Polska technologia paliw rzepakowych

Polska posiada niewykorzystany potencjał ludzi i ziemi. Rządowe programy walki z bezrobociem, w tym aktywizacji terenów wiejskich, jak dotychczas nie przynoszą oczekiwanych efektów. Liczba bezrobotnych zarejestrowanych w urzędach pracy rośnie w zastraszającym tempie. W końcu lutego br. wyniosła 2876,9 tys. osób, co stanowi 15,8 % cywilnej ludności aktywnej zawodowo. Prawa do zasiłku nie posiadało 2288,7 tys. osób, tj. 79,6 ogółu zarejestrowanych bezrobotnych. Spośród tej grupy blisko 44 % stanowili mieszkańcy wsi.

Polska posiada niewykorzystany potencjał ludzi i ziemi. Rządowe programy walki z bezrobociem, w tym aktywizacji terenów wiejskich, jak dotychczas nie przynoszą oczekiwanych efektów. Liczba bezrobotnych zarejestrowanych w urzędach pracy rośnie w zastraszającym tempie. W końcu lutego br. wyniosła 2876,9 tys. osób, co stanowi 15,8 % cywilnej ludności aktywnej zawodowo. Prawa do zasiłku nie posiadało 2288,7 tys. osób, tj. 79,6 ogółu zarejestrowanych bezrobotnych. Spośród tej grupy blisko 44 % stanowili mieszkańcy wsi.

Obszary skrajnego ubóstwa zataczają coraz szersze kręgi, w tym szczególnie dotkliwie dotykają pracowników byłych gospodarstw pegeerowskich. W niektórych wsiach po pegeerowskich bez pracy trwale pozostaje nawet 80 % mieszkańców. Mimo tak tragicznej sytuacji około 2,4 mln hektarów gruntów nie jest użytkowane rolniczo, leży odłogiem Najwyższą stopę bezrobocia odnotowuje się w województwach warmińsko-mazurskim (25,7 %), lubuskim i zachodniopomorskim (po 21,6 %) i kujawsko-pomorskim (20,3 %). Województwa gdzie bezrobocie jest największe, to do niedawna tradycyjne regiony uprawy rzepaku. Tam też bite są niechlubne rekordy bezrobocia wśród ludzi młodych. Na Warmii i Mazurach pracy nie ma już aż 48,8 % aktywnej ludności w wieku do 25 lat. Tak dalej być nie może.

Jedną z dróg pozwalających na stworzenie mechanizmów sprzyjających ożywieniu gospodarczemu wsi i choć w części przeciwdziałaniu bezrobociu, w tym bezrobociu strukturalnemu, może i powinna być dla tych regionów budowa agrorafinerii, tj. zakładów przetwarzających rzepak na paszę i biopaliwo do silników wysokoprężnych. W ten sposób stworzone zostałyby nowe miejsca pracy. Bezrobotni znaleźliby zatrudnienie nie tylko w agrorafineriach ale również w rolnictwie przy uprawie rzepaku oraz produkcji paszy, hodowli zwierząt i przetwórstwie mięsnym. Uruchomienie w Polsce na dużą skalę produkcji biopaliwa stanowić może swoisty ămechanizm napędzającyÓ, skuteczny instrument przeciwdziałania bezrobociu.

Mamy rodzimą, niedrogą, prostą i co nie mniej ważne sprawdzoną technologię produkcji biopaliwa z rzepaku. Otrzymane tą metodą biopaliwo spełnia ostre wymogi norm europejskich. W całym nowoczesnym świecie produkcja biopaliw zyskała pełne wsparcie tamtejszych rządów, ponieważ stanowić może skuteczne narzędzie ożywienia gospodarczego regionów rolniczych, działań proekologicznych i antyimportowych. Produkcja biopaliwa rozwijana jest nie tylko w krajach unijnych ale i poza nią. Dlatego niezrozumiałym są opinie głoszone przez niektórych decydentów, że w Polsce produkcja paliwa z rzepaku nie będzie się opłacać. Wszędzie jest rozwijana, w Polsce nie. Paliwo z roślin oleistych nie jest naszym wynalazkiem ani też wynalazkiem naszego pokolenia. Jego historia sięga początku wieku. Oleje roślinne zastosował po raz pierwszy jako paliwo napędowe w skonstruowanym przez siebie silniku Rudolf Diesel. Dopiero później, po nie w pełni udanych próbach z olejem roślinnym, do zasilania silnika zastosował paliwo napędowe otrzymywane z ropy naftowej.

Dzisiejsze biopaliwo to już nie olej roślinny ale mieszanina jego chemicznych pochodnych, otrzymanych w wyniku procesu noszącego nazwę alkoholizy lub transestryfikacji tłuszczów. Jeżeli do syntezy biopaliwa zastosowany zostanie olej rzepakowy i metanol, wówczas otrzymamy rzepakowe biopaliwo, noszące Đ w zależności od zastosowanej technologii i producenta Đ handlową nazwę: biodiesel, RME, raps-diesel, diester, bionafta, diesel-bi, biopal, azona, epal, ekol itd. Z chemicznego punktu biopaliwa te są mieszaniną estrów metylowych wyższych kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego.

