Rostlinný olej jako obnovitelný zdroj energie Úvod

Transkript

Rostlinný olej jako obnovitelný zdroj energie
Doprovodný text k přednášce
Úvod
Klimatické změny pokračují a více než 80 % všech klimaticky relevantních emisí pochází z
užívání energie z fosilních zdrojů. Klimatické katastrofy přicházejí čím dál častěji. Zásoby ropy
přes ubezpečování těžařských společností ubývají a velká část těchto zásob se nachází v politicky
nestabilních zemích.
Obsah CO2 ve vzduchu je již 375 ppm. Před necelými 100 lety to bylo méně než 300 ppm
(Block 2005a).
Globální emise CO2 stoupají čtyřikrát rychleji než v 90. letech
(zdroj gnosis9.net)
Čím více lidstvo diskutuje o nutnosti snižovat emise skleníkových plynů, tím více plynů do
ovzduší vypouští. I tak by bylo možné shrnout zprávu organizace Earth System Science
Partnership (ESSP). Dokument byl představen 9. listopadu 2006 na mezinárodní vědecké
konferenci o globálních změnách životního prostředí v Pekingu. Zatímco v letech 1990 až 1999
stoupala celková koncentrace atmosférického oxidu uhličitého o 0,8 procenta ročně, v letech
2000 až 2005 se tempo zvýšilo čtyřnásobně na 3,2 procenta. Nárůst byl ovlivněn zejména
prudkým hospodářským rozvojem v Číně. Největší asijská velmoc pravděpodobně už v roce
2009 předstihne USA a stane se hlavním producentem skleníkových plynů na světě. Dosavadní
odhady předpokládaly, že ke změně pořadí dojde až kolem roku 2020. Čína sice přistoupila ke
Kjótskému protokolu, smlouva ji však stejně jako Indii nebo Brazílii k ničemu nezavazuje.
Globální emise CO2 stoupají čtyřikrát rychleji než v 90. letech. "Je to velice znepokojující
ukazatel. Signalizuje, že nedávné úsilí snížit emise nemělo prakticky žádný dopad na jejich růst a
že stanovení efektivnějších hraničních hodnot je zcela nezbytné," prohlásil Michael Raupach,
předseda pracovní skupiny ESSP a zaměstnanec australského výzkumného institutu CSIRO
(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization). "Tempo růstu v zemích, jako
je Čína, je skutečně překvapivé," dodal Raupach.
© europecon, s. r. o., Podnikatelská 545, Praha 9 – 267 062 023, 608 757 554, 608 151 921 – www.rostlinnyolej.cz
Kopírování a citace jsou možné pouze s výslovným písemným povolením společnosti europecon, s. r. o.
1/22
Reálné prognózy počítají s tím, že v roce 2009 bude v Číně emitováno 5,8 miliard tun CO2.
Nejlidnatější stát světa nese v současné době odpovědnost za zhruba 16 procent globálních emisí
a na celkovém vzestupu se podílí ze 40 procent.
Místopředseda čínské vlády Hui Liangyu ve svém projevu na konferenci přiznal, že Čínu, stejně
jako všechny ostatní země, postihují extrémní výkyvy počasí. Tyto extrémy jsou důsledkem
globálního oteplování. Je tedy v zájmu Číny tento problém řešit, připustil politik.
Raupach upozornil, že pokud bude do ovzduší vypuštěno dalších 750 gigatun (miliard tun) oxidu
uhličitého, koncentrace tohoto plynu v ovzduší se dostane nad hodnotu 550 ppm (parts per
million, částic na milion). Při koncentraci 450 ppm se teplota na povrchu Země zvýší asi o 2
stupně Celsia ve srovnání se stavem před zahájením průmyslové revoluce.
Podle počítačových modelů se klimatické změny stanou nezvratnými, pokud se koncentrace
atmosférického CO2 zvýší na 450 až 500 ppm. Kolem hodnoty 500 ppm se množství CO2
pohybovalo naposledy před 20 nebo 40 miliony lety, kdy byla hladina moře o 100 metrů výše
než dnes. V současnosti už koncentrace CO2 přesáhla úroveň 380 ppm, což je o 100 ppm více
než na přelomu 18. a 19. století. Do atmosféry se nyní z uvolňuje asi 9 gigatun CO2 ročně.
Růst emisního zatížení je natolik markantní, že už brzy bude prakticky nemožné vyhnout se
některému z nejhorších vývojových scénářů, varoval Josep Canadell, výkonný ředitel Global
Carbon Project (GCP). "Při nynějším trendu bude krajně obtížné udržet emise uhlíku tak, aby se
koncentrace atmosférického oxidu uhličitého stabilizovala na úrovni 450 ppm. Dokonce i úroveň
550 ppm bude velkou výzvou. Někdy v blízké budoucnosti si necháme ujet poslední vlak pro
udržení přijatelných úrovní."
"Je to velmi špatná zpráva. Potřebujeme redukovat emise o 60 až 70 procent, místo toho se však
množství emisí dostalo do nezvladatelné spirály," potvrdil obavy svých kolegů profesor Bill
McGuire z britského Benfieldova výzkumného centra (Benfield Hazard Research Centre,
BHRC).
Oteplujícím se oceánům a zničené vegetaci klesá schopnost pohlcovat oxid uhličitý. Tání ledu v
polárních oblastech se zrychluje. Rychleji stoupá také hladina oceánů. Zatím nikdo neví, kolik
skleníkových plynů uvolní narušený permafrost.
Biogenní paliva
Syndrom Peak-Oil rovněž vede k nedostatku ropných produktů na trhu. Dokonce i experti z
ropného průmyslu očekávají , že těžba ropy dosáhne svého vrcholu do roku 2009 a následně
bude každý rok klesat o cca. 3 - 6 %. (www.peakoil.de).
Bohužel celosvětová spotřeba energie každým rokem stoupá, v poslední době rovněž rychleji než
dříve. Toto je dáno rovněž velkým hladem po energii u zemí jako Indie a Čína. OECD vychází z
toho že energetická spotřeba vzroste do roku 2030 nejméně o 80 %. I podle studie firmy Shell
musí být v roce 2060 pokryto 40 % energetické potřeby z regenerativních zdrojů (Block 2005b).
Celosvětově mají biopaliva podíl ca. 33 mld. litrů (3 %) na globální spotřebě paliv. Naopak
Brazílie pokrývá více než 40 % spotřeby paliv etanolem. V EU bylo v roce 2004 spotřebováno
pouze 2,4 Mil. tun biopaliv (Schulz 2006). Příkladem jde například švédsko u kterého překročil
podíl energie z regenerativních zdrojů 24,7 % z celkové spotřeby a do roku 2020 chce být
naprosto nezávislé na ropě (Der Spiegel 2006).
2/22
Mezi biogenní paliva patří mimo jiné bionafta (methyl/ethylestery rostlinných či živočišných
olejů, čistý rostlinný olej (v Evropě nejčastěji řepkový), vodík, Sunfuel, popř. Synfuel (syntetické
palivo); dále GTL (Gas to Liquid); BTL (Biomass to Liquid), E-Diesel (Etanol s aditivy a
naftou), Ethanol (např. E85) a další. Využití E-Dieselu bylo ověřeno již v roce 2003 v USA,
jedná se o směs 15 % etanolu, 80 % nafty a 5 % aditiv. S tímto směsným palivem byly dle šetření
sníženy emise o 20-30 % (Flur a Furche č. 1/2003). Palivo E85 je rozšířené především ve
Švédsku (až 450 čerpacích stanic). Pro zemědělské stroje je však nevhodné. Vodík [1] lze
považovat za „biogenní palivo“ teprve v případě, že by se vyráběl z bioplynu či rozkladem vody
pomocí elektrolýzy z alternativních zdrojů (neutralita z hlediska CO2). Nejen pro zemědělský
sektor je velmi perspektivním palivem především rostlinný olej.
Velmi dobré emisní vlastnosti vykazuje také synteticky vyrobené palivo Sunfuel a Synfuel.
Synfuel je však vyráběn ze zemního plynu a tudíž není rovněž obnovitelný. Naopak palivo
Sunfuel se vyrábí z biomasy (např. zbytkové dřevo, sláma, bioodpad, energetické plodiny).
Energie uložená za rok v rostlinách odpovídá přibližně padesátinásobku celosvětové spotřeby,
což ukazuje na obrovský potenciál biogenních paliv. V roce 2004 se dařilo při procesní přeměně
energie u syntetických paliv dosáhnout účinnosti 20-50 % (FNR 2004). Tyto paliva lze za
současně dostupných technologií vyrábět pouze ve velkém a s vysokými investicemi. Z tohoto
vyplývá, že pro zemědělský sektor jsou nejdostupnější a optimální paliva bionafta a čistý
rostlinný olej.
