22 mČsícĤ od bĜezna 2006 do prosince 2007 prokázaly oba traktory, že jsou plnČ použitelné v praxi, pĜiþemž oba mČly za sebou 1300 provozních hodin. BČhem této doby nedošlo k technickým poruchám. Pouze v jediném pĜípadČ došlo ke ztrátČ tlaku v palivové soustavČ traktoru Deutz-Fahr, jejíž pĜíþinou bylo opotĜebování palivového þerpadla, což vedlo k nižšímu výstupnímu výkonu. Avšak tento problém nebyl pĜímým dĤsledkem použití Ĝepkového oleje jako paliva. Provozní charakteristiky Za úþelem zjištČní provozních charakteristik bČhem provozu motoru byly sledovány dĤležité parametry každých 120 sekund (zpoþátku každých 300 sekund). Jak je vidČt na obr. 4, traktor DeutzFahr byl v provozu po více než 20% doby zkoušení pĜi plném zatížení. PĜi nízkém zatížení byl v provozu 30% zkušební doby (tj. do 20% zatížení motoru) a zbytek 50% pĜipadá na þásteþné zatížení (tj. od 20 do 90% zatížení motoru). Teplota paliva v nádrži traktoru Deutz-Fahr se pohybovala jak je patrné z obr. 4 po více než polovinu z celkem zaznamenaných 605 hodin provozu v rozmezí 40 – 55 stupĖĤ C. Tyto vysoké teploty vznikají zahĜíváním paliva v þerpadlech, v pĜedehĜátém filtru a palivovém potrubí, které prochází hlavou válce. Takto zahĜáté palivo prochází pĜes chladiþ paliva a spoleþnČ s olejem uniklým ze vstĜikovacích ventilĤ se vrací zpČt do nádrže. KvĤli zrychlenému procesu stárnutí už zahĜátého Ĝepk. oleje by mČla být nádrž vyprazdĖována pĜed dlouhodobým zastavením práce a pak znovu naplnČna vysoce kvalitním palivem z Ĝepk. oleje. Motorový olej HromadČní paliva z Ĝepk. oleje v motorovém oleji vyžaduje dĜívČjší výmČnu tohoto motorového oleje pĜi provozu na Ĝepk. olej, než je tomu pĜi provozu na naftu. Výsledky dosažené u traktoru Deutz-Fahr vykazují lineární nárĤst obsahu paliva v motorovém oleji o 5% bČhem 60 hodin provozu. U traktoru znaþky Fendt došlo k nárĤstu o 5% bČhem 130 hodin provozu (obr. 5).

Results Operational Reliability Within the investigated period of 22 months from March 2006 to December 2007 the two tractors proved their full suitability in practical use, completing 1300 operating hours each. During that time technical malfunction did not occur. Solely in one case a pressure loss in the fuel system of the Deutz-Fahr tractor, derived from a fatigue of the fuel pump, led to lower power output. However, this was not a direct consequence of rapeseed oil use.

Operation Characteristics For ascertainment of operation characteristics during engine operation, important parameters were monitored every 120 seconds (initially every 300 s). As it can be seen in Figure 4, the Deutz-Fahr tractor was operated over 20% of the investigated time at full load. Low load operation up to 20% engine load demanded some 30%, the residual 50% fell upon partial load (20 to 90% engine load). Fuel temperature in the tank of the Deutz-Fahr tractor was according to Figure 4 for more than half of the totally recorded 605 operating hours between 40 and 55 °C. These high temperatures arise from fuel heating in pumps, in the pre-heated filter as well as in fuel pipes running through the cylinder head. Such heated fuel circulates via the fuel cooler, together with the leak oil of the injectors, back into the tank. Due to accelerated aging processes of once heated rapeseed oil, the tank should be emptied largely before long-term stoppage and refilled with high quality rapeseed oil fuel again.

Engine Oil The accumulation of rapeseed oil fuel in the motor oil requires earlier engine oil exchange for rapeseed oil fuel than for diesel fuel operation. Results with the Deutz-Fahr tractor show a linear increase of fuel content in the engine oil of 5% within 60 operating hours. For the Fendt tractor the increase is 5% within 130 operating hours (Figure 5).