W ostatnich latach alternatywne roślinne paliwo napędowe z rzepaku zyskuje coraz większe uznanie. Zwycięsko przeszło okres eksperymentu. Różnorodne badania, przeprowadzone w wielu krajach przez najlepsze specjalistyczne ośrodki naukowe i doświadczalne, potwierdzają pełną przydatność paliwa z rzepaku jako równoprawnego z ropopochodnym paliwem napędowym do zasilania silników o zapłonie samoczynnym (silników diesla, silników wysokoprężnych). Rzepakowe paliwo napędowe nie tylko nie ustępuje jego ropopochodnemu odpowiednikowi, ale wręcz przeciwnie. Szereg jego parametrów jest korzystniejsze od paliw z ropy.

Jak grzyby po deszczu w Europie powstają, jeden po drugim, nowe, coraz to nowocześniejsze zakłady przetwarzające rzepak na biopaliwo i paszę. Produkcja agrorafinerii stale wzrasta. W Europie wyprodukowano miliony ton tego proekologicznego, corocznie odnawialnego, bezpiecznego biopaliwa. Liczne związki farmerów m. in. Francji, Włoch, Niemiec, Austrii, Anglii wykazują coraz większe zainteresowanie produkcją paliwa z rzepaku na cele własne. Po ulicach wielu miast jeżdżą samochody zasilane paliwem roślinnym.

Po uważnej analizie sytuacji w Europie, także w Stanach ,Zjednoczonych opracowano plan nakreślający cele i zamierzenia związane z biopaliwami. Jak na Amerykę przystało plan ten jest bardzo ekspansywny. Zakłada w niedalekiej przyszłości (10-40 lat) zastąpienie około 50 % używanego ropopochodnego oleju napędowego przez biopaliwa otrzymywane z roślin oleistych i mikroalg. Aktualnie szerokim frontem prowadzone są badania nad nowymi, bardziej wydajnymi i niezawodnymi transgenicznymi odmianami rzepaku. Już dzisiaj przewiduje się zwiększenie upraw tej rośliny do 4,5 miliona hektarów. W opublikowanym w październiku 1992 roku dokumencie pn.: "Clean Air Act Amendment" wprowadzenie biopaliw na rynek paliwowy uzasadnione zostało względami ekologicznymi i strategicznymi. Zawarto w nim wymagania dla biopaliw do silników wysokoprężnych i określono poziom ich zużycia począwszy od 1998 roku. W roku 2001 ma on wynieść (dla nowych modeli pojazdów, w transporcie komunalnym i prywatnym) około 20%, osiągając w 2006 roku poziom 70%. Jednocześnie zakłada się, że cztery lata później, w roku 2010, zakończony będzie poważny program mający na celu doprowadzenie do taniego przemysłowego wytwarzanie paliwa z mikroalg (a cenie nie przekraczającej 0,16 USD za dm3 biopaliwa). Cena ta zdaniem ekonomistów amerykańskich, zapewnić powinna produkcję biopaliwa bez jakiejkolwiek dotacji. Choć dzisiaj cena równa 64 groszy za litr wydaje się być mało realna, życzyć należy Amerykanom, aby cel ten został przez nich osiągnięty.

Jedną z przyczyn tak wielkiego zainteresowania paliwami alternatywnymi, w tym z roślin oleistych, upatrywać należy w szybkim wyczerpywaniu się światowych zapasów ropy naftowej.

Tabela 1

Zapasy ropy naftowej w poszczególnych rejonach świata (przy obecnym tempie ich zużycia)
 

Przypomnieć należy, że bezpośrednim impulsem do wznowienia badań nad przemysłowym wykorzystaniem roślin oleistych na cele paliwowe stały się kryzysy energetyczne lat 70-tych, kiedy to na skutek znacznego podwyższenia przez kraje OPEC cen ropy naftowej i jej produktów, nastąpiły poważne perturbacje w gospodarkach wysoko rozwiniętych krajów Zachodu. Przeprowadzone wówczas analizy wykazały, że przeznaczenie roślin do przemysłowego wykorzystania na cele paliwowe jest merytorycznie zasadne, ponieważ pozwala wyprodukować znaczące ilości paliw i racjonalnie wykorzystać duże ilości roślin, umacniając i jednocześnie stabilizując gospodarkę, w tym szczególnie rolną.

Po kryzysie naftowym lat siedemdziesiątych prace badawcze i wdrożeniowe skoncentrowały się przede wszystkim na trzech zasadniczych kierunkach:

• przystosowaniu silników do właściwości paliw,
• przystosowaniu paliw do wymagań silników,
• równoczesnemu przystosowaniu wymagań silników do właściwości paliw alternatywnych oraz właściwości paliw do wymagań silników tak aby trzymany układ był najbardziej korzystny.

