Praha – Společnost Unipetrol výzkumně vzdělávací centrum (UniCRE) představila biopalivo druhé generace z odpadní biomasy a provedla testovací jízdy vozidel poháněných biopalivem vyrobeným z dřevní štěpky. Právě biopaliva z dřevní štěpky, ale také třeba z pilin, slámy nebo řas mohou být jako biosložka druhé generace v blízké budoucnosti přimíchávány do pohonných hmot za účelem plnění stále přísnějších emisních norem stanovených Evropskou unií.
V případě transferu technologie do komerčního měřítka přispěje přimíchávání paliva získaného zplyňováním odpadní dřevní hmoty k plnění minimálního energetického obsahu pokročilých biopaliv po roce 2022. Prezentované finální biopalivo vzniká v laboratořích UniCRE v Chemparku Záluží u Litvínova v rámci inovačního projektu COMSYN v mezinárodním unijním programu pro výzkum a inovace – HORIZON 2020.
Unipetrol výzkumně vzdělávací centrum, a.s. (UniCRE) se v roce 2017 zapojilo do inovačního projektu COMSYN financovaného v rámci mezinárodního unijního programu pro výzkum a inovace – HORIZON 2020. Projekt se zaměřuje na výrobu biopaliv druhé generace z odpadní biomasy, jako je dřevní štěpka, sláma a další odpadní materiály. Nové palivo se chemicky i možnostmi použití zásadně liší od nynějších 1G biosložek první generace. Zavedením druhogeneračních paliv získaných technologií Fischer-Tropschovy syntézy se sníží obsah kyslíku a především nenasycených uhlovodíků způsobujících možný vznik polymerních úsad v palivovém sytému osobních vozidel. Ve vztahu k tradičním fosilním palivům pak nabízí produkt technologie Fischer-Tropschova syntéza vyšší cetanové číslo, což je základní výkonnostní parametr motorových naft.
Po skončení dvouleté testovací fáze dnes zástupci UniCRE a dalších spolupracujících organizací při příležitosti konání vědecké konference k projektu COMSYN prezentovali dosavadní výsledky svého výzkumu. Předvedli, že vyrobené biopalivo z dřevní štěpky nemusí sloužit jen k přimíchávání, ale vozidlo se vznětovým motorem může jezdit čistě na toto nové biopalivo. Na rozdíl od současného metylesteru řepkového oleje navíc nehrozí poškozování motoru vozidla.
Foto: Unipetrol
Výzkum biosložek druhé generace byl iniciován potřebou splnění stále přísnějších emisních norem stanovených Evropskou unií. EU v roce 2018 schválila směrnici o obnovitelných zdrojích energie (RED II) a stanovila tak ambiciózní plán na zvýšení energetického obsahu pokročilých biopaliv v období po roce 2022 min. 0,2 %; po 2025 min. 1 %; resp. po 2030 min. 3.5 %. Schválením směrnice FQD týkající se kvality paliv byl zároveň potvrzen závazek snížení emisí CO2 v souvislosti s výrobou a užíváním paliv v dopravě o 6 %. Za současného stavu technologií, znalostí a zdrojů surovin je však velmi náročné těchto cílů dosáhnout. Aby byl splněn požadavek na snížení emisí CO2 v dopravě, musel by být podíl dostupných kyslíkatých biosložek (MEŘO) v palivech tak vysoký, že by je současné motory mnoha aut ani nedokázaly zpracovat. Proto se pracovníci UniCRE zapojili do mezinárodních aktivit ve výzkumu, rozvoji a zavádění druhé generace biopaliv, která jsou efektivnější, ekonomičtější a šetrnější k přírodě.
„Zkoumali jsme možnosti separace a následného zpracování produktů Fischer-Tropschovy syntézy na rafinérských technologiích. Pro tento účel jsme využívali pilotní destilace a pokusné testovací jednotky pořízené v rámci modernizace výzkumného centra z evropských fondů. Zjednodušeně řečeno jde o přimíchání frakcí s odlišnými body varu k podobným rafinérským proudům a jejich následná úprava na produkty vhodné pro výrobu kvalitních motorových paliv,“ vysvětluje Jiří Hájek, ředitel úseku vývoje a inovací Unipetrol výzkumně vzdělávacího centra.
Foto: Unipetrol
Koncept je založen na technologii zplyňování různých druhů odpadní biomasy na syntézní plyny (oxid uhelnatý a vodík). V rámci tohoto konceptu bude konverze probíhat ve výrobních jednotkách malého a středního měřítka, umístěných blízko zdrojů biomasy (10–50 kt/rok produktů Fischer-Tropschovy syntézy). Zkoumanou technologií bude zpracováván dřevní odpad, sláma a další zemědělské zbytky i různé odpadní materiály. Technologie bude v rámci tohoto konceptu začleněna do lokálních výroben elektřiny a tepla, kde bude biomasa zužitkována s 80% energetickou účinností. Odpad nebo biomasa se chemickou reakcí (zplyňováním) převede na tzv. syntetický plyn (vodík a oxid uhelnatý). Následně chemickou reakcí oxidu uhelnatého a vodíku na heterogenních katalyzátorech vznikají žádané uhlovodíky a vodní pára. Kapalné meziprodukty poté budou transportovány do stávajících ropných rafinérií a zde budou využity pro mísení vysoce kvalitních motorových paliv s požadovaným efektem emisních úspor. V rámci konceptu poroste počet zařízení na primární konverzi biomasy a ropné rafinérie budou postupně přeměňovány na výrobny biopaliv.
„Současná evropská legislativa počítá s rostoucím zastoupením pokročilých biosložek v palivech po roce 2022. UniCRE a Unipetrol proto posuzují integraci pokročilých biopaliv do stávajících rafinerských celků. V rámci projektu COMSYN probíhá příprava na realizaci provozního testu, který by v budoucnu měl umožnit zpracování dostupného množství produktů Fischer-Tropschovy syntézy na reálných jednotkách. Dnes již v rafinerii Litvínov probíhá obdobný provozní test, kdy ke standartní fosilní surovině je přimíchán upotřebený rostlinný olej. Výhodou získaného produktu pro motoristy bude vyšší cetanové číslo produktu z biosložky, nevýhodou je pak zejména vyšší cena vstupní suroviny výrazně převyšující cenu rafinovaného rostlinného oleje v potravinářské kvalitě. Pokud získáme prostředky z veřejných zdrojů, plánujeme zkoumat také procesy spojené s pěstováním vodních řas v otevřených nádržích s využitím odpadního oxidu uhličitého ze spalování fosilních paliv nebo jiných dílčích výrobních procesů a následné využití produkované biomasy jako energetické suroviny,“ uzavírá Jiří Hájek.
