Produkcja biopaliw z odpadów to przyszłość rynku

Biopaliwa - według zapisów nowej Dyrektywy UE 2009/28/WE w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych - oznaczają ciekłe lub gazowe paliwa dla transportu, produkowane z biomasy. Zatem biopaliwem nazwać można medium służące do zasilania silników z zapłonem samoczynnym oraz do zasilania silników z zapłonem iskrowym lub w przyszłości biowodór jako paliwo do zastosowania w ogniwach paliwowych.

Biopaliwa wytwarzane w Polsce to w dużej mierze biopaliwa pierwszej generacji, przeważnie z roślin jadalnych lub jadalnych przystosowanych, czyli np. rzepakowy olej bezerukowy do produkcji biodiesla. Krajowy rynek biopaliw transportowych stanowią głównie dwa biopaliwa: biodiesel otrzymywany w wyniku transestryfikacji tłuszczów zawartych w olejach roślinnych lub zwierzęcych oraz bioetanol - odwodniony alkohol etylowy, wytwarzany w procesie fermentacji i odwadniania produktów roślinnych, takich jak zboża, buraki cukrowe. Ziemniaki wykorzystywane są w polskim przemyśle gorzelniczym z różnym powodzeniem. Sytuacja ta powodowana jest m.in. ceną surowca, ale także efektywnością energetyczną (stosunek wartości energetycznej etanolu do nakładów energetycznych poniesionych w procesie uprawy i przetwarzania - red.) czy wydajnością (masa biopaliwa otrzymywana z 1 tony surowca - red.). Obecnie prowadzone są badania dotyczące technologii produkcji biopaliw drugiej generacji, wytwarzanych z roślin niekonsumpcyjnych - energetycznych czy odpadów. W przypadku bioetanolu wykorzystuje się np. materiały lignocelulozowe, których technologie produkcji także opierają się na procesach fermentacji, lecz znacznie bardziej zaawansowanych.

Co do biopaliw wytwarzanych z alg mogą one w przyszłości stanowić istotny element rozwiązań na rynku paliw. Po przeprowadzeniu wstępnych badań paliwa pochodzącego z alg ocenia się, że - w przypadku możliwości utrzymania warunków sprzyjających hodowli alg - można otrzymać około 15 razy więcej oleju z 1 ha upraw niż z 1 ha uprawy rzepaku. Szacuje się także, że będzie to niskoemisyjne paliwo, ze względu na fakt absorbowania i przerabiania, w procesie wzrostu, dwutlenku węgla, fosforanów czy azotanów. Niestety proces pozyskiwania biopaliwa z alg wymaga jeszcze przeprowadzenia wielu zaawansowanych badań zarówno pod względem naukowym, jak i inżynierskim.

Produkcja tych paliw była rozwijana, gdy obowiązywały zapisy Dyrektywy 2003/30/EC, narzucające wielkości wskaźnikowe wykorzystania biopaliw transportowych. Polska w latach 2006 i 2007 wykazywała niskie wartości NCW (Narodowy Cel Wskaźnikowy), w 2008 roku osiągnęła średnią unijną głównie dzięki produkcji bioestrów. Sytuacja jednak skomplikowała się w roku bieżącym w związku z nową Dyrektywą 2009/28/EC. Dyrektywa ta zmienia podejście do biopaliw I generacji, stawiając nacisk na większą produkcję biopaliw II generacji, do których wytwarzania wykorzystywana jest biomasa, odpadowe oleje roślinne, tłuszcze zwierzęce oraz wszelkie odpadowe substancje pochodzenia organicznego, nieprzydatne w przemyśle spożywczym, leśnym i innym. Ponadto zapisy nowej dyrektywy regulują kwestie spełnienia wymagań zrównoważonej produkcji, co prawdopodobnie będzie się wiązało z obowiązkiem wykonania analiz oceny cyklu życia (LCA - Life Cycle Assessment), dla produkcji i przetwarzania surowców rolnych na paliwa płynne. Rafinerie produkujące bioestry znalazły się w nowej, trudnej sytuacji. Mogą mieć problemy z wykonaniem 10-proc. wskaźnika NCW w 2020 roku.

W Polsce pozyskuje się biogaz z biomasy, odpadów organicznych, komunalnych. Trwają próby oczyszczenia biogazu i przygotowania go jako paliwa transportowego. Prowadzone są też badania pozyskania i eksploatacji estrów wyższych kwasów tłuszczowych jatrophy czy lnianki siewnej - w tym przypadku Instytut może pochwalić się także sukcesem. Prowadzimy także badania dotyczące technologii wytwarzania biooleju, np. ze słomy, który po katalitycznej obróbce może być wykorzystywany jako komponent do paliwa lub paliwo samoistne diesel, może być użyty do katalitycznej produkcji biowodoru lub innych związków chemicznych.

Lista jest długa: ziarna jęczmienia, kukurydzy, pszenicy, oleiste nasiona rzepaku, olej sojowy, palmowy, kokosowy, jatropha, sorgo, ziarna kauczuku, kawy, orzechów, pestki dyni, owoce mango. Mniej znane surowce to te określane jako lignocelulozowe, czyli: np. bawełna, konopie siewne. W Polsce niewykorzystanym surowcem do produkcji biopaliw jest burak cukrowy. W wyniku unijnej reformy rynku cukru zamknięto w Polsce wiele cukrowni. W wielu regionach rolnicy stanęli w obliczu poważnych problemów ze zbytem. W takich krajach, jak Francja, Niemcy czy Hiszpania, likwidowane cukrownie są zamieniane w biorafinerie bioetanolu. Dzięki temu uratowano wiele miejsc pracy. Burak cukrowy, obok kukurydzy, jest rośliną, która daje najwięcej energii z hektara. Bioetanol oprócz komponowania z benzyną może stanowić substrat wyjściowy do produkcji paliw syntetycznych II generacji (w tym biodiesla II generacji), jakościowo przewyższających paliwa z ropy naftowej.

@RY1@i02/2009/210/i02.2009.210.172.004a.001.jpg@RY2@

W Polsce pozyskuje się biogaz z biomasy, odpadów organicznych, komunalnych. Trwają próby oczyszczenia biogazu i przygotowania go jako paliwa transportowego - mówi Aleksandra Filip.

Fot. Arch.

zastępca dyrektora ds. naukowych w Instytucie Paliw i Energii Odnawialnej. Autorka ponad 30 publikacji z zakresu zarządzania środowiskowego, oceny cyklu życia paliw konwencjonalnych i biopaliw. Członek Polskiego Towarzystwa Towaroznawczego.