Uruchomienie badań i produkcji paliw na bazie roślin oleistych - to decyzje polityczne, poparte analizami ekonomiczno-społecznymi, informacjami z badań podstawowych i techniczno-eksploatacyjnych. Kierunkiem uznanym za najbardziej obiecujący okazało się przystosowanie paliw napędowych do silników, zaś rośliną perspektywiczną dla europejskiego rynku paliw alternatywnych do silników wysokoprężnych - rzepak.

Tradycyjne oleje napędowe produkowane są z ropy naftowej. Wywierają one negatywny wpływ związany z oddziaływanie ich spalin na otaczające nas środowisko. Dymiące rury wydechowe samochodów, motorów i ciągników nie są w naszej rzeczywistości rzadkością. Co roku do światowej "floty" samochodów przybywa kolejne 19 milionów pojazdów.

W dwudziesty pierwszy wiek świat wkroczył z ponad 1,5 miliardem eksploatowanych samochodów i ciągników. Każdy z ich silników "produkuje" tlenki azotu i dwutlenek siarki (składniki kwaśnych deszczy), tlenek węgla (odpowiedzialny za ostre zatrucia w stężonych wyziewach gazów spalinowych), dwutlenek węgla, węglowodory i sadzę, nieraz substancje mufa- i kancerogenne. Trujące spaliny są coraz bardziej wszechobecne. A przecież tak być nie musi. Tak być nie powinno.

Jak wykazały doświadczenia i praktyka jedną ze skutecznych dróg prowadzących do zmniejszenia zanieczyszczenia środowiska jest zastępowanie ropopochodnych paliw napędowych alternatywnymi paliwami pochodzenia roślinnego. Dla silników wysokoprężnych w warunkach Europy paliwem takim jest przede wszystkim paliwo otrzymywane z rzepaku lub paliwa z jego udziałem.

Pierwszym krajem europejskim, który zapoczątkował "rzepakowyÓ program badawczy, była Austria. W wyniku realizacji projektu pilotowego doprowadzono tam do uruchomienia eksperymentalnej instalacji do wytwarzania rzepakowego ekopaliwa.

Do krajów, które dynamicznie rozwijają ich produkcję zaliczyć należy przede wszystkim Niemcy, Francję i Włochy. We Francji od pięciu lat istnieje klub miast zrzeszających użytkowników paliwa rzepakowego tzw. Club des Villes Diester. Aktualnie jest już w nim ponad 25 miast. Według danych opublikowanych przez Pierwsze Europejskie Forum Biopaliw Silnikowych, jakie odbyło się w Tours, już w 1996 roku we Francji autobusy i pojazdy miejskie przejechały na 5% i 30% mieszankach rzepakowego biopaliwa z olejem ropopochodnym łącznie 60 mln km. W eksploatacji znajdowało się wówczas blisko 3500 pojazdów.

Tak poważne firmy przemysłu motoryzacyjnego jak m. in. Massey Fergusson, Deutz, Fendt, Lomborghini i Steyr - potwierdziły możliwość zastosowania estrowego paliwa z rzepaku do zasilania silników traktorowych i samochodowych. Coraz mniej jest firm silnikowych, które nie udzielają gwarancji na stosowanie paliwa rzepakowego w swoich pojazdach.

Firma ăMercedes" wydała zalecenia dla wszystkich stacji obsługi swoich samochodów związane z paliwem rzepakowym. "Volkswagen" wprowadził na rynek wielopaliwowy samochód Golf Ekonomic, do zasilania którego zaleca paliwo z rzepaku lub jego mieszanki z ropopochodnym olejem napędowym. Niemcy mają już ponad 600 stacji, w których można zatankować rzepakowe biopaliwo sprzedawane pod nazwami handlowymi " biodiesel " i " rapsdiesed ". Rachunek ekonomiczny sprzężony został tam, podobnie jak w innych krajach UE, z utrzymaniem dotychczasowego zatrudnienia i pojawianiem się nowych miejsc pracy. Obliczono, że w warunkach Niemiec na każde wyprodukowane 500 tys. ton paliwa rzepakowego zatrudnienie w gospodarce znajdzie ponad 6 tysięcy osób.

Nasi południowi sąsiedzi: Słowacy i Czesi, również bardzo intensywnie rozwinęli system agrorafinerii. Tylko w latach 1995-1996 zwiększyli produkcję rzepakowego paliwa napędowego z 75 tys. ton do 120 tys. ton.