125

max. Torque

12 5

2

Torque

Power Output at Power Take-Off


6 3

7

Power Output

4 8 Engine Rotation Speed

Figure 3: Eight Test Modes within the Engine Operating Map according to 2000/25/EG for Emission Tests

Frequency Distribution

30

Obr. 3: Osm zkušebních režimĤ v rámci charakteristiky chodu motoru podle pĜedpisu 2000/25/EG pro zkoušky emisí

n = 30102

% 20%

20

18%

15 12% 9%

10

8% 5%

5

7%

7%

7%

6%

0 0

10 20 30 40 50 60 70 80 Engine Load (PTR)

% 100

30 Frequency Distribution

n = 17803

25%

% 20 14%

15 10 6%

5 0

8% 8% 9%

16%

10%

3% <1% 1%

0

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 °C 60 Fuel Temperature in Storage Tank (TKT1)

Figure 4: Frequency Distribution of Engine Load Levels (up) over 1085 Operating Hours and Fuel Temperature Levels in the Storage Tank (under) over 605 Operating Hours of the Deutz-Fahr TTV 1160

Obr. 4: RozdČlení þetnosti úrovní zatížení motoru (nahoĜe) po 1085 provozních hodinách a hodnoty teplot paliva v zásobní nádrži (dole) po 605 provozních hodinách u traktoru Deutz-Fahr TTV 1160

Fuel Content in Motor Oil

25 Deutz-Fahr Agrotron Fendt Farmer Vario

% 15 10 5 0 0

50

100 150 200 250 300 Motor Oil Operating Hours

h

400

Figure 5: Fuel Content in the Motor Oil Depending on Motor Oil Operating Hours for several Engine Oil Fillings of Two Tractors

Obr. 5: Obsah paliva v motorovém oleji v závislosti na provozních hodinách motorového oleje pro nČkolik jeho náplní u dvou traktorĤ

126


Maximum tolerable fuel contents in the motor oil can not be quoted as an absolute value because they depend on oil composition and engine operation characteristics (e. g. oil temperature). For the Fendt tractor with a relatively small oil volume and high motor oil temperatures, the same oil exchange interval of about 200 operating hours is necessary despite a lower fuel entry rate in comparison to the Deutz-Fahr tractor. This can be deduced from motor oil analyses that show an increase in viscosity at some 200 operating hours after an initial decrease, caused by rapeseed oil entry (Fig. 6 and Fig. 7). This lower turning point marks the beginning of an unregulated motor oil aging and should therefore not be exceeded. In future, fuel entry in the motor oil is to be minimised, oil temperature has to be limited by an appropriate and effective motor oil cooling system and developments to a purpose designed motor oil with low polymerisation tendency has to be promoted. Besides that, the contribution of improving rapeseed oil fuel quality (e g. by additives) has to be evaluated.

MaximálnČ pĜípustný obsah paliva v motorovém oleji nemĤže být uveden jako absolutní hodnota, protože to závisí na složení oleje a provozních charakteristikách motoru (napĜ. teplotČ oleje). U traktoru Fendt s pomČrnČ malým množstvím oleje a vysokými teplotami motorového oleje je nezbytný stejný interval výmČny oleje pĜibližnČ po 200 hodinách provozu i pĜesto, že je zde nižší vstupní rychlost paliva ve srovnání s traktorem Deutz-Fahr. Toto je možné vyvozovat z analýz motorového oleje, které ukazují zvýšení viskozity po pĜibližnČ 200 hodinách provozu, zatímco zpoþátku došlo k jejímu snížení zpĤsobeném vniknutím Ĝepkového oleje (obr. 6 a 7). Tato nižší hranice oznaþuje zaþátek neregulovaného stárnutí motorového oleje a tudíž by nemČla být pĜekroþena. V budoucnu je tĜeba minimalizovat vnikání paliva do motorového oleje, teplota oleje musí být omezena vhodným a úþinným systémem jeho chlazení a musí být podpoĜen vývoj k úþelovému motorovému oleji s malou náchylností k polymerizaci. KromČ toho musí být vyhodnoceny možnosti zlepšení kvality paliva z Ĝepkového oleje (napĜ. pĜidáním pĜísad).

