Motorová biopaliva v otázkách a odpovědích

Jedním z velkých témat předvolebních diskuzí byla biopaliva, přesněji řečeno motorová biopaliva ze zemědělských plodin. Záběr byl opravdu široký: celkový přístup Evropské unie k obnovitelným zdrojům, vliv biopaliv na ceny potravin, údajné poškozování životního prostředí i motorů… Opravdu přínosné jsou ale jen názory založené na faktech.

Bohužel, komplexní problém biopaliv se i v některých seriózních médiích popisuje zjednodušeně a zpravidla negativně. Příkladem jsou titulky: „Biopaliva podporují hlad ve světě “ nebo „Biopaliva jsou příčinou mýcení pralesů“ či „Biopaliva jsou škodlivější než benzín a nafta, říká studie“. Na ty nejčastější otázky se proto pokusím odpovědět na podkladě reálných faktů.

 

Přispívají biopaliva k ochraně klimatu?

Využití biomasy jako zdroje energie pro výrobu pohonných hmot se jeví, pokud jde o potenciál snižování CO2, jako nevýhodné, ve srovnání s jejím použitím na výrobu elektrické energie a tepla. Protože však kolem 20 % emisí CO2 vzniká v odvětví dopravy, vyplatí se nahradit fosilní paliva obnovitelnými. Vedle snížení množství vypouštěného CO2 je takto možné také podpořit technologický vývoj. Biopaliva ale musí vykazovat pozitivní energetickou a ekologickou bilanci a co možná nejvyšší efektivnost na plochu.

V roce 2007 a 2008 se např. jen v Německu používáním biopaliv snížily emise CO2 o 14,3 miliony tun, což odpovídá přibližně 70% snížených emisí v sektoru výroby tepla (20,7 milionů tun).

Při sestavování bilance biopaliv (energetická bilance, ekologická bilance, efektivnost na plochu, potenciál snížení CO2) je třeba do ní také započítat možné využití vedlejších výrobků, jako jsou například extrahovaný šrot, pokrutiny a glycerin. Tato výroba nabývá stále většího významu.

Avšak při sestavování bilance je také třeba zohlednit skleníkové plyny, které se uvolňují například při pěstování energetických plodin, látkové přeměně a v dopravě. Kromě CO2 jsou vzhledem ke svému mnohem vyššímu potenciálu ovlivňujícímu klima zvláště významnými plyny metan a rajský plyn. Vysoké emise těchto plynů mohou zmenšovat, nebo dokonce anulovat pozitivní přínos biomasy ke snižování množství skleníkových plynů.

Výroba biopaliv musí být co nejúčinnější z energetického hlediska, to znamená, že je třeba přednostně používat při jejich výrobě co nejjednodušší postupy. Decentralizovaná výroba paliv má tu výhodu, že biomasa je dopravována pouze na velmi malou vzdálenost.

 

Jsou biopaliva příčinou růstu cen potravin?

Výroba biopaliv má pouze nepatrný podíl na současném růstu cen na trzích s potravinami. Nejprve je třeba říci, že např. cena obilí na světovém trhu poklesla v období let 1983 až 2005 nominálně o více než polovinu. Nárůst cen obilí, ke kterému došlo v posledních letech, ještě ani zdaleka nedosáhl nominální úrovně ze začátku osmdesátých let. V současné době jsou to následující procesy a události, které ovlivňují ceny zemědělských výrobků.

Země jako Čína a Indie, jejichž ekonomický význam stále roste a ve kterých žije kolem 38 % světové populace, spotřebují v současnosti pouze 20 % ve světě vyrobené energie. S rostoucí prosperitou však roste v těchto zemích nejen spotřeba potravin, ale také energie.

Zároveň se tímto mění ve zmíněných oblastech světa i stravovací zvyklosti. Spotřeba rostlinných výrobků je stále více nahrazována zvýšenou konzumací masných a mléčných výrobků. Tím se významně zvýší potřeba zemědělsky využívaných ploch. Na výrobu jednoho kilogramu masa je třeba počítat s mnohonásobně větší plochou, než jaká je třeba k výrobě potravin rostlinného původu (na výrobu 1 kg masa je třeba 5-6 kg obilí).

