Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Alternativní paliva v dopravě a jejich vliv na životní prostředí Gustav ŠEBOR Ústav technologie ropy a petrochemie Vysoká škola chemicko-technologická.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Alternativní paliva v dopravě a jejich vliv na životní prostředí Gustav ŠEBOR Ústav technologie ropy a petrochemie Vysoká škola chemicko-technologická."— Transkript prezentace:

1 Alternativní paliva v dopravě a jejich vliv na životní prostředí Gustav ŠEBOR Ústav technologie ropy a petrochemie Vysoká škola chemicko-technologická v Praze

2  Důvody pro použití alternativních paliv v dopravě  Typy alternativních paliv  Vliv alternativních paliv na životní prostředí Souhrn • •Energetická náročnost výroby alternativních paliv • •Porovnání výrobních nákladů pro různé způsoby jejich výroby v závislosti na ceně ropy • •Celkové emise CO 2 spojené s jejich výrobou a spotřebou • •Výfukové emise škodlivin

3  Rostoucí celková spotřeba energie, včetně energie v dopravě  Závislost zemí EU na dodávkách ropy  Rostoucí cena ropy a snižující se zásoby  Emise GHG a závazek k jejich snížení  Důvody pro zavádění alternativních paliv v dopravě Konec roku 2001 – Akční plán Evropské komise pro životní prostředí, zdraví a bezpečnost předpokládající 20 % ní podíl (e.o.) alternativních paliv na celkové spotřebě motorových paliv v zemích EU v roce Pouze následující typy alternativních paliv mají šanci nahradit z více než 5 % klasická kapalná motorová paliva, benzin a motorovou naftu: - bioetanol a bionafta, biopaliva – v současnosti již používaná, - zemní plyn a produkty procesů GTL, CTL, resp. BTL (ve střednědobém, resp. dlouhodobém časovém horizontu) - vodík (v dlouhodobém časovém horizontu)

4 BIOPALIVA (směrnice 2003/30/EC) Biomasa  biodegradabilní podíl produktů, odpadů a zbytků ze zemědělské výroby, dřevařského průmyslu a příbuzných odvětví a také biodegradabilní podíl průmyslových a komunálních odpadů. Indikativní cíl EU  podíl v r % e.o., r ,75 % e.o., r % e.o. Další argumenty EU pro rozšíření biopaliv v dopravě:   podpora zemědělství, udržení kulturního rázu krajiny (vyčlenění cca 10 % půdy pro tyto účely),   udržení zaměstnanosti (náhrada 1 % e.o. spotřeby ropných motorových paliv biopalivy vytvoří v EU 45 tis. – 75 tis. nových pracovních míst).

5 Bioetanol   Pro výrobu bioetanolu je vhodná jakákoliv biomasa obsahující dostatečné množství cukrů, resp. látek, které lze na cukry převést (škrob a celulóza) fermentačními procesy (lihové kvašení). Nelze již očekávat zásadní inovaci tohoto procesu.   Předmětem intenzívní výzkumné činnosti je ve světě studium možností využití lignocelulózové biomasy (sláma, dřevní odpad) jako suroviny pro výrobu bioetanolu. Hlavní její podíl je tvořen celulózou a hemicelulózou, které mohou být převedeny na jednoduché cukry, i když podstatně obtížněji než je tomu v případě škrobu.   Největším problémem palivářské aplikace bioetanolu je vedle technických problémů (distribuce paliva, vliv na provoz vozidel) jeho cena, která je určována trhem s motorovými palivy a rozpočtovými pravidly státu. ČR – surovinou mohou být obiloviny (hustě setá pšenice) a cukrová řepa (výstavba lihovarů Vrdy, Dobrovice, další lihovary jsou pak v různých fázích přípravy, resp. výstavby).