Power Output and Fuel Consumption The results show a slight increase of power output and torque up to 10% during rapeseed oil operation (Fig. 8). This can be explained by higher injected fuel amounts in consequence of earlier injection nozzle opening and higher fuel pressure in the nozzle due to differences in fuel characteristics, such as viscosity and compressibility. However, for electronically controlled injection systems (e. g. common-rail) a lower power output is expected, because of equal injection amounts (same nozzle opening time) and a 4% lower heating value of rapeseed oil fuel. At about the same percentage as the power output increase (10%), the mass related specific fuel consumption is increasing when using rapeseed oil. However, the volume based fuel consumption with rapeseed oil is just about equal to diesel fuel operation, due to the higher density of rapeseed oil (Fig. 9).

Výstupní výkon a spotĜeba paliva Výsledky ukazují mírné zvýšení výstupního výkonu a kroutícího momentu do 10% bČhem provozu na Ĝepkový olej (obr. 8). To je možné vysvČtlit vČtším množstvím vstĜíknutého paliva, k þemuž dochází dĜívČjším otevĜením vstĜikovací trysky a vyšším tlakem paliva v trysce v dĤsledku rozdílĤ v charakteristických vlastnostech paliva jako jsou viskozita a stlaþitelnost. Avšak u elektronicky Ĝízených vstĜikovacích soustav (jako je napĜ. akumulátorové vstĜikování) se oþekává nižší výstupní výkon kvĤli stejným vstĜikovaným množstvím (stejná doba otevĜení trysky) a o 4% nižší výhĜevnosti paliva z Ĝepkového oleje. PĜibližnČ o stejné procento, jako se zvýší výstupní výkon (o 10%), se zvýší pĜi použití Ĝepkového oleje i specifická spotĜeba paliva. Avšak objem spotĜeby paliva z Ĝepkového oleje je pĜibližnČ stejný jako pĜi provozu na naftu, protože Ĝepkový olej má vyšší hustotu (obr. 9).

Emissions Results of emission measurements according to directive 2000/25/EG are shown in Figure 10 for the Deutz-Fahr tractor and in Fig. 11 for the Fendt tractor. With the tested tractors the relevant emission standards (exhaust gas stage II and I) are proven to be fulfilled with rapeseed oil fuel for CO, HC and particle mass, but not for NOX. Besides the DeutzFahr Agrotron TTV 1160, when fuelled with diesel fuel, both tractors even meet the limiting values for HC of stage IV. Also particle mass emissions of the Fendt tractor (stage I) with rapeseed oil fuel were in the same range of the future limiting values of stage III B and IV, which even though will be determined by an alternative test cycle.

Emise Výsledky mČĜení emisí podle smČrnice þ. 2000/25/ES jsou uvedeny na obr. 10 u traktoru Deutz-Fahr a na obr. 11 u traktoru Fendt. U zkoušených traktorĤ byly splnČny hlavní emisní limity u paliva z Ĝepkového oleje (stupnČ výfukových plynĤ I a II) u CO, HC a hmotných þástic, ale nikoliv u NOx. Pokud je traktor DeutzFahr Agrotron TTV 1160 pohánČn naftou, pak oba traktory splĖují i limitní hodnoty pro HC, stupeĖ IV. RovnČž emise hmotných þástic u traktoru Fendt (stupeĖ I) pohánČném palivem z Ĝepkového oleje byly ve stejném rozmezí budoucích limitních hodnot stupĖĤ III B a IV, které budou stanoveny alternativním zkušebním cyklem.

127

80 Oil Change 1*

2

3

5

4

Kinematic Viscosity

mm²/s 70 65 Viscosity at 40°C Viscosity at 100°C

60

14 12 10 2000 2200 2400 2600 2800 3000 h Operating Hours (Fendt Vario 412)

3400

* Oil Change 1: Change from Motor Oil Mobil Delvac MX 15W40 to BayWa Plantomot 5W40

Figure 6: Kinematic Viscosity of Motor Oil Samples of the Fendt Farmer Vario 412 during several Motor Oil Fillings 80 Change

1*

2

3

45

678

Obr. 6: Kinematická viskozita vzorkĤ motorového oleje z traktoru Fendt Farmer Vario 412 z nČkolika olejových náplní

10

9

Kinematic Viscosity

mm²/s 70 65 60 14 12 10 200

Viscosity at 40 °C Viscosity at 100 °C

400 600 800 1000 1200 h 1600 Operating Hours (Deutz-Fahr TTV 1160)