Špatné sklizně v minulých letech v některých částech Země (např. v Austrálii) spolu s již zmíněným růstem poptávky způsobily, že například u obilí byla zaznamenána osmkrát za posledních devět let jeho vyšší spotřeba, než jaké bylo jeho vyrobené množství v daném roce. V důsledku tohoto vývoje se v posledních letech snížily celosvětové zásoby obilí na skladech (například u pšenice z asi 36 % její spotřeby v hospodářském roce 1998/99 na asi 18 % v roce 2007/2008).

Prudký nárůst cen ropy na trzích byl způsoben úbytkem ropných zásob v souvislosti se stále rostoucí potřebou energie a spekulacemi na ropných trzích. V důsledku toho se zvyšují výrobní náklady u zemědělských produktů a tím také u potravin (více než 70 % ze zvýšené poptávky po ropě pochází z rozvojových zemí). Podíl nákladů na energii působící na celkový růst cen je možné snížit zvýšeným využitím obnovitelných zdrojů energie, tedy také biopaliv.

V některých oblastech Země (USA, Brazílie, Evropa) roste poptávka po biopalivech. Podíl orné půdy, na které se pěstují plodiny pro výrobu biopaliv, se velmi liší podle jednotlivých zemí a regionů. V Německu se pohybuje kolem 7,8 %, v Brazílii kolem 5 %. V celé Evropské unii (EU-27) byly v roce 2007 využity 2% sklizně obilí pro výrobu biopaliv.

Růst cen zemědělských surovin je však více způsoben náklady na biopaliva, než náklady na výrobu potravin. Přinejmenším, pro potraviny s vysokým stupněm zpracování platí, že podíl nákladů na suroviny je jen velmi malý. Tak např. podíl nákladů na zemědělské suroviny na ceně chleba je pouze asi 4%, u vepřového masa je to 7 %. Naproti tomu je cena bioetanolu z 36% závislá na ceně pšenice. Cena bionafty je dokonce z 64 % určována cenou olejnin. Z toho vyplývá, že cena biopaliv tak reaguje citlivěji na náklady na zemědělské suroviny než cena mnoha potravin. Tím je dána priorita v zásobování trhů s potravinami. Poptávka po biopalivech na volném trhu se řídí otázkou jejich rentability ve srovnání s fosilními palivy. Spodní cenová hladina zemědělských surovin, a sice jak pro výrobu potravin, tak i pro výrobu energie, se bude řídit v budoucnu cenou fosilních zdrojů energie.

V dlouhodobé perspektivě se očekává určitý růst jak cen potravin, tak i energie. Rovněž ve vysoce vyspělých zemích musí být věnováno více pozornosti těmto základním potřebám. Vysoká úroveň cen zemědělských produktů pomáhá v Evropské unii snižovat omezující vliv podpůrných plateb a nákladů na regulaci trhu na tržní hospodářství. Pro zemědělství, včetně rozvojových zemí, je s tím spojena možnost vyšších příjmů a rovněž důležitý podnět ke zvyšování produkce a tím i lepšího zásobování v globálním měřítku.

 

Jsou biopaliva příčinou kácení pralesů?

Tropické deštné pralesy a jiné pralesy jsou chráněnými ekosystémy, které mají obrovský význam například z hlediska ovlivňování klimatu a biologické rozmanitosti. Kácení deštných pralesů proto nemůže být v žádném případě vhodným způsobem k rozšiřování zemědělské půdy. Již desítky let jsou tyto postupy, totiž kácení a zvláště pak vypalování, pranýřovány na mezinárodní úrovni. Celosvětový úbytek lesů představuje ročně přibližně 13 milionů ha, z toho 8-10 milionů v tropických zemích. O této problematice se stále více veřejně diskutuje v souvislosti s výrobou biopaliv, neboť část vykácených ploch se používá k založení nových plantáží palmy olejné.

Deštné pralesy se kácí především kvůli ziskům z prodeje dřeva. Zatímco v minulosti byla často část vykácené plochy ponechána ladem, nyní se tyto plochy ve stále větší míře obdělávají v důsledku rostoucí poptávky po energetických zdrojích a potravinách. Aby byly vykácené plochy dále využity, pěstují se na nich například cukrová třtina, sója a palma olejná. Cukr a oleje, stejně jako vedlejší produkty vznikající při zpracování, se používají jako potraviny nebo krmiva, nebo mohou sloužit jako surovina k výrobě biopaliv. Z cukrové třtiny se může vyrábět bioethanol. Sójový a palmový olej se mohou použít k výrobě pohonných hmot pro naftové motory nebo teplárny.