A jak jest w Polsce? Według stanu na dzień dzisiejszy paliwo z rzepaku nie jest wytwarzane na skalę przemysłową. Nie wprowadzono też skutecznych rozwiązań systemowych, w tym preferencyjnych, które pozwoliłyby na wdrożenie w kraju produkcji tego paliwa. Dzieje się tak mimo, że za wdrożeniem i upowszechnieniem w polskiej gospodarce przemysłowej produkcji i stosowania rzepakowego biopaliwa przemawia wiele ważkich argumentów, w tym o znaczeniu strategicznym. Oto niektóre z nich.

Kraj nasz w zasadzie nie posiada własnej ropy naftowej (ponad 98 procent pochodzi z importu). Importujemy też paszę. Na polską wieś i do miast brutalnie wkracza bezrobocie. Według opinii części analityków w końcu br. bezrobocie może przekroczyć nawet 18 %. Jednocześnie duża część ziemi uprawnej, która jeszcze niedawno rodziła rzepak, leży odłogiem.

Chociażby tylko z tych względów Polska będzie musiała zmierzyć się w praktyce z problemem biopaliw. Ten kierunek inwestowania ma realną szansę powodzenia. Może stanowić jeden z mechanizmów wchodzenia "w normalność". A ponadto są w naszym kraju obszary bardzo zniszczone przez przemysł, na których nie powinno się uprawiać roślin na cele żywnościowe. Można byłoby tam uprawiać rośliny na cele przemysłowe, w tym rzepak, przetwarzając go na biopaliwo przyjazne środowisku.

Dla Polski rzepak był, jest i pozostanie podstawową rośliną oleistą. Jeszcze niedawno zaliczani byliśmy w świecie do grupy największych jego producentów. W rekordowych latach rzepak uprawiany był na powierzchni ponad pół miliona hektarów tj. na około 5 % gruntów rolnych. Zbiory przekraczały 1,5 miliona ton. Burzliwy proces transformacji ustrojowej spowodowały perturbacje w rolnictwie i zachwianie rynku rzepaku. Sytuację tę jednakże ocenić należy jako przejściową.

Opublikowana w 1996 roku - przez ekspertów Unii Europejskiej - "Biała Księga Rolnictwa" przewiduje, że po przyłączeniu do Unii, w krajach Europy Środkowo-Wschodniej (a więc i w Polsce), zauważalnie wzrośnie produkcja roślin oleistych. Zdaniem ekspertów nadwyżka roślin oleistych zostanie wchłonięta przez samych producentów i wykorzystana m. in. do produkcji pasz dla zwierząt hodowlanych. Dzisiaj, w dobie choroby wściekłych krów, Polska powinna wykorzystać fakt, że nasze zwierzęta nie zostały zakażone tą chorobą, ponieważ nie były skarmiane paszą zawierającą mączkę zwierzęcą. Możemy produkować mięso wołowe skarmiając cielęta i bydło zdrową paszą zawierającą wytłoki rzepakowe, powstające w procesie produkcji oleju.

Obserwacja rynku roślin oleistych i ich kierunków zagospodarowania w krajach Unii Europejskiej potwierdzają, że rzepak - poza tradycyjnym jego wykorzystaniem - stanowić będzie w coraz to większym stopniu uzupełniającą bazę do produkcji paliw napędowych. Ten kierunek rozwijany z coraz to większą dynamiką od kilku lat w wielu krajach Europy Zachodniej a efektem jest praktyczne zastosowania proekologicznego paliwa z rzepaku m.in. w transporcie miejskim, rolnictwie, parkach narodowych, żegludze i innych obszarach gospodarki.

Jedną z ważniejszych zalet stosowania paliw roślinnych jest ograniczenie efektu cieplarnianego, powstającego wskutek emisji dwutlenku węgla do atmosfery. Skutkiem systematycznie wzrastającego zużycia paliw konwencjonalnych - w per-spektywie 30-40 lat -liczyć się należy ze zwiększeniem stężenia C02 w atmosferze o 40-50 %, co spowodować może trudno przewidywalne zmiany klimatu oraz rozmieszczenia i funkcjonowania ekosystemów roślinnych. Rzepakowe biopaliwo, obok ograniczenia emisji dwutlenku węgla do atmosfery (spalenie I litra biopaliwa z rzepaku, w porównaniu ze spalaniem I litra ropopochodnego oleju napędowego, zmniejsza ilość wydzielonego do atmosfery C02 o 2-2,5 kg) przyczynia się do wydatnego zmniejszenia zawartości związków toksycznych w spalinach.

Bezsporną zaletą biopaliwa jest jego szybki rozkład w warunkach naturalnych w przeciwieństwie do bardzo powolnego rozkładu paliw mineralnych. Biopaliwo rozlane na ziemi czy w wodzie ulega biodegradacji w ciągu niespełna czterech tygodni, w przeciwieństwie do paliw ropopochodnych, których okres biodegradacji wynosi kilka lat. I wreszcie uprawa rzepaku na cele paliwowe może być także prowadzona na terenach o ograniczonej przydatności rolniczej (skażonych), na których ze względów zdrowotnych nie powinno się produkować ani żywności ani pasz dla zwierząt.