* Oil Change 1: Change from Mobil Delvac MX 15W40 to BayWa Plantomot 5W40

210

kW

700 Nm

Torque

150 120

Obr. 7: Kinematická viskozita vzorkĤ motorového oleje z traktoru Deutz-Fahr TTV 1160 z nČkolika olejových náplní

500 400

Power Output

90

300

60

200

Rapeseed Oil 879 h Rapeseed Oil 863 h Diesel 874 h

30

Torque

Power Output (Power Take-Off)

210

Power Output (Power Take-Off)

Figure 7: Kinematic Viscosity of Motor Oil Samples of the Deutz-Fahr TTV 1160 during veral Motor Oil Fillings

100

0 0 1000 1200 1400 1600 1800 1/min 2200 Engine Speed 700 Nm

150

500

120

Power Output

300

90

200

60 30

400

Rapeseed Oil 3224 h Diesel 3230 h

Torque

Torque

kW

100

0 0 1000 1200 1400 1600 1800 1/min 2200 Engine Speed

Figure 8: Power Output at Power Take-Off and Torque of the Deutz-Fahr TTV 1160 (up) and the Fendt Famer Vario 412 (under) with Diesel and Rapeseed Oil Fuel

Obr. 8: Výstupní výkon na vývodovém hĜídeli a kroutící moment traktoru Deutz-Fahr TTV 1160 (nahoĜe) a traktoru Fendt Farmer Vario 412 (dole) pĜi použití nafty a paliva z Ĝepkového oleje

128

1400 Fuel Consumption

ml/kWh

Rotation Speed 2100 min

-1

Rot. Speed 1400 min

1000

-1

Idle

Rapeseed Oil Diesel

800 600

before adaptation

400 200 0

Load in %: 100

75

50

10

100

75

50

--

1 2 3 4 5 6 7 8 Test Modes (8-Mode-Cycle 2000/25/EG)

1400 Fuel Consumption

ml/kWh

Rotation Speed 1950 min

-1

Rot. Speed 1350 min

1000

-1

Idle

Rapeseed Oil Diesel

800 600 400 200 0

Load in %: 100

75

50

10

100

75

50

--

1 2 3 4 5 6 7 8 Test Modes (8-Mode-Cycle 2000/25/EG)

Figure 9: Volumetric Specific Fuel Consumption of the Deutz-Fahr TTV 1160 (up) and the Fendt Famer Vario 412 (under) with Diesel and Rapeseed Oil Fuel

--

1,1 g/kWh Diesel Fuel 0,9 Rapeseed Oil Fuel 0,8 Limiting Value (Stage II) 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 CO NOx -HC Particle Exhaust Gas Components

HC-, Particle-Emissions

CO-, NOx-Emissions

11 g/kWh 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Figure 10: Limited Exhaust Gas Emissions with Rapeseed Oil and Diesel Fuel of a Deutz-Fahr Agrotron TTV 1160 in Comparison to Limiting Values of Exhaust Gas Stage II (Limiting Value: 1,3)

Obr. 10: Limitované emise výfukových plynĤ u traktoru Deutz-Fahr Agrotron TTV 1160 pohánČném palivem z Ĝepkového oleje a naftou ve srovnání s limitními hodnotami výfukových plynĤ stupnČ II

1,1

--

CO NOx -HC Particle Exhaust Gas Components

0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0

HC-, Particle-Emissions

g/kWh Diesel Fuel 0,9 Rapeseed Oil Fuel Limiting Value (Stage I) 0,8

CO-, NOx-Emissions

11 g/kWh 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Obr. 9: Objemová specifická spotĜeba paliva u u traktoru Deutz-Fahr TTV 1160 (nahoĜe) a Fendt Farmer Vario 412 (dole) pĜi provozu na naftu a Ĝepkový olej

Figure 11: Limited Exhaust Gas Emissions with Rapeseed Oil and Diesel Fuel of a Fendt Farmer Vario 412 in Comparison to Limiting Values of Exhaust Gas Stage I

Obr. 11: Limitované emise výfukových plynĤ u traktoru Fendt Farmer Vario 412 pohánČném palivem z Ĝepkového oleje a naftou ve srovnání s limit. hodnotami výfukových plynĤ stupnČ I