Srovnání bionafta (estery rostlinných olejů) a rostlinný olej [3]
„výroba“ rostlinného oleje, přímá cesta:
lisování → filtrace → příp. odkalení → tankování
Vynaložená energie cca 3 % energetického obsahu , decentrální výroba
Výroba bionafty (esterů rostlinných olejů), cesta oklikou:
lisování → filtrace → esterifikace → čištění → destilace → kondiciování → čerpání
Vynaložená energie cca 17 % (+ doprava + energetická hodnota metanolu) vlastního
energetického obsahu. Bionafta se vyrábí především ve velkých centrálních výrobnách
(Schrimpff 2003; Okios). Rostlinný olej v palivové kvalitě lze vyrábět decentrálně v denním
množství až 430 litrů při investici od cca 200.000,- Kč do kvalitního lisu a filtračního zařízení.
Další nevýhodou MEŘO vůči rostlinnému oleji i naftě je vyšší spotřeba o cca 8 % (Block 2005c).
Bionafta je agresivní rozpouštědlo a napadá laky a těsnění. Na rozdíl od čistého rostlinného oleje
je bionafta hůře odbouratelná a jedovatá. Při použití fosilního metanolu, zimnímu přimíchávání
aditiv a dalších energetických vstupech jsou na výrobu 1 litru MEŘO zapotřebí 0,4 - 0,5 litrů
nafty (Seger a Waskow 1998). Použitím MEŘO lze vůči naftě ušetřit až 20 - 80 % CO2 emisí
(něm. Spolkový úřad pro životní prostředí 2003). Novější výzkumy hovoří až o 70 %, přičemž u
rostlinného oleje dokonce o 80 % (Schulz 2006).
MEŘO má obsah kyslíku 10 %, což umožňuje spalování s nižší tvorbou sazí. Rostlinný olej
obsahuje cca 11 % kyslíku (Krause 2006).
3/22
Dosud nevyužitý pěstitelský potenciál rostlinného oleje
Přes obrovskou mnohotvárnost rostlin se moderní lidská společnost při stravování omezuje na
velmi omezený výběr rostlin: Pěstují se pouze 120 z celkem 30.000 jedlých rostlin. Z toho sotva
9 druhů je využito právě pro 75% lidské výživy.
Obdobné platí i pro využití olejnatých rostlin: Například v Německu je pěstována pouze řepka
(>80%) a vedle olejnatých slunečnic a lnu v množství stojícím za zmínku. Přitom by v Německu
bylo možné pěstovat více než 15 druhů olejnatých rostlin, v celé Evropě okolo 50 druhů,
celosvětově více než 2000 druhů. Dosud nebyly podnikány skoro žádné pěstitelské snahy, které
by byly zaměřeny na využití rostlinného oleje jako nosiče energie. V podstatě lze říci, že
kvalitativní potenciál je zcela nevyužit.
SRN: Zemědělství by dokázalo pokrýt 45% potřeby nafty z vlastní výroby
Za předpokladu že by se získával rostlinný olej pouze již celkem rozšířené řepky typu 00, která
přináší výnos zrna ca. 4 tuny na hektar s obsahem oleje ca. 40%, lze počítat s teoretickým
výnosem ca. 1,6 t/ha. Při studeném listování bez extrakce činí výtěžnost cca. 85%, lze proto
získat 1,36 t/ha oleje. Jelikož se smí řepka pěstovat pouze každé 4roky na stejné ploše znamenalo
by to, že pro řepku smí být využit pouze každý 4. hektar. Z celkem 12 mil. ha zemědělské půdy
(polní hospodářství) v Německu by se dalo bez problému ba 3 mil. hektarů pěstovat řepku, která
by znamenala 4 mil. tun rostlinného oleje (1,36 t/ha x 3 mil.. Ha) každý rok.
Celosvětový potenciál
Z celosvětového pohledu je potenciál rostlinných olejů dokonce i pro současnou potřebu ropy
dostatečný. Připustíme-li silně zjednodušený výpočet s pěstováním pouze jedné exemplární
rostliny (z celkem asi 2000 druhů) – palmy olejnaté v tropech – vypadalo by to následovně.
1. výnosnost olejových palem: 10.000 litrů na hektar a rok = 1 mil. litrů na km2 a rok
2. celosvětový potřeba nafty 1996 (dle SHELLu) cca. 3.600 miliard litrů
3. plocha Afriky: 30 mil. km2
4. plocha všech kontinentů: 136 mil km2
5. potřebná plocha k pěstování palmy olejnaté: 3,6 x 1012 litrů: 1 x 106 litrů/ km2 = 3,6 x 106
km2 = 3,6 mil. km2
Pokud bychom to vztáhli pouze na Afriku znamenalo by to 12 % plochy, celosvětově pak 2,6 %.
Samozřejmě nelze vážně požadovat, aby se byla 1/8 plochy Afriky zabrána olejovými palmami
již z ekologických a klimatických důvodů. Ovšem každá země na naší planetě může bez
problému pěstovat takové olejnaté rostliny na ca. 15% své plochy, kterým se daří ve formě
„plevele" (např. Ricinus v tropech, Purgiernuß v sahelské zóně a lžičkový olej ve střední
Evropě). V každém případě je potenciál rostlinných olejů o mnoho vyšší než by se zdálo na první
pohled. Navíc díky ostatním obnovitelným zdrojům v solárním energetickém mixu a dosud skoro
nevyužitým technologiím úspor získáme k dispozici rozsáhlou paletu realizovatelných možností.
4/22
Konkurence k pěstování potravin?
Řepkové pole není na první pohled vhodné pro další pěstování potravin. Řepka se však výborně
hodí jako přípravná plodina a zvyšuje jak obsah humusu v půdě tak výnosy ze sklizně následného
osevu obilí bez dodatečného hnojení. Při pěstování řepky vzniká vedle ca. 1000 kg/ha oleje navíc
cca. 2000 kg/ha řepkových výlisků, což je vynikající bílkoviny obsahující jadrné krmivo pro
hovězí dobytek a chov prasat (pozn. Dají se tím krmit i akvarijní rybičky i drůbež a další).
Řepkové výlisky lze zpracovat dokonce na potravinu pro lidi. Dalším využitím je jejich použití
jako ekologické topivo ve specielních kamnech.
V případě, že budou v budoucnosti nahrazeny současné monokultury smíšenými kulturami, tak
nebude existovat konkurence mezi využitím ploch. Například v směsném se pěstuje například
obilí se lnem na jednom poli. Výnos lnu ani obilí tím není nijak snížen. Dodatečně se takto dají
sklidit 100 litrů lněného oleje a 250 kg vylisovaného lněného koláče z každého hektaru. Sklizeň
lze od sebe oddělit zcela bez problému z důvodu rozdílných velikostí semen pomocí sít.
Pěstování olejnatých rostlin potravin nebude mít žádný nebo pouze nepatrný vliv na výrobu
potravin. Pěstování olejnatých rostlin se v budoucnu stane integrální součástí polykultury,
nebude žádnou konkurencí nýbrž podporou rozumného pěstování potravin.
Výhody pro stát?
Kromě obrovského příspěvku ke zlepšení životního prostředí, lokální podpory zemědělské
výroby v regionech.
Státy evropské unie jako například Německo dostávají z EU za využívání biopaliv dotace. Proto
jsou v Německu celním úřadem evidovány prodeje rostlinného oleje pro palivové účely. Čím
více rostlinného oleje bude oficielně spotřebováno jako palivo, tím více dotací stát z EU obdrží.
Je otázkou, zda v ČR bude podporován raději monopolistický lobbyismus na kterém tratí všichni
a to především spotřebitel a životní prostředí jako dosud a nebo se naše vláda a ministerstva
budou inspirovat německým modelem a budou používání rostlinného oleje jako paliva nejen
tolerovat nýbrž i podporovat například formou sníženého DPH apod.
Srovnání rostlinného oleje a vodíku jako paliva (prof. Schrimpf)
(pozn.: vodík vyráběný současnými průmyslovými metodami)
Rostlinný olej jako palivo má současné době naprostou převahu nad vodíkem (palivovými
články). Rostlinný olej je energie slunce uložená v nejvyšší hustotě, je to v podstatě geniální
hříčka přírody, spouštěcí zařízení pro semeno i při nejnevhodnějších okolních podmínkách,
optimalizovaná evolucí během miliardy let. Technologie využití rostlinného oleje je 15x
energeticky efektivnější než technologie vodíku. Proč? Pouze pokud by se člověk cítil dobře při 253 stupních Celsia, byl by vodík ideálním zdrojem energie. K výrobě potraviny neexistuje
konkurence.
Rostlinný olej jako zásobník energie
Při našich současných rámcových podmínkách lze pohlížet na dosud spíše vedlejší produkt
zemědělství naprosto novým pohledem: Rostlinný olej je budoucí zlato zemědělců, neboť získá
na významu nejen jako potravina a surovina pro průmysl, nýbrž ve stále větší míře jako nosič
energie a palivo. Rostlinný olej je biochemicky uložená sluneční energie nejvyšší hustoty. Od
začátku darovala příroda každému semínku porci rostlinného oleje: Je to geniální spouštěcí
zařízení k tomu, aby zárodek dokázal při nejrozličnějších okolních podmínkách a naprosto
5/22
nezávisle na světle a živinách dostat šanci k tvorbě kořenů a výhonků. Dokonce i ve srovnání s
pevnou biomasou (dřevo, sláma) a bioplynem 1) představuje rostlinný olej nejhustší formu
energie uloženou pomocí fotosyntézy. Rostlinný olej se svou energetickou hustotou umisťuje 9,2
kWh/l přesně mezi benzín (8,6 kWh/l) a naftu (9,8 kWh/l). Na rozdíl od benzínu a nafty je však
rostlinný olej obnovitelný, zcela CO2-neutrální a bez síry, těžkých kovů a radioaktivity. Skládá
se pouze z uhlíku (C), vodíku (H) a trocha kyslíku (O) v míře cca. C60H120O6.
Současné využití benzínu a nafty představuje v podstatě loupežnou těžbu vyčerpatelných zdrojů
ropy a neprobíhá v koloběhu (neobnovitelný zdroj). Naopak rostlinný olej umožňuje jak
regionální tak globální přirozený koloběh. Toto platí především pro otázku CO2 a způsobeného
skleníkového efektu
Již během desetiletí rozšiřují media představu, že vodík je ideální palivo budoucnosti a palivové
články všude využitelnou technologii, kterou lze z vodíku vyrábět teplo a elektřinu čistým
způsobem. Velmi málo je však slyšet o tom, odkud máme vzít tolik vodíku. Snad ne z fosilního
zemního plynu? V takovém případě jsme z hlediska životního prostředí skoro nic nezískali. Snad
nejméně špatné řešení by bylo získávat vodík elektrolyticky z vody pomoci elektřiny získané ze
solární energie.
Mezi vědci se stále více rozšiřuje skepse k skutečné schopnosti využití vodíkové technologie.
Hlavní důvody pro to jsou: Fyzikální vlastnosti vodíku jsou na naší planetě při normálním
atmosférickém tlaku a teplotě nejnevhodnější, jak si lze jen představit. Jako nejmenší prvek je
vodík sice lehký, avšak extrémně prchlivý: Dokonce difunduje (uniká) i skrz ocelové stěny
tlakové nádoby! V plynové formě má v poměru ke svému objemu pouze zanedbatelnou hustotu
energie. Avšak dokonce ve zkapalněné a stlačené formě při – 253oC , dosahuje jeho energetická
hustota pouze 2,3 kWh/l což je pouze ¼ vůči energetické hustotě rostlinného oleje (9,2 kWh/l)
při 20oC ! Navíc k výrobě a zkapalnění 1 litru vodíku je v současné době zapotřebí 3x více
dodané energie než k výrobě 1 litru rostlinného oleje. Ve svém souhrnu to znamená, že využití
rostlinného oleje jako paliva je z energetického pohledu dvanáct brát výhodnější než využití
vodíku.
V tabulce 1 je vidět srovnání technologie, která se považuje za optimální – solární-vodíkovétechnologie podle 10 parametrů. Výsledek: Pouze při spalování obou nosičů energie je na tom
vodík o něco lépe. V případě nedokonalého spalování rostlinného oleje totiž vznikají CHradikály a Polycyklické aromáty (jako když v kuchyni na pánvičce připálíte olej). Všech
ostatních 9 aspektů svědčí zcela jednoznačně ve prospěch technologie s využitím rostlinného
oleje.
V celkové energetické bilanci (včetně skladovací-, dopravní-a plnící) vítězí technologie využití
rostlinného oleje vůči současné vodíkové technologii ze slunce v poměru 1 : 15, což znamená, že
ve skutečnosti je rostlinný olej 15 krát efektivnější palivo než vodík.
6/22
Srovnání tekutý vodík a rostlinný olej
Parametry
Vodík
Těžba/získávání
(energetický vstup vztažení Elektrolýza 150%
Zkapalnění 30%
na obsah energie v
získaném palivu)
Rostlinný olej
Pěstování 12%
Lisování 3%
Skladování a doprava
Plyn (tlakové nádoby - difundace)
tekutý v ocelových
popř. umělohmotných. Kapalina
(silně ochlazená).
Metalhydrid (=3 kg/kWh)
Bez spotřeby energie a ztrát
(<0,1 kg/kWh)
Hustota energie
2,3 kWh/litr (tekutý)
9,2 kWh/litr
Náklady
3 €/litr
0,50 €/litr
Doprava
H2 - ztráty + riziko
Bez problému jednoduchá
Technologie
Palivové články, komplexní, drahá
Naftový motor (motor na
rostlinný olej), kogenerační
jednotka. Jednoduchá,
ověřená, levná a již
používaná
Sociální vliv
Vysoce průmyslová centrální
(závislá)
Zemědělská necentrální
(nezávislá)
Výzkum využití paliva na bázi vodíku je však třeba provádět a podporovat dále, ovšem nejen
centrálním ale i decentrálním způsobem.
Poznámka na okraj: Zajímavou webovou adresou nadšenců a amatérů , kteří se mimo jiné snaží
o skutečně efektivní využití vody jako výchozí suroviny pro palivo na bázi vodíku je například:
http://energie.upramene.cz/
Přestavby motorů na rostlinný olej – otázky a odpovědi
Vliv rostlinného oleje na motorový olej
Další informace k vlivu rostlinného oleje použitého jako palivo na motorový olej
Při pohonu na rostlinný olej může docházet při nedostatečné kontrole k poškození motoru. Je
třeba věnovat zvláštní péči tuhnutí motorového oleje (tzv. polymerizaci). Ztuhlý motorový olej
většinou způsobí výpadek mazání motoru, jeho vážné poškození, jako např. zadřené písty a
ložiska.
Praxe ukazuje, že ke zhoustnutí motorového oleje dojde především tehdy, když se do něj dostane
větší množství rostlinného oleje (paliva). Během provozu vozidla je motorový olej vystaven
velkému množství zatížení, jako jsou vysoké teploty, průnik plynů Blow-By a průnik paliva
(rostlinného oleje). Poslední způsobuje zřídnutí motorového oleje a v případě rostlinného oleje
jako paliva i jeho rychlejší stárnutí, což vede k oxidaci oleje. Následně se zvýší viskozita a
vznikají tekuté a pevné reakční produkty stárnutí.
7/22
Oxidace oleje se zpomaluje oxidačními inhibitory. Jakmile se tyto spotřebují, dochází k
rychlejšímu stárnutí oleje. Tyto reagenty jsou udržovány ve vznášejícím stavu pomocí
dispergentů. Jakmile se tyto však spotřebují, dochází k tvorbě kalů.
U motorů poháněných rostlinným olejem dochází k zhoustnutí nebo naopak zředění motorového
oleje jeho znečištěním nespáleným rostlinným olejem.
Důvody pro toto znečištění jsou především následující:
• horší příprava směsi ve vznětovém prostoru
• zatuhnutí pístových kroužků
• netěsné vstřikovací trysky nebo netěsná vstřikovací čerpadla mazaná motorovým olejem
• studené starty a provoz částečného zatížení navíc zvyšují průnik paliva do motorového
oleje
Dle neověřené informace německá renomovaná laboratoř ASG Analytik-Service Gesellschaft
mbH tvrdí, že může během standardního intervalu dojít až k nárůstu podílu rostlinného oleje na
více než 10%, což již značně přesahuje kritickou hranici!
Rostlinný olej reaguje s vodou, která pronikla do motorového oleje kondenzací vzdušné vlhkosti.
Dochází k chemickým reakcím, které způsobují korozi a poškození motoru.
Některé seriózní firmy, zabývající se delší dobu přestavbami, proto doporučují zkrácení intervalu
výměny oleje o 20-30%. Mnoho z nich také instaluje zákazníkům přídavný obtokový mikrofiltr
motorového oleje, který z motorového oleje odstraní nejen vodu, ale i ultrajemné částice
způsobující abrazivní opotřebení motoru. Více informací naleznete v sekci bypassové filtry
motorového oleje na adrese www.rostlinnyolej.cz.
Proč jezdit na rostlinný olej?
Je to levnější! Čistý olej se dá sehnat v cenách okolo 16-18 Kč za litr, což dělá úsporu až 1000
Kč na jednu nádrž.
S některými automobily lze jezdit i na dobře přefiltrovaný použitý rostlinný olej, který se při
troše štěstí dá sehnat i zadarmo. V tomto případě je úspora ještě výrazně větší.
Je to ekologičtější! Na rozdíl od nafty, jejíž zásoby se dříve či později vyčerpají, je rostlinný olej
obnovitelný zdroj.
Mluvíme o tom, že je tzv. CO2 neutrální – při jeho spalování sice stejně jako u nafty vzniká
CO2, které je ale přibližně ve stejném objemu pohlcováno při růstu řepky, slunečnice, či jiných
olejnatých plodin. U fosilních paliv jsme byli schopni za 150 let vypustit do atmosféry takové
množství CO2, jaké se ukládalo do zásob ropy po stovky miliónů let!
Je to bezpečnější! Vzhledem k tomu, že je teplota vzplanutí nižší než u nafty, hrozí mnohem
menší riziko zapálení např. při proražení nádrže.
Rostlinný olej je také poměrně dobře biologicky odbouratelný, takže např. při nehodách, kdy
dojde k vytečení paliva do přírody, nedochází k zásadním ekologickým haváriím.
8/22
Jaké automobily jsou vhodné k přestavbě?
Obecně se dá říci, že přestavět na rostlinný olej se dá každý naftový motor. Je to pouze otázka
peněz a podstoupeného rizika.
Rozhodujícím faktorem pro to, zda je auto vhodné na přestavbu a pro volbu systému přestavby,
je typ vstřikovacího čerpadla. Obecně platí pravidlo, že čím je technologie motoru vyspělejší
(=čím je motor modernější), tím je přestavba obtížnější, tzn. zvyšuje se cena a podstoupené
riziko.
Nejvhodnější na přestavby jsou vozy s řadovými čerpadly. Jedná se zejména o automobily
Mercedes Benz do roku výroby ca 2000 (je potřeba se ale ujistit u každého konkrétního modelu).
Tato vozidla se dají celkem jednoduše a s minimálním rizikem přestavět pomocí naší
jednonádržové sady.
Stejně tak jsou vhodné starší dieselové nebo turbodieselové motory se vstřikovacím čerpadlem
Bosch. I zde je možné použít naši jednonádržovou přestavbovou sadu.
U motorů TDI je obyčejně vhodnější nasadit naši dvounádržovou sadu.
Nejnáročnější na přestavby jsou motory vybavené technologií PD (Pumpe-Düse, čerpadlotryska) a zejména Common Rail (CR). Zde je nezbytnou podmínkou použití dvounádržového
systému. I tak je používání rostlinného oleje u motorů CR poměrně riskantní. (Je obecně známo,
že tyto technologie jsou velmi citlivé i na kvalitu nafty, natož rostlinného oleje).
. Náklady na přestavbu motorů s Common Rail jsou v tomto případě výrazně vyšší, než u jiných
motorů – pohybují se od 70.000,- Kč výše. Ekonomicky se tedy vyplatí asi jen u nákladních vozů
nebo větších zemědělských strojů.
Riziko poškození motoru se dá výrazně snížit ředěním rostlinného oleje naftou či bionaftou. U
jednonádržových a dvounádržových systémů doporučujeme přimíchat do RO podle potřeby v
létě 5-10 % nafty, v zimě 20 % i více. U použití se systémy čerpadlo-tryska a common rail
doporučujeme přimíchávat 40 % i více (pokud nejsou vybaveny naší poslední řídící jednotkou,
ale jen běžnou 2N sadou).
Vždy ale záleží na konkrétním modelu, konkrétních podmínkách - výše uvedené berte prosím jen
pro základní orientaci.
V čem spočívá princip přestavby na rostlinný olej?
Rostlinný olej je ve srovnání s naftou hustší, jeho viskozita je vyšší. Abychom ho mohli používat
ve stávajících motorech, je potřeba jeho viskozitu snížit. V zásadě existují 2 cesty, jak toho
dosáhnout.
• chemicky – tak činí výrobci MEŘO – methylesteru řepkového oleje. MEŘO se
přimíchává v různých poměrech do nafty (u nás ca 30 %), čímž vzniká bionafta.
• tepelně – zahřátím rostlinného oleje se výrazně zvýší jeho tekutost. Všimněte si, jak je
tekutý olej, když ho dáte na rozpálenou pánev…
Naše systémy využívají samozřejmě druhé cesty, která je ekologičtější (zejména co se týká
energie potřebné na výrobu) a levnější.
9/22
Náš jednonádržový i dvounádržový systém dosahuje ideálních podmínek (srovnatelných s
naftou) zahřátím rostlinného oleje na teplotu mezi 75 a 95 st. Celsia.
Co to je jednonádržový systém?
Jednonádržový systém představuje jednodušší variantu přestavby na rostlinný olej. Ohřívání
rostlinného oleje lze rozdělit do třech fází.
Když je motor studený, tj. po nastartování, je olej ohříván elektrickým výměníkem.
V okamžiku, kdy dosáhne teplota chladící kapaliny 45 st. Celsia, je olej ohříván současně vodou
z chladícího systému a současně elektricky.
V okamžiku, kdy dosáhne teplota chladící kapaliny 75 st. Celsia, je olej ohříván už pouze horkou
vodou z chladícího systém.
Jednonádržový systém klade při studeném motoru mírně zvýšené nároky na vstřikovací čerpadlo,
proto pro něj nejsou vhodné všechny motory. Lze ho bez problémů instalovat do motorů s
robustnějšími typy čerpadel, zejména do motorů s řadovými čerpadly a do většiny motorů s
čerpadly Bosch (mimo VP44).
Nedoporučujeme ho instalovat do modernějších motorů (PD, Common Rail), či do motorů s
čerpadly Lucas.
V zimním období doporučujeme u jednonádržového systému přimíchávat do oleje mezi 10-30 %
(bio-)nafty. Podle potřeby lze do oleje přimíchávat i v létě do 5 % (bio-)nafty. Konkrétní poměry
je třeba vyzkoušet.
Co to je dvounádržový systém?
Dvounádržový systém představuje propracovanější variantu vhodnou do modernějších motorů.
Systém je vybaven 2 nádržemi, v jedné (hlavní) je rostlinný olej, ve druhé (záložní) je nafta.
Cyklus přepínání lze rozdělit do následujících fází:
• Když je motor studený, tj. po nastartování, běží motor na naftu.
• V okamžiku, kdy dosáhne teplota chladící kapaliny 75 st. Celsia, systém automaticky
přepne na rostlinný olej.
• V případě, že by v průběhu jízdy došlo k poklesu teploty pod 75 st. Celsia (dlouhá jízda v
zimě s kopce bez motoru), dojde k opětovnému přepnutí na naftu.
• Několik minut před plánovaným koncem cesty dojde k manuálnímu přepnutí zpět na
naftu. Motor je tedy pro příští startování připraven v naftě. Pokud by obsluha vozu
zapomněla zpět na naftu přepnout, dojde k automatickému přepnutí ihned po opětovném
nastartování vozu (pokud je potřeba = pokud je motor studený).
Dvounádržový systém zaručuje svojí konstrukcí vždy ideální podmínky pro spalování
rostlinného oleje, který má při teplotách nad 75 st. Celsia velmi podobné vlastnosti, jako nafta.
U nejmodernějších motorů, jako jsou PD nebo obzvláště Common Rail, je používání rostlinného
oleje náročnější. (Je obecně známo, že tyto technologie jsou velmi citlivé i na kvalitu nafty, natož
rostlinného oleje).
10/22
Riziko poškození motoru se dá výrazně snížit ředěním rostlinného oleje naftou či bionaftou. U
použití se systémy čerpadlo-tryska a common rail doporučujeme přimíchávat 40 % i více (pokud
nejsou vybaveny naší poslední řídící jednotkou, ale jen běžnou 2N sadou).
Je používání rostlinného oleje bezpečné?
Ano, pokud je s rostlinným olejem zacházeno rozumně. Rozumné zacházení spočívá v
následujících bodech:
• Podle potřeby přimíchávat do rostlinného oleje naftu/bionaftu. Některé motory mají
klidný a vyrovnaný chod i se 100% olejem, některé se zklidní až při přilití 2-5 l (bio)nafty
na nádrž.
• V zimě je lepší podíl (bio)nafty ještě zvýšit. Vždy je potřeba se rozhodnout až podle
konkrétní situace – podle snadnosti nastartování, plynulosti chodu motoru, atp.
• Pokud používáte použitý rostlinný olej, je bezpodmínečně nutné, aby byl velmi dobře
přefiltrovaný. Jemnost filtrace by měla dosahovat 0,5 mikronu. V případě použití
hrubších filtrů hrozí poškození motoru!
• Zkraťte interval výměny motorového oleje. Drobnými netěsnostmi dochází k průniku
paliva do motorového oleje. To platí i u nafty. Nafta se ovšem, na rozdíl od rostlinného
oleje, z motorového oleje z větší části odpaří. Rostlinný olej v motorovém oleji zůstává,
přičemž časem může dojít k jeho polymerizaci. Důsledkem může být vážné poškození
motoru.
Alternativou může být instalace obtokového mikrofiltru. Ten dokáže část proniklého rostlinného
oleje a hlavně vody zachytit. V případě jeho nasazení lze ponechat interval výměny motorového
oleje v původní délce.
Ideální je nechat si v průběhu prvního cyklu po instalaci naší přestavbové sady udělat laboratorní
rozbor oleje, který jediný může bezpečně říci, zda je motorový olej ještě v pořádku, nebo zda je
ho nutné vyměnit.
Krátce po tom, co začnete jezdit na rostlinný olej, může dojít k zanesení palivového filtru.
Rostlinný olej totiž velmi dobře rozpouští nečistoty, které se usadily v palivovém systému
Vašeho vozu. Tyto pak zanesou a ucpou hlavní palivový filtr. Doporučujeme s sebou vozit
náhradní palivový filtr a klíč na jeho výměnu!
Má používání rostlinného oleje vliv na motor?
Pokud máte nainstalovanou vhodnou přestavbovou sadu a používáte dostatečně čisté palivo
(nečistoty max. 0,5 mikronu, bez vody), pak používání rostlinného oleje nemá negativní vliv na
životnost motoru.
Subjektivně dojde při používání RO ke ztišení a zklidnění motoru.
Má používání rostlinného oleje vliv na emise?
Známi provedených testování vyplynulo, že při použití rostlinného oleje dojde ke snížení emisí
CO2 a dalších plynů až o 2/3!!!
Pro provoz takového vozu je pak charakteristická vůně smaženého oleje (podobně jako např. z
fritézy).
11/22
Má použití rostlinného oleje vliv na výkon motoru?
Pokud má použití rostlinného oleje vliv na výkon motoru, pak je tento rozdíl subjektivně
nepostřehnutelný. Máme ohlasy od lidí, kteří tvrdili, že došlo k mírnému nárůstu výkonu, stejně
jako od lidí, kteří tvrdili, že došlo k mírnému poklesu výkonu.
Kde se dá sehnat rostlinný olej?
Distribuce rostlinného oleje je zatím bohužel nejslabší článek celé problematiky v ČR. V zásadě
existuje několik možností:
• Nákup ve velkém – dá se dosáhnout cen od 17-23 Kč za litr. Zkuste poptat lisovny oleje
ve Vašem okolí.
• Nákup v malém – v supermarketech se dá sehnat rostlinný olej v cenách už od 14 Kč
(akce). Problém je v tom, že takové ceny platí jen pro litrová balení. Obchody je totiž
nabízejí klidně i pod cenou a počítají s tím, že ztráty spojené s jejich prodejem pokryjí z
výnosů z prodeje jiného zboží (zkrátka chtějí jen nalákat zákazníky). Samozřejmě, že
pokud si člověk koupí 60 jednolitrových plastových láhví, ekologický přínos rostlinného
oleje se poněkud rozmělňuje…
• Filtrovaný použitý rostlinný olej – použitý rostlinný olej lze s trochou štěstí sehnat v
restauracích v cenách do 2 Kč za litr. Takovýto olej je ale nutno velmi dobře
přefiltrovat!!!
Z hlediska výtěžnosti rostlinného oleje se počítá v průměru s tím, že z jednoho hektaru půdy se
"uživí" ca. jeden osobní automobil.
Upozornění: na našem trhu se objevily některé firmy, které nabízejí už přefiltrovaný rostlinný
olej za ceny kolem 17-18 Kč/l. Doporučujeme, abyste si důsledně zkontrolovali kvalitu tohoto
přefiltrování, která často ani zdaleka nedosahuje doporučovaných 0,5 mikronu – v hrubém
předfiltru oleje se řidičům po natankování dokonce začaly usazovat viditelné drobky strouhanky!
Lze jezdit i na použitý rostlinný olej?
Použitý rostlinný olej představuje zajímavou možnost, jak ještě více ušetřit za motorová paliva.
Je ale nutné dodržovat důležitá pravidla:
• Olej je nutno přefiltrovat na max. 0,5 mikronu
• Olej nesmí obsahovat vodu – lze se přesvědčit převařením zkušebního vzorku. Pokud
začne olej nadměrně praskat, znamená to, že je v něm obsaženo hodně vody. V takovém
případě doporučujeme změnit dodavatele použitého RO.
• Čím pomalejší je filtrace, tím je kvalitnější. Filtraci lze zrychlit např. použitím naší
profesionální filtrační jednotky.
12/22
Je použití rostlinného oleje jako paliva legální?
Používání rostlinného oleje jako paliva bylo dosud zatím bohužel z právního hlediska poněkud
problematické. Zákon v ČR hovoří o 2 věcech:
• z nového rostlinného oleje, pokud se použije jako motorové palivo, by se měla odvést
spotřební daň (z použitého ovšem nikoliv!)
• podle silničního zákona by se měla provozovat vozidla pouze s takovými palivy, pro
která byla schválena výrobcem.
Ve vyspělejších a ekologicky smýšlejících zemích, kde nemá ropná lobby takovou moc, platí
pravidla o dost mírnější. Viz. třeba situace na Slovensku.
Aktuálně: V současné době (11/2006) je v ČR ve schvalovacím procesu velmi nadějný
zákon, který umožní osvobození rostlinného oleje od spotřební daně.
Pokud si však natankujete rostlinný olej v zemi, kde to je povolené (např. na Slovensku či v SRN),
a dokážete to doložit např. účtenkou, z hlediska spotřební daně Vám na to nemůže v Česku nikdo
nic říci!
Je možné a výhodné přestavovat i velké zemědělské stroje?
ANO!
Ekonomika přestaveb je dokonce u zemědělských strojů i s moderními commonrailovými motory
ve srovnání s osobními automobily velmi výhodná i přes to, že je vstupní investice u moderních
motorů poměrně vysoká - od 70.000,- Kč výše.
Důvodem jsou velké objemy nafty, které tyto traktory, kombajny, řezačky, apod. spotřebovávají.
Návratnost investice se tak obyčejně pohybuje do 1 roku.
Specifikum některých zemědělských strojů spočívá v tom, že mohou běžet v režimu malého
zatížení, který klade specifické nároky na spalování paliva.
Počítačová řídící jednotka, která je součástí naší nejsložitější přestavbové sady, sleduje řadu
parametrů. V případě odchýlení jednoho z nich od optimální hodnoty přepne ihned do provozu
na naftu, čímž předchází vzniku případných škod.
Ještě finančně zajímavější je situace, kdy by zemědělec byl schopen vypěstovat a zpracovat si
řepkový olej sám. Kalkulaci, kam lze zadat vstupní údaje pro Vaši konkrétní situaci, si můžete
stáhnout zde.
U starších traktorů s řadovými čerpadly lze bez problémů použít i naši dvounádržovou sadu.
Teoreticky by šlo použít i jednonádržovou sadu, ale vzhledem k režimu, v jakém tyto stroje jezdí
(ráno nastartují a jezdí se zahřátým motorem celý den; dále také dlouhé odstávky přes zimu) je
mnohem výhodnější a bezpečnější právě dvounádržová sada.
Lisování oleje za studena a filtrace ( zařízení ApolloOil nabízené firmou europecon)
Každý soukromý zemědělec, který má možnost pěstovat olejnaté plodiny se může z velké míry
stát energeticky soběstačným i tím, že se stane „výrobcem biopaliva“ a to s relativně nízkou
13/22
investicí a vysokou návratností do jednoho roku. Plochy ležící ladem mohou být efektivně
využity pro pěstování olejnin zemědělec pak veškerou mechanizaci může pohánět přímo na
rostlinný olej. Jedno z hlavních zařízení pro decentrální „výrobu“ rostlinného oleje za studena je
vhodný lis. Lisy 3 výkonnostních kategorií v ČR nabízí společnost europecon s.r.o.
Otázky a odpovědi k lisovacím zařízením:
Jaká je výtěžnost oleje u lisů P500, P3500 a P10?
Výtěžnost závisí na celé řadě faktorů. Obecně lze říci, že dodávané lisy (všechny typy) dávají výsledky od
30 do 37 % výtěžnosti. P500 má průměrnou výtěžnost 36 %. Náš střední lis mívá se stejným řepkovým
semenem výtěžnost v průměru o 1-2 % vyšší, než nejmenší lis, a největší lis pak o 2-3 % vyšší.
Vliv na výsledek mají především následující parametry:
1. druh semene (v Evropě existuje cca. 1000 druhů semene, max. přípustná vlhkost (max 7 %), stáří
min. 8 týdnů nebo starší, obsah oleje 30 až 48%)
2. teplota semene (min. 15 °C)
3. nastavení lisu
V případě vážného zájmu při zaslání vzorku konkrétního semene řepky (z každého pole je ve skutečnosti
jiné semeno a v praxi se používají směsi) stanovit předpokládanou výtěžnost pro tento konkrétní druh
semene.
Návratnost investice a kalkulace vlastního provozu lisovacích zařízení naleznete spolu s dalšími podklady
ke stažení webové adrese zde:
http://www.europecon.net/download/portfolio.zip
v excelovém souboru nazvaném „kalkulace lisy”
Vstupní množství zpracované řepky (např. u P500 uvádíte 1200kg/den) se rozumí při nepřetržitém
provozu (na 3 směny)?
Ano. Ze zkušenosti - 3 směny bez přestávek, výkon lisování semene závisí i na jeho hustotě/váze.
Většinou se v praxi počítá roční provoz 330 dnů.
Jak dlouho je třeba nechat vylisovaný olej pro usnadnění filtrace odstát? Minimálně týden? A co
maximálně? Jak dlouho vůbec je možné olej skladovat? „Nezkazí“ se? Potřebuji nějaké chemické
přípravky pro jeho „konzervaci“?
Před filtrací je dobré nechat odstát olej nejméně 3 dny (usadí se 98% pevných látek), smysluplné je až 5
dnů. Skladování 6-12 měsíců bývá standardní a bez problémů. Konzervační přísady se ve většině
případech nepoužívají (olej se do té doby spotřebuje).
Násypka + lis + temperovatelná sedimentační nádrž na olej + filtrační zařízení + zásobovací nádrž
na olej. Jsou toto VŠECHNY potřebné investiční části pro výrobu oleje?
Ano, toto jsou to hlavní části, záleží na konkrétním prostředí, kde se vyrábí olej.
1 filtrační sáček + 5 filtračních svíček. Jsou toto VŠECHNY potřebné provozní části pro výrobu
oleje?
Ano, toto jsou spotřební části pro filtraci oleje.
Jaká je cena a životnost (výkonnost) sáčku a svíček?
Při dobré sedimentaci oleje lze s jednou "náplní filtračních svíček" (sáčkový předfiltr je pratelný) počítat s
filtrací až 17 000 l oleje. Dle zkušeností se průměrný filtrační náklad v SRN na 1 l za studena lisovaného
oleje filtrovaného přes naši filtrační jednotku pohybuje okolo 0,02 €/l.
Jaké jsou náklady na provoz a údržbu lisů?
Náklady na údržbu (ND) se u malých lisů při nepřetržitém provozu dle zkušeností v SRN pohybuji od 0
do 300 €/rok, a sice v závislosti na čistotě semene (pokud je tam písek a hrubé nečistoty, šnek se
14/22
opotřebuje rychleji). U středních, resp. velkých lisů cca. od 0 do 1500 €/rok. V každém případě u námi
dodávaných robustních lisů jsou tyto náklady několikanásobně nižší než průměr.
Jaká je spotřeba elektrické energie při lisování?
Příkon při vlastním lisování: malý lis cca. 600-1000 W, střední a velký lis lze počítat cca. 500 W na
každých 10 litrů hodinového výkonu vylisovaného oleje. Motory byly zvoleny úmyslně větší, čímž
dochází k úspoře el. energie.
Stačí velká filtrační jednotka svou kapacitou i na největší lis?
Filtrační jednotka má kapacitu až 500 l za hodinu, což stačí bohatě i na největší lis.
Přehled lisovacích zařízení 3 výkonnostních kategorií
Typ
P500
Kompakt
Provedení
Nová kompaktní třída
Hmotno
st
250 kg
P3500
Výkonný lis střední třídy
Robustní konstrukce pevně spojená se zemí
600 kg
P10
Velký lis s výjimečným výkonem
Robustní konstrukce pevně spojená se zemí
1600 kg
Rozměry
Hmotnost
motoru
D: 1200 mm
Š: 700 mm
60 kg
V: 1200 mm
D: 2000 mm
Š: 850 mm
72 kg
V: 1700 mm
D: 2500 mm
Š: 950 mm
160 kg
V: 1900 mm
Výkon až
oleje/
řepky/
motor
den
den
(hod)
Typ
Převody
P500
Kompakt
První stupeň převodu: 3-cestný klínový řemen
Druhý stupeň převodu: zubová převodovka (šikmé zuby)
v uzavřené olejové lázni
5,5 kW
P3500
Zubová převodovka v uzavřené olejové lázni
7,5 kW
P10
Zubová převodovka v uzavřené olejové lázni
15 kW
1200
kg
430 l
(20 l)
4500
kg
10000
kg
1600 l
(70 l)
3750 l
(160 l)
15/22
Požadavky na kvalitu rostlinných olejů jako paliva
Rafinované rostlinné oleje většinou naprosto bez problému splňují požadavky na kvalitu. U mnoha
zařízení pro lisování za studena to však tak není. Tohoto se dá často dosáhnout pomocí přídavných
filtrovacích stupňů.
Při výrobě rostlinného oleje v palivářské kvalitě lisováním za studena je velmi důležité, aby olejnaté
semeno mělo vlhkost nižší než 8 %, po sklizni bylo uskladněno nejméně 3-4 týdny, aby se zklidnilo a
bylo dostatečně přečištěno (Graf a Reinhold 2006).
Obzvláště u rostlinných olejů pro palivářské účely, jejichž kvalita je definována DIN Normou V DIN
51605, [3] se při jejím nedodržení vyskytují problémy s celkovým znečištěním, což vede ve spojení se
zvýšeným obsahem vody k nutnosti časté výměny palivového filtru. Rovněž velká část poruch (>50%) v
programu přestaveb 100 traktorů byla způsobena nedostatečnou kvalitou rostlinného oleje (Hassel a
Wichmann 2006). Toto bylo rovněž potvrzeno během dalšího pokusu FBZ Merseburg s 60 nákladními
vozy (Krause 2004).
Parametry kvality rostlinných olejů: [4]
Vizuální kontrola:
•
Ukazuje příp. překročení hraničních hodnot celkového znečištění, obsahu P, Ca, Mg a vody
Zápach:
•
Ukazuje na překročení hraničních hodnot oxidační stability
Hustota:
•
Ukazuje na nepřípustné příměsi jiných olejů
Bod vzplanutí:
•
Lze snížit příměsí např. nafty, MEŘO či benzínu, ovšem směs se pak stává nebezpečnou látkou.
Viskozita:
•
Ukazuje na příznaky stárnutí nebo mastné kyseliny s dlouhými řetězci (např. druhy řepkového
oleje ze států bývalých sov. Republik)
•
při zhoršených vlastnostech: přimíchávání
Výhřevnost:
•
Pokud příliš nízká, zvyšuje se spotřeba
Hořlavost:
•
Při snížené limitní hodnotě horší startovací vlastnosti především u jednonádržových systémů,
zvýšená zátěž pro motor a posunutí předvstřiku. Toto vede ke zhoršenému spalování a zvýšenému průniku
oleje.
Zbytky karbonu:
•
Sklon ke karbonizaci (tvorba karbonu na horkých částech při nedostatku kyslíku) při překročení
limitu silná karbonizace na vstřikovacích tryskách, pístech, ventilech a turbodmychadle
•
Příčina: přimíchávání olejů s vysokým podílem nenasycených kyselin (např. sojový olej)
Jodové číslo:
•
Při překročení usazování v oblasti vstřikovacího čerpadla a trysek, zpryskyřičnatění oleje v
nádrži, zvýšená polymerizace mazacího oleje a následné škody způsobené nedostatečným mazáním
•
Vysoké jodové číslo mají oleje, jako sojový, slunečnicový a lněný, naopak palmový, olivový a
nafta mají nízké jodové číslo
16/22
Obsah síry:
•
Při překročení limitu – silné zkyselení motorového oleje, koroze a poškození katalyzátoru
výfukových plynů
•
Příčiny: pro olej nebyla použita 00-řepka, špatné skladování oleje (vysoké teploty a vlhkost)
Celkové znečištění:
•
Při překročení limitu nutná častá výměna filtru, zvýšené opotřebení systému vstřikování
•
Usazeniny v spalovacím prostoru a na dně válců mohou ukazovat rovněž na silné celkové
znečištění oleje (www.kw-energietechnik.de)
•
Příčina: chybějící, popř. nedostatečně provozovaná bezpečnostní filtrace
Číslo kyselosti, popř. neutralizační číslo:
•
Měrná jednotka pro podíl volných mastných kyselin. Ovlivněna výší rafinace a stupněm stárnutí
rostlinného oleje
•
Při překročení hraniční hodnoty dochází k silné korozi na vstřikovacím systému, opotřebení,
usazování a polymerizaci, změněná viskozita ve vysokotlaké části vstřikovacího čerpadla (ASG 2005)
•
Kyselé komponenty paliva reagují s motorovým olejem a tím je nutné zkrátit interval výměny
motorového oleje (www.kw-energietechnik.de)
Příčiny: nezralé semeno, vysoký podíl poškozeného jádra, výrůstky, vysoká teplota a špatné skladování
oleje
Oxidační stabilita:
•
Vyjadřuje skladovatelnost, zestárnutí a reakci s motorovým olejem. K zestárnutí dochází reakcí s
kyslíkem, vysokými teplotami, průnikem vody a katalyticky působícími barevnými kovy a oxidy železa.
Při překročení limitu vznikají v oleji nerozpustné polymery, zpryskyřičnatění prvků vstřikovacího
čerpadla, jehly vstřiků, o-kroužky válců a nádrže. K tomu dochází ke zvýšené polymerizaci.
•
Příčiny: Skladování oleje a řepkového semene, stáří a složení mastných kyselin (při nižším
jodovém čísle bývá vyšší oxidační stabilita)
Obsah fosforu:
•
Tvorba sazí: při překročení ucpání filtru nabýváním (hydratizace s vodou) fosfolypidů (např.
lecitin), usazeniny v spalinovém prostoru, na výstupních ventilech a na katalyzátoru (zpětný tlak ve
výfukovém potrubí) (ASG 2005)
•
Příčiny: Příliš horké lisování a vysoký podíl zrna sýřeniny nedostatečné odslizení
Přestavby a zkušenosti s rostlinným olejem jako palivem [5]
Již i laik pozná, když je z výfuku vozidla cítit spálený rostlinný olej. Toto svědčí o ne zcela dokonalém
spalování. Přesto je tato vůně subjektivně příjemnější než spaliny nafty. Pomocí oxidačních katalyzátorů
lze snížit obsah aldehydů a omezit tuto typickou vůni až o 80%. Škodám způsobeným polymerizací lze
částečně zabránit především kvalitní přestavbou, aditivy a pomocí obtokových mikrofiltrů motorového
oleje, které odstraňují vodu a částice větší než 1 µm (lepší filtry již 0,1 µ). Především částice o velikosti
10 až 15 µm, které hlavní olejový filtr nedokáže odstranit, způsobují v motoru největší škody.
17/22
Výsledky něm. programu 100 traktorů pro jednotlivé výrobce traktorů a
úpravců
Traktory s minimálními poruchami
Úpravce
Typ
Počet
přestavěných
traktorů
VWP
Hausmann
Gruber KG
Igl. -LT.
LBAG Lüc.
Stangl-LT.
TC Bastorf
Deutz-Fahr
John Deere
Fendt
Welte
New Holland
Fendt
John Deere
Case
Deutz-Fahr
Claas
Same
Lamborghini
Case
Case
Fendt
New Holland
John Deere
Case
41
7
6
1
1
18
6
4
1
1
1
1
10
1
4
1
2
1
Bez škod či s
minimálními
poruchami
32
0
6
1
0
18
0
1
0
1
0
1
2
0
1
0
0
0
(Hassel a. Wichmann 2006)
Dle výsledků šetření bylo zjištěno, že obecně v jednonádržovém provozu docházelo k u traktorů ke
zvýšenému průniku paliva do motorového oleje (Hassel u. Wichmann 2006). Výkon kolísal v průměru o
5% (-10% až +5%) Ukázalo se, že pouze u traktorů typu Fendt upravených firmou Hausmann nedošlo k
žádným poruchám. Firma Hausmann upravuje každý motor individuálně s náklady 3 600 € až 5 500 €.
Spalování rostlinného oleje v motoru.
Dle měření je střední průměr kapičky při vstřiku paliva u rostlinného oleje dokonce i při zahřátí na 90 °C
o cca 80 % větší než u nafty. Důvodem je jak vyšší viskozita tak vyšší povrchové napětí rostlinných olejů.
Z tohoto důvodu je vhodné použití aditiv, které toto napětí snižují.
Dvounádržové systémy [6]
Dvounádržový systém startuje na naftu a automaticky po zahřátí paliva na 70 °C přepíná na rostlinný olej
v druhé nádrži. Většina těchto systémů však nedokáže sledovat zatížení motoru, přičemž především při
volnoběhu a nižším zatížení motoru dochází ke zhoršenému spalování a vyššímu průniku paliva do
motorového oleje. Pouze stroje, které běží po většinu času v plném výkonu, jsou vhodné pro jednoduchou
přestavbu bez automatického přepínání na naftu při poklesu zátěže.
V ČR jsou zatím bohužel rozšířeny především 2 extrémní názory na pohon na rostlinný olej. Ti první, a
mezi patří z velké části dokonce i motoráři a technici, rostlinný olej jako palivo okamžitě zavrhnou.
Odmítají se s jím zabývat či dokonce připustit, že rostlinný olej může být pro motor (s přestavbovou
18/22
úpravou) naprosto přirozeným palivem. Jsou přesvědčeni, že automaticky musí dojít k poškozování
čerpadla a motoru. Bohužel velmi často jim dávají za pravdu a v jejich názoru je podporují výsledky
opačné strany: Jsou to nadšenci či „šetřílci“, kteří jednoduše nalijí rostlinný olej do nádrže bez jakékoliv
úpravy a nebo s neprofesionální přestavbou motoru. Jelikož to nějakou dobu funguje, hned se s tím
veřejně chlubí. Následné škody, jako např. zničená vstřikovací čerpadla, karbonizované vstřiky a
spalovací prostor, zadření motoru, pak jsou tím pravým argumentem do mlýna odborným skeptikům.
K přestavbám je proto třeba přistupovat individuálně nejen pro každý typ motoru a čerpadla, ale i z
hlediska způsobu vlastního provozu. V oblasti úpravy zemědělských strojů, nákladních a užitkových
vozidel působí celá řada firem, mimo jiné VWP, Elsbett, Wolf, Hausmann, Gruber, Klümper, Activoil,
Greten a další.
Hlavní požadavky na přestavbový systém pro moderní motory zemědělských, nákladních a užitkových
vozidel [7]
Velmi dobré zkušenosti jsou se systémem Klümper Pflanzenöltechnik GmbH, která se osvědčila i v
dlouhodobém provozu systémů Common Rail. Na jeho příkladě lze ukázat základní požadavky na
přestavbové sady pro moderní motory. Tato přestavba obsahuje několik důležitých automatických ochran
systému, které zabraňují škodám, ke kterým dochází u moderních motorů při použití jednoduchých
přestavbových sad. Sestává zjednodušeně řečeno z výměny palivového vedení za nové se širší vnitřní
světlostí, výměnou obou palivových filtrů za větší, dvou 3-cestných ventilů (Pevekoil, Bushjoost), jedním
nebo dvěma výměníky tepla s regulačním ventilem přívodu chladicí vody, programovatelnou řídící
jednotkou a dle potřeby z přídavného palivového čerpadla (modifikované zubové čerpadlo). Aby se
zabránilo přílišnému ohřátí paliva, taktuje řídící jednotka výkon výměníku dle potřeby. Výkon výměníku
musí být dimenzován dostatečně, aby dokázal i v největší zimě palivo ohřát, naopak v létě často stačí
samoohřev paliva a výměník se automaticky vypíná.
Systém musí být schopen zajistit motoru co nejsrovnatelnější parametry, jako při provozu na naftu.
Speciálně u systému Common Rail je nutno ošetřit správné tlaky u přívodu i odvodu paliva (protitlak).
Řídící jednotka je postavena na obdobném systému jako SPS (Siemens SW), lze ji programovat pomocí
notebooku a přizpůsobit tak dle jednotlivých typů vozidel příslušné parametry. Z důvodu usnadnění
montáže se umísťuje v blízkosti motoru krabice rozdělovače, která je s ovládací jednotkou propojena
pouze 4-žilovým kabelem a kde jsou do ní zapojené senzory a regulátory. Řídící jednotka se dá ovládat
automaticky i manuálně pomocí multifunkčního tlačítka. Veškeré provozní parametry jsou zobrazovány
pomocí 4-řádkového LCD displeje a diody LED.
Zde jsou ve spojení s varovným bzučákem zobrazovány zprávy o různých chybových stavech, jako jsou
například prázdná nádrž na naftu, nebo když řidič zapomene proplach naftou před odstavením vozidla.
Zařízení rovněž upozorňuje na to, že byl dosažen počet provozních hodin k předepsané výměně
motorového oleje (zkrácený interval). Velkou výhodou je rovněž ukazatel podtlaku/tlaku, která ukazuje
zda jsou palivové filtry ještě v pořádku, či je nutné je vyměnit, a rovněž zda magnetické ventily fungují
správně. Nejen u traktorů je vhodná jednotka měření skutečné spotřeby, přičemž je zde zpátečka vždy
zapojena nakrátko a otevírá se pouze na pár sekund při rychlém proplachu před odstavením motoru. Ještě
než se palivo dostane do okruhu, prochází jak nafta, tak rostlinný olej zvláštním filtrem. Toto umožňuje
minimální dobu proplachu. V malém okruhu je pak umístěn dodatečně malý obtokový mikrofiltr, jenž
svou velikostí umožňuje velmi krátkou dobu proplachu. Tento mikrofiltr zabraňuje tomu, aby se malé
částice (slizy), nacházející se v oleji za studena lisovaném, usazovaly a vytvářely postupně částice větší.
Ze strany rostlinného oleje je tento nejprve ohříván pouze zlehka, tak aby na jedné straně příliš nestárnul
(oxidační stabilita), na druhé straně však bylo usnadněno jeho čerpání, filtrace a odvzdušnění. V okruhu
zpátečky nakrátko je umístěn malý výměník, který se vypíná a zapíná dle potřeby. Tento je zapotřebí
speciálně u čerpadel typu VP44, kdy v zimě palivo přihřívá a v létě pomocí přídavného chladiče vody
ochlazuje. To je nutné například po těžké práci nebo při chodu naprázdno. U motorů Common Rail zde
bývá často umístěn namísto výměníku pouze regulovaný chladič. V případě, že je v systému k dispozici
tlakový vzduch, je k čerpání rostlinného oleje použito speciální membránové čerpadlo poháněné tlakovým
vzduchem. Toto je výhodné mimo jiné z důvodu delší životnosti – zde nejsou použity uhlíky, které se
opotřebují a výkon se dá řídit pomocí tlaku kontinuálním způsobem. V případě, že motor běží pouze s
nízkou zátěží, rozpozná řídící jednotka pomocí skutečné aktuální spotřeby ještě předtím, než poklesne
19/22
teplota ve spalovacím prostoru, a dle nastavení automaticky přimíchává několik procent nafty k
rostlinnému oleji (nejčastěji 10-30 %). Tímto se snižuje viskozita, směs se lépe vzněcuje a zároveň se
zvýší spalovací teplota (Remmele 2005). V případě, že motor běží pouze na volnoběh, přepne řídící
jednotka na naftu. Pokud řidič po práci zapomene přepnout na naftu, zazní zvukový signál. I když toto
řidič ignoruje, nachází se v palivovém systému po předešlém dílčím zatížení několik % nafty, takže
vozidlo i další ráno nastartuje. Řídící jednotka si toto však pamatuje a hned po startu zahájí rychlý
proplach. Při následné kontrole vozidla lze vždy na displeji vyvolat počet „zapomenutých“ proplachů. Při
pouze krátkodobém odstavení motoru se zapomenuté proplachy nepočítají (motor nevychladl).
Hlavní přednosti uvedeného systému:
•
do naftové nádrže se nedostává žádný olej
•
přepínání na naftu při volnoběhu
•
automatické přimíchávání nafty při snížené zátěži
•
zabezpečení nepřehřátého a tudíž nepřestárlého oleje (což vede k silné polymerizaci) který se
nedostává zpátky do nádrže, nýbrž ohřátý olej se přímo spotřebovává
•
na přání automatický doběh motoru pro provedení bezpečného automatického proplachu tímto,
což je systém i velmi odolný vůči méně pečlivým řidičům (navíc si zapamatuje kolikrát řidič „zapomněl“
spustit proplach) který ochrání vysoké investice do moderního vozidla
•
předání klíčového know how zákazníkovi
•
měření skutečné spotřeby rostlinného oleje (zamezí „ztrátám“ ukáže evt. zvýšenou spotřebu jenž
by ukázala na technický či logistický problém)
Hrubé schéma přestavby :
Dle konkrétního typu vozidla jsou prováděny menší modifikace (zásadní modifikace se týkají
především naprogramování řídicí jednotky na konkrétní vozidlo).
Vlastní amortizace přestavby na příkladě sklízecí řezačky, kombajnu a traktoru:
20/22
Příklady amortizace řezačka (R) , kombajn (K), traktor (T1), řezačka na palmový olej
(RPO)
R
K
T1
RPO
Cena nafty
28
28
28
28
Kč/l
Cena RO
18,50
18,50
18,50
12,90
Kč/l
Průměrná spotřeba
60
40
25
60
l/hod
Roční vytížení
450
250
800
450
hod
Náklady na přestavbu
56 000 56 000
79 000
143 000
Kč
Celkové provozní hodiny
4000
2500
8000
4000
Hod
Podíl rostlinného oleje
95
95
90
90
%
Vícenáklady na výměnu
4 200
3 360
3 080
4 200
Kč
motorového oleje (MO)
Původní interval výměny MO
300
300
300
300
hod
Zkrácený na x hodin
200
200
200
220
hod
úroky
6
6
6
6
%
Zvýšená spotřeba
5
5
5
5
%
Úspora za rok bez odpisů
Úspora za rok s odpisy
Amortizace po
218 400 80 500
210 420 73 220
115
174
151 000
140 812
415
350 250
330 000
183
Kč
Kč
Hod
Pozn. v praxi se ukazuje že změna spotřeby při provozu na rostlinný olej se ve skutečnosti pohybuje +/- 2%, což je
nesporná výhoda vůči např. použití MEŘO.
Pozn. na příkladě přestavby sekačky lze ukázat další potenciál úspory při přestavbě na palmový olej (roční úspora
dalších 150 000 Kč)
Shrnutí a závěr
Při použití RO jako paliva je jak z hlediska ekonomického, tak ekologického čím dál zajímavější.
Především v zemědělství může jeho výroba a vlastní spotřeba být skutečně lukrativní.
Náklady na přestavbu jsou relativně málo závislé na velikosti motoru, tudíž se přestavba vyplatí
především u strojů, které mají vysokou spotřebu a jsou během roku silně vytěžovány. Právě u těchto
strojů bývá riziko poškození většinou nejnižší. Pokud jsou přestavby prováděny neprofesionálním
způsobem většinou nezohledňují požadavky kladené na konkrétní typ motoru a vedou k vážným škodám.
V celkové problematice využití rostlinného paliva i při dlouhodobějších zkušenostech existuje více
oblasti, ve kterých je nutný další vývoj a výzkum (snížení efektu zhušťování a polymerizace motorového
oleje, obtokové filtry, chování různých rostlinných olejů, požadavky jednotlivých typů motorů, atd.).
Z důvodů platné české legislativy, podle které je třeba odvádět spotřební daň na rostlinné oleje ve stejné
výši jako u minerálních paliv (9,95 Kč/litr, 10/2006), se toto vyplácí většinou až pro větší podniky. V
současné době se v schvalovacích procesu nachází zákon dle kterého by měla biopaliva i rostlinný olej být
od spotřební daně osvobozena. Je třeba vyčkat jaká bude jeho konečná podoba.
Doporučená literatura:
ASG (2005): Analytische Verfahren zur betrieblichen Qualitätssicherung 6/2005, str. 15ff
Block K. (2005c): Vorlesungsunterlagen. Kraftstoffe Öle und Biodiesel, str. 22
Flur und Furche (1) (2003): Pflanzenöl + E-Diesel, str. 5
21/22
FNR (2004): Jahresbericht 2003/2004, str. 15
Graf T. u. Reinhold G. (2006): Wirtschaftlichkeit der Produktion und des Einsatzes von Rapsölkraftstoff in pflanzenöltauglichen
Motoren, Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft März 2006, str. 13, 19, 24, 38
Greten T. (2003): Preis und Eigenschaften:
http://www.greten technik.de/navi_kraftstoff.htm
Hassel E. u. Wichmann V. (2006): Ergebnisse des Domonstrationsvorhabens „Praxiseinsatz von serienmäßigen neuen
rapsöltauglichen Traktoren“ S. 3, 5, 7ff
Hassel E. u. Wichmann V. (2006): Ergebnisse des Domostrationsvorhabens „Praxiseinsatz von serienmäßigen neuen
rapsöltauglichen Traktoren“, str. 3, 5, 7ff
Klümper A. (2006): Diplomarbeit
Krause H. (2004): Einsatz von kalt gepresstem Rapsöl als Dieselkraftstoff in Bussen der PNVG Merxeburg-Querfurt, str. 11f,
23ff, 34f
Krause H. (2006): mündliche Mitteilung, Pflanzenölveranstaltung 28.03.2006, Merseburg und 30.03.2006 Iden, Dr. Krause des
FBZ Merseburg
Seger G. u. Waskow F. (1998): Öle und Fette, Leitfaden Nachwachsende Rohstoffe (C.F. Müller), str. 37
Schrimpff E. (2003): Biodiesel oder Pflanzenöl
Schulz (2006): Einsatz und Perspektiven für Biokraftstoffe in Sachsen-Anhalt, Ministerium für Landwirtschaft und Umwelt des
Landes Sachsen-Anhalt, Vortrag vom 30.3.2006 Iden - str. 3f 15f
Umweltbundesamt (2003): Umwelt und Verkehr -Kraft-und Betriebsstoffe, Internetauftritt, Zum Thema Biodiesel:
http://www.umweltbundesamt.de/verkehr/kraftubst/kraftstoff/biodiesel/biodiesel.htm
Widmann B., Remmele E., Breun J., Rocktäschel A. (2002a): Reinigung kaltgepresster Pflanzenöle aus dezentralen Anlagen. str.
21
Widmann B., Remmele E., Thuneke K. (2002b): Pflanzenölbetriebene, Blockheizkraftwerke Leitfaden, str. 5, 7, 11-14, 15, 17f, 20f
Komplexní nabídka společnosti europecon, s. r. o.
•
•
•
•
•
•
•
Poradenství
Lisy a filtrace rostlinného oleje
Obtoková mikrofiltrace motorového oleje
Výčepní stojany a nádrže
Webový obchod s komponenty a kity pro přestavbu
Přestavby
Kogenerační jednotky na rostlinný olej
K dispozici jsou na vyžádání rovněž velmi podrobné kalkulace a předlohy pro vlastní výpočet návratnosti
investic. Další informace naleznete na www.rostlinnyolej.cz nebo na základě osobního kontaktu.
22/22

Rostlinný olej jako obnovitelný zdroj energie Úvod

Transkript

Podobné dokumenty

sběr rostlinného oleje na škole

TECHNICKÝ LIST www.rustins.cz Produkt LNĚNÝ OLEJ SUROVÝ

Produktová informace o výrobku Liqui Moly

TECHNICKÝ LIST www.rustins.cz Produkt LNĚNÝ OLEJ VAŘENÝ

oil as a fuel

Perfektní výměna turbodmychadla