Komisja Europejska zakłada, że do 2050 roku powinniśmy osiągnąć neutralność klimatyczną, gdy emisje gazów cieplarnianych będą skutecznie eliminowane z atmosfery. Ważnym aspektem tego działania jest zastępowanie popularnych paliw transportowych biopaliwami, które powstają w procesie fermentacji owoców i roślin oleistych. Biopaliwo może być wykorzystywane do zasilania samochodów, tankowców, statków czy samolotów. Komu się to opłaca najbardziej?
Poszukiwanie paliw alternatywnych trwa od setek lat. Dzięki wynalazkom cywilizacyjnym drewno zostało zastąpione węglem, który z kolei uległ ropie naftowej. Zamiana paliw silnikowych produkowanych na bazie ropy naftowej na inne następuje w okresach niedoboru surowca wyjściowego. Na fali kryzysu energetycznego lat 70. wprowadzono do paliw dodatki etanolu oraz zainteresowano się paliwami roślinnymi i zasilaniem gazowym.
Szkodliwe emisje
Paliwa alternatywne w rozumieniu programów europejskich i rządowych służą jako substytut dla pochodzących z surowej ropy naftowej źródeł energii w transporcie i mogą przyczynić się do zmniejszenia uzależnienia państw członkowskich UE od importu ropy naftowej oraz do dekarbonizacji transportu i poprawy ekologiczności tego sektora.
Termin ten obejmuje m.in. energię elektryczną, wodór, biopaliwa, paliwa syntetyczne i parafinowe, gaz ziemny (w tym biometan) w postaci sprężonego gazu ziemnego CNG i skroplonego gazu ziemnego LNG oraz gaz płynny LPG. Wraz ze zmianami klimatycznymi i zanieczyszczeniem powietrza producenci samochodów oraz rządy na całym świecie inwestują w rozwijanie nowych technologii i promowanie paliw alternatywnych.
W Polsce ramy prawne w zakresie wykorzystania paliw alternatywnych nakreśliła Ustawa o elektromobilności i paliwach alternatywnych, według której powstaje infrastruktura bazowa dla paliw alternatywnych w aglomeracjach miejskich oraz na obszarach gęsto zaludnionych, a także wzdłuż dróg należących do transeuropejskich korytarzy transportowych.
Rolnictwo
W ostatnich latach w Polsce obserwujemy wzrost zainteresowania uprawami energetycznymi. Nowy rodzaj działalności rolniczej nazywany jest „aeroenergetyką”, co oznacza uprawę szybko rosnących gatunków do produkcji biomasy, z której pozyskuje się energię. Biomasą nazywamy wszystkie produkty pochodzenia roślinnego i zwierzęcego, które można wykorzystać do pozyskiwania energii. Są to m.in. poprodukcyjne odpady roślinne, produkty pochodzenia zwierzęcego i odpady związane z hodowlą oraz rośliny energetyczne.
Zgodnie przepisami, aby uprawy rolne mogły być wykorzystane jako OZE w transporcie, muszą spełniać kryteria zrównoważonego rozwoju. Jednym z tych kryteriów jest zapewnienie redukcji emisji gazów cieplarnianych przynajmniej o 50 proc. w stosunku do kopalnego odpowiednika, biorąc pod uwagę cały cykl życia danego biopaliwa. W przypadku instalacji do wytwarzania biokomponentów, które zostały uruchomione po 1 stycznia 2021 roku, wymóg ograniczenia emisji może wynieść nawet 65 proc.
Obecnie w Polsce prawie 20 proc. mocy pozyskiwanej z OZE powstaje dzięki wykorzystywaniu odpadów roślinnych. Oznacza to, że biopaliwa mają największy udział w wytwarzaniu czystej energii w naszym kraju. W Unii Europejskiej współczynnik ten dochodzi do 50 proc., co pokazuje potencjał możliwy do spożytkowania w produkcji na rynek energii odnawialnej.
Bioetanol
Epokę zastosowania biopaliw płynnych w transporcie rozpoczął ponad sto lat temu Rudolf Diesel, który do napędu prototypów swoich silników wykorzystywał olej z orzeszków ziemnych, a alkohol etylowy jako paliwo do silników samochodowych w 1920 roku zastosował Henry Ford. Dziewięć lat później ruszyła w Polsce produkcja mieszanki (30 proc. alkoholu i 70 proc. benzyny).
Obecnie do produkcji bioetanolu wykorzystuje się m.in. wióry drewna, słomę, odpady rolnicze czy rośliny energetyczne, takie jak wierzba krzewiasta, miskant olbrzymi, miskant cukrowy, spartina preriowa czy palczatka Gerarda. Paliwa z bioetanolem oznaczone są jako E90 lub E85 i wielu producentów samochodów oferuje auta z silnikami dostosowanymi do takiego paliwa. Czysty bioetanol oznakowany jest jako E100.
W standardowych silnikach benzynowych można stosować do 10 proc. bioetanolu bez konieczności ich modyfikacji. Większy procentowy udział bioetanolu w benzynie (E85, czyli 15 proc.) wymaga odpowiednio przystosowanych silników. Zawarty w bioetanolu tlen zwiększa liczbę oktanową benzyny. Gazy spalinowe zawierają mniej tlenku węgla, węglowodorów, tlenków azotu, związków siarki i cząstek stałych.
Biodiesel
Jednym z wiodących biopaliw jest rzepak, który może być przetwarzany na niskoemisyjny biodiesel oraz odnawialny olej napędowy i paliwo lotnicze. Proces produkcji biopaliwa rzepakowego polega na wytłoczeniu oleju rzepakowego z nasion. Następnie przeprowadza się reestryfikację uzyskanego oleju, która polega na zastąpieniu gliceryny metanolem.
W ten sposób uzyskujemy estry metylowe kwasów tłuszczowych wykorzystywane jako biopaliwo w silniku Diesla. Biodiesel ma właściwości fizykochemiczne zbliżone do oleju napędowego. Jego stosowanie obniża całkowitą emisję gazów cieplarnianych (GHG), czego dowodem jest Certyfikat potwierdzający spełnienie Kryteriów Zrównoważonego Rozwoju.
Polacy przywiązani są do paliw tradycyjnych. Czy paliwa alternatywne mają przyszłość? Inwestycje w produkcję biopaliw mogą być kosztowne, dlatego istnieją programy wsparcia finansowego dla gospodarstw rolnych, które decydują się na tę formę działalności. Liczy się ekonomia. UE proponuje różne dotacje i granty dla rolników, którzy dzięki nim mogą pokryć część kosztów związanych z zakupem niezbędnej infrastruktury.