Polska od blisko 10 lat posiada własną, oryginalną technologie otrzymywania biopaliwa z rzepaku. Opracowana została przez autora niniejszego referatu we współpracy z zespołem pracowników Wyższej Szkoły Inżynierskiej w Radomiu (dzisiejsza Politechnika Radomska). Metoda jest prosta i co najważniejsze tania. Wszystkie procesy przebiegają bezciśnieniowo i w temperaturach otoczenia. Profesjonalnie wykonana instalacja jest bezpieczna dla człowieka i otoczenia.

Produkcja polskiego biopaliwa sprawdzona w wybudowanej za środki Komitetu Badań Naukowych, na zamówienie Ministerstwa Rolnictwa, eksperymentalno-produkcyjnej agrorafinerii - jak dotychczas jedynej w Polsce Đ zlokalizowanej w Gospodarstwie Doświadczalnym w Mochełku, należącym do Akademii Techniczno-Rolniczej w Bydgoszczy. Agrorafineria zaprojektowana i wybudowana została, przy współudziale i według technologii autora niniejszego referatu, przez Przedsiębiorstwo Projektowania, Budowy, Kompletacji i Dostaw Obiektów Przemysłowych "Chemadex" z Warszawy. Jej generalnym projektantem był mgr inż. Jan Piotrowski.

Mochełkowska agrorafineria to kompleksowa linia technologiczna do wytwarzania rzepakowego paliwa napędowego - poczynając od rzepaku poprzez olej tłoczony - z przeznaczeniem wytłoków do produkcji pasz (lub na inne cele) i otrzymaniem surowej gliceryny dla przemysłu chemicznego. W skład agrorafinerii weszły dwie jej podstawowe części:

• tłocznia, w której olej wytłaczany był z wcześniej wysuszonych i oczyszczonych nasion;
• dział syntezy chemicznej, w którym olej roślinny poddawany był procesowi metanolizy (transestryfikacji) dając produkty finalne, w tym biopaliwo.

Ziarno rzepakowe najpierw się suszy i oczyszcza. Potem jest walcowane na cienkie płatki, kondycjonowane i wyciskane w prasie ślimakowej. Otrzymany w ten sposób surowy olej oczyszcza się i magazynuje w zbiornikach. Z jednej tony rzepaku uzyskuje się ponad 350 litrów oleju. Dodatkowy produkt Đ wytłoki, zawierające do 12 % oleju Đ są rozdrabniane i kierowane do mieszalni pasz, stanowiąc bogaty w białko, wysokoenergetyczny składnik pasz.

Olej poddawany jest procesowi chemicznej przeróbki, w wyniku którego powstaje surowe biopaliwo i zanieczyszczona faza glicerynowo-tłuszczowa. Surowe biopaliwo poddaje się procesowi oczyszczenia, w wyniku którego otrzymuje się czysty produkt finalny Đ "biopal", zaś fazę glicerynowo-tłuszczową - będącą produktem ubocznym - gromadzi się w zbiornikach do dalszej przeróbki w zakładzie chemicznym celem otrzymania handlowej gliceryny i wolnych kwasów tłuszczowych.

Polska technologia syntezy biopaliwa w porównaniu do innych technologii zagranicznych jest jedną z najprostszych i najbezpieczniejszych. Paliwa nie trzeba destylować, tak jak to ma miejsce w przypadku otrzymywania oleju napędowego z ropy naftowej. Wystarczy tylko poddanie surowego biopaliwa procesowi oczyszczenia z pomocą specjalnych, nietoksycznych adsorbentów. Otrzymany tą metodą roślinny olej napędowy spełnia najostrzejsze parametry norm europejskich.

Poniżej przedstawiono podstawowe właściwości fizykochemiczne polskiego rzepakowego "biopalu" porównując je z wyjściowym olejem rzepakowym i olejem napędowym z ropy naftowej.

Tabela 2

*olej napędowy ropopochodny letni DL/olej napędowy przejściowy DP.
 

Autorom pierwszej polskiej agrorafinerii przyznana została przez Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa oraz Przewodniczącego Komitetu Badań Naukowych nagroda w Wielkim Konkursie Wynalazczyrn na rozwiązania w dziedzinie ochrony środowiska. Ponadto za wykonanie doświadczalnej przetwórni nasion rzepaku na paliwo do silników wysokoprężnych Minister Transportu i Gospodarki Morskiej przyznał wyróżnienie honorowe. Ponadto paliwo z mochełkowskiej agrorafinerii zdobyło Grand Prix na Międzynarodowych Targach Motoryzacyjnych w Bydgoszczy.