129

Apart from NOx, rapeseed oil fuel operation has advantages for limited emission components compared to diesel fuel, in particular for HC. A detailed look at the emissions of both tractors reveals, that idle and low load operation with rapeseed oil fuel leads to higher particulate mass and CO emissions in comparison to diesel fuel, whereas during middle and heavy load operation particulate matter and CO emissions are equal or less. The emission characteristics of both tractors do not show any trend over the investigated operation time. Comparing emissions between rapeseed oil and diesel fuel operation, it has to be considered, that engines can only be optimised properly for either, rapeseed oil or diesel fuel. Because of the fact that there is no sophisticated optimisation of the presently available retrofitted conventional diesel engines, a high potential of emission reduction can be deduced. With fuel specific optimisation of the engine, the engine operating map and exhaust gas after treatment systems, the fulfilment of upcoming emission demands appears to be feasible with rapeseed oil fuel. Further tests will be conducted, focussing also on series produced stage III tractors, provided by the machinery industry, and other not limited emission components.

S výjimkou NOx je provoz na palivo z Ĝepkového oleje výhodnČjší oproti použití nafty, kvĤli nižšímu obsahu ostatních složek výfukových plynĤ, zvláštČ pak HC. Podrobné zkoumání emisí u obou traktorĤ ukazuje, že chod na prázdno a provoz s nízkým zatížením vede u paliva z Ĝepkového oleje k vČtšímu množství hmotných þástic a emisí CO ve srovnání s provozem na naftu, zatímco pĜi provozu se stĜedním a vysokém zatížení jsou emise hmotných þástic a CO stejné nebo nižší. Emisní charakteristiky obou traktorĤ nevykazovaly v prĤbČhu zkoumané provozní doby žádný vývoj. PĜi srovnání emisí vzniklých provozem na Ĝepkový olej a provozem na naftu musíme vzít v úvahu, že motory mohou být správnČ optimalizovány pouze buć na Ĝepkový olej, nebo na naftu. Vezmeme-li v úvahu, že v souþasné dobČ neexistuje žádná propracovaná optimalizace dodateþnČ vybavených konvenþních naftových motorĤ dá se pĜedpokládat, že je zde ještČ vysoký potenciál pro snížení emisí. PĜi optimalizaci paliva pro urþitý motor, diagramu provozu motoru a následné úpravy výfukových plynĤ je možné použití paliva z Ĝepkového oleje. Budou provádČny další zkoušky zamČĜené rovnČž na Ĝadu traktorĤ se stupnČm výfukových plynĤ III vyrábČných producenty zemČdČlských strojĤ.

Conclusions Both rapeseed oil fuelled tractors showed a high reliability during operation. The basis for that were a careful technical supervision and maintenance, skilled operators, a convenient operational profile as well as a high rapeseed oil fuel quality according to pre-standard DIN V 51605. For reducing maintenance work future development should aim especially on the reduction of fuel entry into the motor oil. Regarding emission behaviour, rapeseed oil operation has advantages in terms of the reduction of limited exhaust gas components, apart from NOx. However, new engine and exhaust gas after treatment technology require further adaptation measures for rapeseed oil use. Because of the non-restrictive suitability for practice use of the investigated rapeseed oil fuelled tractors, confidence of the operators was very high and tractors are further operated with rapeseed oil fuel. Higher maintenance work is accepted for the sake of implementing an independent fuel supply in agriculture.

ZávČry Oba traktory pohánČné palivem z Ĝepkového oleje prokázaly bČhem provozu vysokou spolehlivost. Základem pro to byla peþlivá technická kontrola a údržba, kvalifikovaná obsluha, vhodný provozní profil a vysoká kvalita Ĝepkového oleje podle normy DIN V 51605. Pro omezení údržby by mČl být budoucí vývoj zamČĜen zvláštČ na snížení množství paliva, které pronikne do motorového oleje. Vzhledem ke složení emisí je provoz na palivo z Ĝepkového oleje výhodný, protože snižuje množství limitovaných složek výfukových plynĤ s výjimkou NOx. Avšak nový motor a technologie pro následnou úpravu výfukových plynĤ vyžadují další adaptace nutné pro použití Ĝepkového oleje. Protože výzkumem nebyla zjištČna žádná omezení v praktickém použití traktorĤ pohánČných palivem z Ĝepkového oleje byla dĤvČra provozovatelĤ velmi vysoká a traktory i nadále používají Ĝepkový olej jako palivo. Poþítá se s vyššími nároky na údržbu v dĤsledku zavádČní nezávislého zásobování palivem v zemČdČlství.

130

Acknowledgement The authors would like to thank greatly the Bavarian State Ministry for Agriculture and Forestry for financing this research project. Special thanks go to Wolfgang Löw from the LVFZ Kringell of the Bavarian State Research Centre for Agriculture for the excellent co-operation. The entire report is available at www.tfz.bayern.de. PodČkování AutoĜi by rádi podČkovali Ministerstvu zemČdČlství a lesnictví Bavorska za financování tohoto výzkumného projektu. Zvláštní dík za vynikající spolupráci pak patĜí Wolfgangu Löwovi z Bavorského státního výzkumného centra pro zemČdČlství. Celá zpráva je k dispozici na www.tfz.bayern.de Literatura European Union (2000): Directive 2000/25/EG of the European Parliament and the Council of 22 May 2000 on action to be taken against the emission of gaseous and particulate pollutants by engines intended to power agricultural or forestry tractors and amending Council Directive 74/150/EEC Evropská unie (2000): smČrnice 2000/25/ES Evropského parlamentu a Rady z 22. kvČtna 2000 o opatĜeních proti emisím plynných a pevných zneþisĢujících látek z motorĤ urþených k pohonu zemČdČlských nebo lesnických traktorĤ a upravující smČrnici Rady þ. 74/150/EHS. Thuneke, K.; Gassner, T.; Emberger, P.; Remmele, E. (2009): Untersuchungen zum Einsatz rapsölbetriebener Traktoren beim Lehr-, Versuchs- und Fachzentrum für Ökologischen Landbau und Tierhaltung Kringell. Berichte aus dem TFZ 17. Straubing: Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe

Kontakt: Klaus Thuneke, Thomas Gassner, Peter Emberger - Technologie- und Förderzentrum, Schulgasse 18, D-94315 Straubing, Germany

131

132

Název:


Title:

Actual state and new chalanges for mixed and biogenic fuels

Vydavatel:

Výzkumný ústav zemČdČlské techniky, v.v.i. (VÚZT, v.v.i.) pod koordinací a gescí Sdružení pro výrobu bionafty (SVB) Ministerstvo zemČdČlství ýeské republiky (MZe ýR) ýeská zemČdČlská univerzita v Praze, Technická fakulta, Katedra technických zaĜízení staveb (ýZU - TF KTZS)

Organizer:

Research Institute of Agricultural Engineering Prague, p.r.i. (VÚZT, v.v.i.) under the coordination and gestion of the Association for Biodiesel Production Prague (SVB) Ministry of Agriculture of the Czech Republic (MZe ýR) Czech University of Life Sciences in Prague, Faculty of Engineering, Department of Technological Equipment of Buildings (ýZU - TF KTZS)

Druh publikace:

Sborník pĜednášek a odborných prací

Type of publication:

Proceedings of the international seminar

Odborný garant:

Petr Jeviþ, VÚZT, v.v.i. & SVB Praha

Professional guarantee:

Petr Jeviþ, VÚZT, v.v.i. & SVB Prague

Editor:

ZdeĖka Šedivá

Editor:

ZdeĖka Šedivá

Vydání:

první

Edition:

first

Náklad:

100 výtiskĤ

Number of copies:

100

Poþet stran:

133

Number of pages:

133

Tisk:

Reprografické služby VÚZT, v.v.i. Praha – Ing. JiĜí Bradna

Press:

Reprographic services of VÚZT, v.v.i. Prague – JiĜí Bradna, MA

ISBN

978-80-86884-51-6

Za vČcnou a jazykovou správnost pĜíspČvkĤ odpovídají autoĜi. The authors take full responsibility for factual and language correctness of the papers.

133

STAV A NOVÉ VÝZVY PRO SM SNÉ A BIOGENNÍ POHONNÉ HMOTY. Sborník p ednášek a odborných prací

Recommend Documents