Palma olejná má díky vysokému fotosyntetickému výkonu velkou efektivitu na plochu. Roční průměrný výnos oleje vysoce převyšuje výnos olejů řepkového a zvláště pak sójového. Celosvětová poptávka po rostlinných olejích pro výrobu potravin a také po palmovém oleji v poslední době silně vzrostla především v důsledku změn stravovacích návyků v rychle se rozvíjejících zemích. Palmový olej se používá hlavně v oblasti výroby potravin. Pouze velmi malá část jeho produkce se využívá k energetickým účelům. Evropská unie dovezla v roce 2007 přibližně 4,7 milionu tun palmového oleje, který byl použit z velké části v potravinářství. Celosvětově bylo 73,5 % palmového oleje použito pro potravinářské účely, 21,5 % k produkci spotřebního zboží a pouze 5% pro energetické účely (UFOP 2008, podle údajů Ministerstva zemědělství USA).

Technicky využitelná množství sojového oleje jako suroviny k trans-esterifikaci na bionaftu jsou na základě požadavků normy ČSN EN 14214 omezena maximálně na 20 %. Použití palmového oleje jako suroviny k trans-esterifikaci na bionaftu je v důsledku požadavků stejné normy v Evropě prakticky nemožné. Palmový olej se v Německu používá převážně jako palivo v teplárnách s vyšší výkonností a to zároveň k výrobě elektrické energie a tepla. Spotřeba palmového oleje jako paliva v těchto zařízeních byla 340 000 tun v roce 2006, což odpovídá pěstitelské ploše 106 000 ha, nebo podílu 1,5 % na pěstitelských plochách palmy olejné v Indonésii a Malajsii. V budoucnosti je však pravděpodobné využití převážně palmového oleje jako suroviny při výrobě takzvaných hydrogenovaných rostlinných olejů (HVO, NExBTL), které jsou komponenty pohonných hmot.

Využití cukru z cukrové třtiny, sojového a palmového oleje jako zdrojů energie se všeobecně nezpochybňuje. Avšak je nutné, aby každá biomasa, jak ta, která je určena pro energetické účely, tak i ta, která se použije jako potravina nebo krmivo, splňovala bezpodmínečně  předpoklad udržitelné produkce a zabránilo se tak přeměně deštných pralesů na zemědělskou půdu. Vytvoření a dodržování kritérií udržitelnosti při výrobě biogenních zdrojů energie je důležité tam, kde ještě žádné vhodné standardní hodnoty neexistují. Tato kritéria jsou však účinná jenom tehdy jestliže jsou, jak pro výrobu energetických, tak i potravinářských surovin, uplatňována stejným způsobem. Subjektivně a jednostranně stanovené hodnoty pro pěstování plodin k energetickým účelům mohou svádět k pěstování surovin pro výrobu potravin, který je pak škodlivý pro životní prostředí. V rámci Evropské unie je třeba již zavedené platné předpisy týkající se pěstování plodin pro potravinářské a krmné účely zavést také u energetických plodin. Žádná dodatečná kritéria nejsou zapotřebí.

 

Nabízejí biopaliva 2. generace výhody oproti 1. generaci?

Biopaliva 2. generace jsou často také označována jako účelově vytvořená. To znamená, že tato paliva mohou být svým složením a vlastnostmi získanými v průběhu výrobního procesu „šitá na míru“ pro určitý účel použití s cílem dosáhnout optimálního spalování a tím i výhodnějšímu složení emisí. Jejich hlavní výhoda tedy spočívá v tomto výhodnějším složení jak limitovaných, tak i nelimitovaných složek výfukových plynů vzniklých při spalování paliva v motoru.

Pokud jde o surovinovou základnu, představují BtL (syntetická paliva, která se vyrábí z biomasy) a LCB etanol výhodu oproti biopalivům 1. generace, jestliže se podaří využít k jejich výrobě zbytkové a odpadní látky. Hlavní zájem se přitom soustřeďuje na slámu (biomasu obsahující lignin a celulózu), která by jinak v současné době těžko našla uplatnění. Dřevo jako surovina není preferováno vzhledem k tomu, že může být použito s mnohem větší účinností při výrobě tepla, nebo také zároveň pro výrobu proudu a tepla. Ke snížení konkurence v oblasti využití zemědělských surovin jako zdroje energie a jako suroviny k výrobě potravin může dojít pouze tehdy, jestliže budou využity dosud nepoužívané zbytkové a odpadní látky.