O przyznaniu nagród zadecydowały przede wszystkim korzystne właściwości polskiego BIOPALU w porównaniu z ropopochodnym olejem napędowym takie jak:

• spadek zadymienia spalin o 50-80% w stanach ustalonych i dynamicznych;
• zmniejszenie zawartości CO i HC w spalinach nawet do 40%;
• spadek cząstek stałych w spalinach o 10-60%;
• obniżenie emisji SO2 (niski poziom siarki rzędu 0,001%) i C02, co zmniejsza zjawisko "kwaśnych deszczy" i opóźnia efekt cieplarniany;
• spadek związków mufa- i kancerogennych;
• brak działania drażniącego i toksycznego na organizm ludzki (na skórę rąk, oczy, doustnie np. 10-krotnie mniej niż sól kuchenna w stężeniu 1,75 g/kg wagi);
• praktycznie całkowita biodegradowalność biopaliwa, która dla okresu 21 dni wynosi aż 98,3%. Rzepakowe paliwo rozlane na polu, w rzece czy morzu stanowi pokarm dla mikroorganizmów. Z paliwami ropopochodnymi jest inaczej; przez wiele lat skażają środowisko naturalne.

Pierwsze badania i eksploatację polskiego paliwa rzepakowego autor niniejszego artykułu podjął w latach 1989-91 w Wyższej Szkole Inżynierskiej w Radomiu. Tam opracowana została pierwsza technologia syntezy biopaliwa. Przeprowadzone zostały badania silnikowe i eksploatacyjne samochodów "tarpan", zasilanych rzepakowym paliwem i jego mieszankami z ropopochodnym olejem napędowym, prowadzone pod kierunkiem obecnego rektora tej uczelni prof. dr hab. inż. Wincentego Lotkę. Badania kontynuowane były i rozwijane przez wiele ośrodków, z których wiodącym, mający największe osiągnięcia, był Instytut Lotnictwa. Badania prowadzone były pod kierunkiem dr inż. Tomasza Pągowskiego w ramach projektu finansowanego przez Komitet Badań Naukowych.

Pięć lat temu funkcjonalne i eksploatacyjne badania polskiego BIOPALU przeprowadzone zostały na jachcie S/Y "Politechnika w ekstremalnych warunkach na morzu Norweskim za Kręgiem Polarnym. Badania te, jak i inne, potwierdziły dobre właściwości biopaliwa, odpowiadające parametrami zagranicznym.

Eksploatowany przez Instytut Lotnictwa seryjny Polonez Diesel z silnikiem Citroena zasilany " biopalem " bez remontu przejechał na polskim paliwie z rzepaku około 250 tys. km. Sponsorem tych badań był koncern DAEWOO-FSO.

W Wyższej Szkole Wojsk Zmechanizowanych im. Tadeusza Kościuszki we Wrocławiu i Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie, pod kierunkiem płk dr inż. Mieczysława Strusia, przeprowadzono z pozytywnym wynikiem próby zasilania wojskowych wozów bojowych piechoty i czołgów rzepakowym "biopalem".Produkcji biopaliwa z oleju rzepakowego, w tym "biopalu", podejmowana była również przez zakłady przemysłu chemicznego. Próbne jego partie wyprodukowane zostały m.in. przez bydgoską Spółkę z o.o. ăSopurÓ, Zakłady Azotowe w Kędzierzynie i w Instytucie Chemii Przemysłowej w Warszawie.

Jedna z bardziej istotnych właściwości rzepakowego biopaliwa jest to, że jego zastosowanie w silniku wysokoprężnym nie wymaga żadnych zmian w regulacji i kompletacji silnika, co jest czynnikiem sprzyjającym natychmiastowemu wprowadzeniu do eksploatacji.

Ponad to rzepakowe ekopaliwo miesza się w dowolnych proporcjach z paliwami z ropy naftowej. Do zasilania silników wysokoprężnych stosowane może być więc zarówno samo biopaliwo jak i jego mieszaniny z olejem ropopochodnym. W Polsce praktyczne wykorzystanie tych właściwości znalazło miejsce we Wrocławskim Oddziale CPN. W połowie lat 90-tych prowadzono próbną produkcje i sprzedaż olejów napędowych, zawierających dodatek estrów metylowych kwasów tłuszczowych pochodzenia roślinnego. Sprzedaż tę prowadzono do kwietnia 1998 roku. Brak jednoznacznych decyzji Ministra Finansów promujących ten kierunek zagospodarowania paliw alternatywnych spowodował przerwanie produkcji biodiesla.

Wśród pozytywnych walorów biopaliwa wymienić należy zapach jego spalin, który w porównaniu z zapachem spalin ropopochodnego oleju napędowego jest znacznie przyjemniejszy, przypomina łagodny zapach powstający przy smażeniu frytek lub placków ziemniaczanych.

Powszechnie przyjęło się mówić o paliwie z rzepaku, że jest paliwem bezpiecznym. Fakt ten potwierdziły przeprowadzone w Szkole Głównej Służb Pożarniczych w Warszawie badania właściwości pożarowych paliw pochodzenia roślinnego, mające na celu przede wszystkim określenie charakterystyk pożarowo-wybuchowych rzepakowych biopaliw, w tym otrzymanych według polskiej metody.

Zakres pracy obejmował wyznaczenie: ciepła spalania; temperatury zapłonu; temperatury samozapłonu; granic wybuchowości oraz przeprowadzenie porównawczej analizy własności pożarowo-wybuchowych badanych biopaliw z analogicznymi właściwościami typowych ropopochodnych paliw pochodzenia mineralnego.

Analiza otrzymanych danych eksperymentalnych, uzyskanych z badań tych biopaliw oraz danych literaturowych dotyczących tradycyjnych paliw mineralnych, umożliwiły sformułowanie następujących wniosków:

• biopaliwa pochodzenia roślinnego jako paliwa bezklasowe, są substancjami bezpiecznymi pożarowo, podczas gdy paliwa pochodzenia mineralnego, zaliczane do I klasy niebezpieczeństwa pożarowego, są w warunkach normalnych klasyfikowane jako bardzo niebezpieczne pożarowo.

Pod pojęciem paliwa bezklasowego rozumieć należy, że temperatura jego zapłonu jest wyższa od 100° C. Ciecz definiuje się jako palną, jeżeli charakteryzuje się ona temperaturą zapłonu do 100° C, zaś w przypadku gdy jest ona niższa niż 55° C, ocenia się ją również jako materiał (substancję) pożarowo niebezpieczną. Temperatura zapłonu biopaliwa w zależności od próbki wyniosła odpowiednio 188 °C i 174 °C, a temperatura samozaplonu 306 °C i 301 °C;

• mieszanina par biopaliw z powietrzem nie tworzy mieszanin wybuchowych, podczas gdy mieszaniny par paliw ropopochodnych z powietrzem są wybuchowe i charakteryzują się bardzo niskimi dolnymi granicami wybuchowości;
• ciepło spalania biopaliw (34,3 - 41,7 tys. kJ/kg ) są niższe niż ciepło spalania tradycyjnych paliw ropopochodnych, co z punktu widzenia bezpieczeństwa pożarowego obiektów jest bardzo korzystne, ponieważ ciepło spalania decyduje o wielkości tzw. obciążenia ogniowego. Podczas projektowania obiektów produkcyjnych i magazynowych wielkość obciążenia pożarowego jest jednym z podstawowych elementów oceny zagrożenia pożarowego. Zagrożenie pożarem jest tym mniejsze im niższe jest obciążenie ogniowe, a więc im niższe ciepło spalania.

Badania "biopalu" przeprowadzone w warszawskim Instytucie Lotnictwa na większości krajowych i kilku zagranicznych silnikach potwierdzają, że:

• moc nominalna i moment obrotowy dla większości silników praktycznie nie ulegają zmianie wskutek nieco większego zużycia paliwa o około 8-14%, rekompensującej spadek wartości opałowej paliwa, co świadczy o wyższej sprawności energetycznej procesu spalania szczególnie przy wyższych obciążeniach;
• obciążenia mechaniczne i cieplne praktycznie pozostają na tym samym poziomie. Temperatury spalin maleją o ok. 3-10%. Maksymalne ciśnienia spalania rosną o ok. 5%. Maksymalne ciśnienia wtrysku rosną szybciej do 25%;
• zwracają uwagę dobre właściwości rozruchowe silnika. Rzepakowy "biopal" w pełni zastępuje ropopochodne oleje napędowe letnie i przejściowe. Dodatek specjalnych depresatorów pozwala na zastąpienie tradycyjnych paliw zimowych;
• praktycznie nie ulega zmianie hałaśliwość pracy silnika;
• minimalnie, o ok. 3-11%, maleją przyśpieszenia testowanych pojazdów.

Polskie biopaliwo praktycznie niczym nie różni się od podobnych paliw zachodnich, może tylko poza tym, że nasza metoda jego wytwarzania jest najtańsza i bezpieczniejsza. Opanowana w skali mikro i makro polska metoda syntezy paliwa roślinnego daje możliwość wyprodukowania z 1 ha upraw (przy plonie 30 q z tej powierzchni) około 1100 litrów biopaliwa, dwóch ton bogatego w białko, wysokoenergetycznego komponentu paszowego oraz poszukiwanych surowców dla przemysłu chemicznego (m. in. gliceryny). Wraz z postępem biologicznym i unowocześnianiem agrotechniki następować będzie wzrost plonów, a w konsekwencji ilość biopaliwa z hektara (w nieodległym czasie może osiągnąć 1,5-1,6 tony biopaliwa). Już dzisiaj, na doświadczalnych plantacjach rzepaku transgenicznego, uzyskuje się około 2 ton biopaliwa z hektara.

Często słyszy się pytanie; czy produkcja biopaliw jest lub czy może być opłacalna. Odpowiedź dają kraje Unii Europejskiej, gdzie w całej rozciągłości obowiązują zasady bilansowania korzyści i ponoszonych strat, gdzie rygorystycznie przestrzegane są zasady ekonomiki. To właśnie tam, w Niemczech, Francji, Austrii budowane są kolejne agrorafinerie. Ta właśnie tam ekopaliwo z rzepaku jest ogólno dostępne w sieciach stacji paliwowych.

Jeżeli spojrzeć na omawiany problem z naszego, polskiego punktu widzenia - biopaliwo może stanowić przede wszystkim potężne, corocznie odnawialne źródło ekologicznego, bezpiecznego paliwa silnikowego, wytwarzanego jako produkt uboczny przy produkcji paszy. A tę corocznie importujemy za miliony dolarów w sytuacji, gdy może ona być produkowana przez polskich rolników. Dodatkowym efektem tych działań będzie biopaliwo. Wielu bezrobotnych otrzyma pracę.

Wraz z "wejściem" Polski do Unii Europejskiej liczyć należy się z faktem, że zaistnieje konieczność zasadniczych zmian w strukturze dotychczasowych upraw, a nawet wprowadzenie obowiązku ugorowania części gruntów. Sytuacja ta miała już miejsce w krajach Europy Zachodniej.

Na polskiej wsi rozwiązaniem ułatwiającym lepsze wykorzystanie i poprawę efektywności czynników produkcji może być podjęcie lokalnej produkcji nośników energii z surowców pozyskiwanych w gospodarstwach rolniczych. Takie podejście niesie w sobie szereg korzyści, umożliwiając przede wszystkim:

• pełniejsze wykorzystanie zasobów ziemi w warunkach nadprodukcji żywności;
• rozbudowę infrastruktury technicznej obszarów wiejskich i tworzenie nowych miejsc pracy;
• aktywizację zawodową osób odchodzących z rolnictwa bez stwarzania poprawę problemów związanych z migracją ludności.

Polska, kraj bez większych własnych źródeł ropy naftowej, o silnie zagrożonym środowisku naturalnym, musi w praktyce zmierzyć się na większą skalę niż dotychczas z problemem biopaliw. Warunki naturalne i możliwości produkcji rolnej sprzyjają rozwojowi i wdrożeniu tego kierunku wykorzystania płodów ziemi. Szacuje się, że w naszym kraju istnieją możliwości zwiększenia areału upraw pod cele paliwowe nawet do 2 mln hektarów, wykorzystując ziemie używane pod inne gatunki roślin, a także obszary skażone. Polska ziemia realnie może "wyprodukować" około 1,2 mln ton paliwa z rzepaku, to jest 20 % naszego rocznego zapotrzebowania na olej napędowy.

Polityka rolna państwa stanowi jeden z elementów jego polityki globalnej. Wiąże się z tym konieczność nierozerwalnego jej powiązania z pozostałymi obszarami gospodarki narodowej i nadania jej takiego kształtu, aby mogła z tymi obszarami współgrać. Dotyczy to szczególnie takich obszarów i zagadnień jak ochrona środowiska, transportu, przemysł i ochrona zdrowia, wdrożenie mechanizmów pozwalających na skuteczną walkę z bezrobociem, ograniczenia importu paliw, rozwój energetyki odnawialnej, itd.

Paliwo z rzepaku to czyste powietrze i środowisko, praca dla ludzi, wielka szansa dla gospodarki narodowej, w tym rolnictwa. W Polsce od biopaliwa nie może być odwrotu.

W nieodległym czasie po prostu stanie się ono koniecznością, która musi i będzie się opłacać. Uwzględniając korzystny wpływ biopaliw na rozwój gospodarczy obszarów wiejskich, należy podjąć - nie tylko na szczeblu rządu ale również parlamentu - decyzje gwarantujące wdrożenie w Polsce podobnych mecha-nizmów jakie zostały przyjęte w krajach Unii Europejskiej, zapewniających stabilną politykę w obszarze biopaliw, gwarantującą rozwój i ożywienia gospodarcze wsi.

Ropy naftowej na świecie nie będzie przybywać. Wprost przeciwnie, będzie jej z roku na rok coraz mniej. Gdy będzie jej mniej, gdy popyt przewyższać będzie podaż, na pewno nie będzie tańsza.

Paliwo z rzepaku to czysty zysk dla kraju i jego obywateli. Zwiększenie udziału paliw odnawialnych w bilansie energetycznym, w tym ekopaliwa z rzepaku, staje się pilna koniecznością. Wdrożenie skutecznych narzędzi i mechanizmów sprzyjających uruchomieniu i rozwojowi na szeroką skalę produkcji biopaliw w Polsce to szansa dla naszego rolnictwa.

Źródło: Redakcja

dodano: 18:39, 22.11.2008

Przeczytaj inne...

Polska technologia paliw rzepakowych

GiełdaKatalog firmLinkiForumAktualnościLeksykonTechnologieRegulaminFAQ (Pomoc)Cennik ReklamKontakt