6 Bionafta (FAME)  řč  Suroviny – rostlinné oleje z olejnatých rostlin (sója, řepka, slunečnice, případně živočišné tuky (lůj, sádlo, rybí tuk). Jako surovina mohou sloužit i odpadní tuky a oleje – např. upotřebený fritovací olej. Dále metanol, který může být po úpravě technologie nahrazen etanolem z bio-produkce.   Technologie – podstatou re-esterifikace tuků za vzniku metyl-, příp. etylesterů mastných kyselin za současné tvorby glycerínu jako vedlejšího produktu, technologie je prověřená a zvládnutá.   Problémy – stabilita, odolnost proti mikrobiálnímu napadení a následně skladovatelnost – žádoucí je okamžitá spotřeba, palivo by se nemělo dopravovat produktovody, vliv na provoz vozidel. ČR - výroba je realizována v současné době na bázi řepkového oleje a metanolu v 16 výrobnách s celkovou roční kapacitou 190 kt, která zatím není plně využívána.

7 Bioplyn   Bioplyn – plynný produkt anaerobní methanové fermentace organických látek, tj. rozkladu bez přístupu vzduchu.   ČR – teoretický roční dostupný potenciál 15 PJ, tj. 360 tis. t o.e., současná produkce 2-2,5 PJ, tj tis. t o.e.   Výrobní cena a kvalita bioplynu významně závisí na vstupní surovině a způsobu jeho výroby.   Pokud má být bioplyn použit jako pohonná hmota v dopravě je třeba jej nejprve vyčistit na kvalitu zemního plynu a po kompresi jej přidávat do distribuční sítě zemního plynu, nebo přímo plnit do vozidel.   Čištění a komprese ovšem významně zvyšují jeho prodejní, resp. nákupní cenu a to o % při ceně surového bioplynu Kč/GJ.   Zatím je využíván a to i v ČR především pro přímé spalování nebo k výrobě elektrické energie a tepla. Tento způsob jeho využití je ekonomicky výhodnější než jeho využití jako pohonné hmoty v dopravě.

8 Další typy biopaliv Syntetická paliva vyráběná přímou a nebo nepřímou konverzí biomasy: • •mžiková pyrolýza lignocelulózové biomasy, • •hydrotermické zpracování biomasy z komunálních a zemědělských odpadů - HTU (Hydro Thermal Upgrading), produktem je tzv. “syntetická bioropa“ (biocrude), • •hydrogenační rafinace, resp. hydrokrakování rostlinných olejů, • •nepřímá konverze biomasy na kapalná paliva - BTL (Biomass to Liquids) - výroba syntézního plynu, výroba syntetické ropy, resp. motorových paliv (především motorové nafty), metanolu a dimetyléteru Fischer ‑ Tropschovu syntézou. Metanol může být použit jako palivo v zážehových motorech a dimetyléter ve vznětových motorech. • •kapacita výrobní jednotky versus náklady na svoz biomasy. Využití uvedených technologií se očekává ve střednědobém, resp. dlouhodobém časovém horizontu, zatím jsou předmětem intenzivních výzkumných aktivit.

9 Zkapalněné ropné plyny (LPG) ♦ Zdroje: těžba zemního plynu (60 %) + zpracování ropy (40 %) ČR – výroba 227 kt (2005), import - SRN, Kazachstán, Rusko – spotřeba volný trh kt/r, doprava 90 kt/r ♦ Nejvíce rozšířené plynné palivo současnosti Svět – 10 mil. vozidel, 41 tis. čs, spotřeba 17 mil. t LPG (Jižní Korea, Japonsko, Mexiko, Austrálie) Evropa – 5 mil. vozidel, 21 tis. čs, spotřeba 6 mil. t LPG (Polsko, Turecko, Itálie) ČR – 200 tis. vozidel, 800 čs, spotřeba 90 kt LPG ♦ Plynofikace autobusové dopravy – Evropa celkem 1200 busů ( Vídeň 450 autobusů MHD) – Most/Litvínov 90 autobusů MHD

10 Syntetická paliva vyrobená na bázi zemního plynu, resp. uhlí (GTL, CTL) ♦ Podstatou technologie GTL je chemická přeměna zemního plynu na kapalné produkty FT syntézou a jejich doprava na světové trhy při použití stávající přepravní infrastruktury.   Tato technologie by měla ovlivnit rafinerský a petrochemický průmysl významnějším způsobem než kterákoliv jiná technologie za posledních 50 let.   V současné době se považuje za perspektivní výroba těžké synt. ropy a její následné hydrokrakování na kvalitní motorovou naftu a ostatní motorová paliva, rozpouštědla, tvrdý parafin a další produkty.   Zvětšení kapacity výrobní linky a tedy i celkové výrobní kapacity závodu je klíčové pro snížení nákladů na výrobu 1 bl syntetické ropy.   Toto zvětšování však má svůj limit: při denní kapacitě 10 tis. bl a 30 letech provozu je třeba zajistit 1,1, ·10 12 m 3 zemního plynu, tuto kapacitu má pouze 7 % světových nalezišť zemního plynu.

11 Vodík – palivo budoucnosti   Není primárním zdrojem energie, ale jejím nosičem. Perspektivní palivo v dlouhodobém časovém horizontu.   Základní podmínky pro jeho rozšíření: levný a dostatečně velký zdroj, vyřešení jeho skladování, vybudovaná infrastruktura pro jeho distribuci. Evropská vodíková dálnice: iniciativa LINDE GAS  na trase km mezi významnými městy v SRN bude do r vybudováno 35 vodíkových čs Letiště Mnichov – od r. 1999, veřejná plnicí stanice pro C-H 2 i L-H 2, 3 nízkopodlažní autobusy MAN s pal. články + osobní automobily BMW 760

12 Vliv alternativních paliv na životní prostředí ♦ Komplexní posouzení vlivu paliv na životní prostředí zahrnuje jeho celý „životní cyklus“ (LCA- Life Cycle Assesment), tj. produkci zdrojů, výrobu paliva, jeho distribuci ke spotřebiteli až po fázi jeho spotřeby ve vozidle.   Analýza vlivu paliva na životní prostředí je rozdělena na dvě části: – první „od zdroje do nádrže“ (WTT – Well to Tank) – druhá „z nádrže na kola“ (TTW – Tank to Wheels)   Obě tyto části pak zahrnují celý životní cyklus zv. „od zdroje na kola“ (WTW – Well to Wheels)

13 Vliv alternativních paliv na životní prostředí   GHG emise a spotřeba energie jsou ovlivněny nejen typem alternativního paliva, způsobem jeho výroby a využití odpadních produktů, ale i konstrukcí a účinností pohonné jednotky.   Záměna mot. paliv z fosilních zdrojů alternativními palivy z obnovitelných zdrojů je v současné době finančně velmi náročná. Snížení emisí GHG má vždy za následek větší energetickou náročnost a zvýšení nákladů. Vyšší náklady však ještě vždy nemusí znamenat větší snížení těchto emisí.   Použití alternativních paliv přináší výrazné snížení emisí základních i minoritních zdravotně rizikových organických škodlivin.

14  Lze očekávat, že v blízké budoucnosti bude na trhu k dispozici poměrně široké spektrum alternativních paliv v kombinaci s řadou výrobních technologií.  Z ekonomických důvodů se po přechodnou dobu uplatní tam, kde to bude možné, používání směsí klasických a alternativních motorových paliv.  Použití syntetických mot. paliv nebo vodíku je efektivní z hlediska snížení emisí GHG ve fázi koncové spotřeby pouze za předpokladu, že se podaří zachytit a uskladnit CO 2 vznikající v procesu jejich výroby.  Syntetická motorová paliva a vodík mají v budoucnu vetší potenciál pro náhradu fosilních paliv než současná konvenční biopaliva, bioetanol a bionafta. Rozvoji velkokapacitní výroby těchto paliv v současnosti brání především vysoké náklady a složitost výroby. Závěry


Stáhnout ppt "Alternativní paliva v dopravě a jejich vliv na životní prostředí Gustav ŠEBOR Ústav technologie ropy a petrochemie Vysoká škola chemicko-technologická."

Podobné prezentace


Reklamy Google