Kdyby se využily celé rostliny z určité plochy, čímž by došlo k vyšší výtěžnosti biopaliva a tím i k větší efektivnosti z plochy, mělo by to negativní vliv na bilanci živin a humusu na této ploše. Zbytky z produkce syntetických paliv vyráběných z biomasy, které by mohly být teoreticky znovu odvezeny na pole, nejsou pro tvorbu humusu vhodné. Množství uhlíku akumulované v půdě (humus a rašelina) představuje přibližně 1620 gigatun, ve srovnání s uhlíkem akumulovaným v rostlinstvu asi 650 gigatun a v atmosféře ve formě CO2 je to 720 gigatun. Tvorba humusu jako zásobárny uhlíku je podporována a urychlována organickými zbytky po sklizni.

Výrobní procesy, které slouží k získávání syntetických paliv z biomasy a LCB etanolu, jsou ve stadiu výzkumu a vývoje, jsou nesmírně komplexní a vysoce investičně náročné. Proto v současné době ještě není možné udělat závěrečné zhodnocení těchto procesů z hlediska energetické a ekologické bilance. I kdyby se podařilo výše uvedené procesy realizovat v průmyslovém měřítku, není možné počítat do roku 2020 s nějakým významnějším množstvím takto získaného paliva na trhu.

 

Způsobují biopaliva poškození motorů?

Biopaliva jsou k dispozici jako takzvaná čistá paliva (např. bionafta, popř. metyl ester mastných kyselin B 100, biopalivo z řepkového oleje a bioetanol E 85), nebo jako příměsi do konvenčních paliv (B5, E5). Chemické a fyzikální vlastnosti biopaliv je odlišují od nafty a benzínu.

Jenom málo výrobců vozidel udělilo povolení pro použití biopaliv v čisté formě u jednotlivých typů aut. Do těchto povolených typů se mohou tankovat bez problémů jak v současné době používaná biopaliva, tak i konvenční pohonné hmoty.

Příměsi biopaliv do konvenčních pohonných hmot není možní aplikovat v libovolných podílech, protože některé látky nejsou vzájemně slučitelné.

Uvedení paliv do oběhu a zvláště jejich jakost a vlastnosti jsou v Německu uvedeny v desátém prováděcím předpisu k Spolkovému zákonu o ochraně proti emisím (10. BImschV). V tomto legislativním předpise jsou také odkazy na související národní nebo mezinárodní normativní požadavky na paliva. Tyto normy jsou vypracovány experty z příslušných oblastí např. výrobců motorů a výrobců vozidel. Rovněž široká veřejnost má možnost vznést námitky před schválením návrhu normy, takže je zajištěno, aby byly v normě jasně stanoveny vlastnosti dotyčných paliv, které umožňují spolehlivý provoz motoru a dodržení limitů platných pro výfukové plyny jak jsou stanoveny v zákoně.

Jaké palivo se může v současnosti tankovat do vozidla stanovuje výrobce vozidla prostřednictvím odpovídajících povolení, které je možné zjistit z provozní příručky. Čistá biopaliva jako bionafta, palivo z řepkového oleje a bioethanol se mohou tankovat v souladu s povolovacími pravidly platnými pro silniční provoz výhradně do vozidel, která k tomu mají povolení od výrobce, popřípadě takových vozidel, která byla dodatečně na taková paliva upravena. Tím je zajištěno, že při současném stavu techniky nedojde použitím biopaliv v čisté formě u vozidel, u kterých jsou tato paliva povolena, a natankováním konvenčních paliv s podíly biopaliv podle Spolkového zákona o ochraně proti emisím, k žádnému poškození motoru.

Vzhledem ke zvláštnostem současných i budoucích variant pohonných hmot musí být pracovníci dílen, servisů a benzínových čerpadel důkladně proškoleni, aby byli schopni zákazníkům objektivně a odborně poradit.

 

Celý článek je uveřejněn v čísle 3/10 časopisu Energie 21.

Autor: Ing. Petr Jevič, CSc., prof. h.c., vedoucí výzkumný a vývojový pracovník, VÚZT, v. v. i. Praha, výkonný ředitel Svazu výrobců biopaliv ČR

 

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *