Wytyczne do modelowania emisji GHG w cyklu życia komponentów paliw z pirolizy biomasy

• Autorzy: Rogowska Delfina

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2021.08.07

Warianty tytułu

EN

Guidelines for modelling of life cycle GHG emission of fuel components from biomass pyrolysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Cele na 2030 rok udziału energii ze źródeł odnawialnych postawione w dyrektywie 2018/2001, w szczególności cel w transporcie 3,5% udziału energii wyprodukowanej z surowców wymienionych w załączniku IX do dyrektywy, wskazują na potrzebę poszukiwania nowych technologii przetwarzania tych surowców. Do surowców tych należą surowce odpadowe i pozostałościowe, w tym z rolnictwa i leśnictwa, materiały celulozowe i lignocelulozowe. Są to surowce, których przetwarzanie w obecnie stosowanych technologiach jest trudne lub niemożliwe. Z tego względu konieczne jest wdrażanie nowych technologii pozwalających na wykorzystanie wymienionych w załączniku IX surowców. Technologie te powinny pozwalać na produkcję wysokojakościowych komponentów paliw silnikowych spełniających kryteria zrównoważonego rozwoju zdefiniowane w dyrektywie 2018/2001. Przeprowadzony przegląd literaturowy wskazał, że taką technologią może być piroliza biomasy w połączeniu z procesem hydroupgradingu. W artykule dokonano również krótkiego przeglądu literaturowego dotyczącego wyznaczenia intensywności emisji GHG produktów z pirolizy biomasy stałej. Przegląd literaturowy wykazał, że piroliza biomasy stałej to proces obiecujący, jednak w zależności od wykorzystanych surowców i nośników energii spełnienie kryterium redukcji emisji GHG może być trudne, w szczególności jeśli jako surowiec stosuje się biomasę z upraw celowych. W ramach niniejszego artykułu wskazano wytyczne do opracowania modelu obliczania emisji GHG generowanej w cyklu życia biokomponentu uzyskanego w procesie pirolizy biomasy. Cały cykl życia biokomponentu został podzielony na podprocesy. Każdy z nich został pokrótce scharakteryzowany. Dla każdego z nich zdefiniowano granice systemu, jednostkę funkcjonalną, strumienie wejściowe i wyjściowe. Wskazano również źródła emisji GHG oraz produkty, do których ta emisja może być zaalokowana. Etapy cyklu życia tego biokomponentu, zidentyfikowane w tej ścieżce produkcji biopaliwa, zostały przyporządkowane do składowych emisji GHG podanych we wzorze w dyrektywie 2018/2001.

EN

The goals of the European Union set out in Directive 2018/2001 for 2030, including in particular the transport target of 3.5% share of the energy produced from feedstocks listed in Annex IX to the directive, indicate the need to search for new technologies for processing these feedstocks. The latter include waste and residual materials, including those from agriculture and forestry, cellulosic and lignocellulosic materials. These are feedstocks that are difficult or impossible to process using currently operating technologies. For this reason, it is necessary to implement new technologies allowing the use of feedstocks listed in Annex IX. These technologies should allow the production of high-quality engine fuel components and at the same time meet the sustainability criteria defined in Directive 2018/2001. The conducted literature review indicated that biomass pyrolysis combined with the hydrograding process may be such a technology. The article also provides a short literature review concerning the determination of GHG emission intensity for products from solid biomass pyrolysis. The review showed that this is a promising process, however, depending on the raw materials and energy carriers used, meeting the GHG emis- sion reduction criterion may be difficult, especially if biomass from crops is used as the raw material. This article provides guidelines for the development of a model for calculating GHG emissions in the life cycle of a biocomponent from biomass pyrolysis. The entire life cycle of the biocomponent has been divided into sub-processes. Each of them has been briefly characterized. For each of them, the system boundaries, functional unit, input and output streams are defined. The sources of GHG emissions and the product to which these emissions can be allocated were also indicated. The stages identified in this biofuel production pathway have been assigned to the GHG emission components given in the formula in Directive 2018/2001.

Słowa kluczowe

PL

biopaliwa zaawansowane; piroliza biomasy; emisja; GHG; cykl życia

EN

advanced biofuels; pyrolysis of biomass; life cycle; GHG; emission

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 77, nr 8
• Strony: 561--567
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Rogowska Delfina

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Milne R., Jallow B.P. (eds.), 2003. Basis For Consistent Representation of Land Areas. [W:] Penman et al. (eds.): Good Practice Guidance for Land Use, Land-Use Change and Forestry. Published by the Institute for Global Environmental Strategies (IGES) for the IPCC. ISBN 4-88788-003-0. <https://www.ipccnggip.iges.or.jp/public/gpglulucf/gpglulucf_files/Chp2/Chp2_Land_Areas.pdf> (dostęp: czerwiec 2021).
• Basiura M., Żyjewska U., Siuda T., 2020. Możliwości wykorzystania destylatów alkoholowych jako paliwa opałowego. Nafta-Gaz, 3: 186–191. DOI: 10.18668/NG.2020.03.05.
• Berdechowski K., 2020. Ocena wpływu kluczowych czynników na emisję GHG w cyklu życia biometanu. Nafta-Gaz, 9: 630–636. DOI:10.18668/NG.2020.09.09.
• Kung C.C., McCarl B.A., Chen C.C., 2014. An Environmental and Economic Evaluation of Pyrolysis for Energy Generation in Taiwan with Endogenous Land Greenhouse Gases Emissions. Int. J. Environ. Res. Public Health, 11: 2973–2991. DOI: 10.3390/ijerph110302973.
• Lubowicz J., 2009. Węglowodory z odpadowych tworzyw sztucznych i biomasy. Nafta-Gaz, 9: 712–717.
• Niemczewska J., Zaleska-Bartosz J., 2020. Wprowadzenie do oceny śladu środowiskowego dla sektora produkcji ropy naftowej i gazu ziemnego. Nafta-Gaz, 8: 527–532. DOI: 10.18668/NG.2020.08.05.
• Padella M., O’Connell A., Prussi M., Flitris E., Lonza L., 2019. Sustainable Advanced Biofuels: Technology Development Report, EUR 29908 EN. European Commission, Luxembourg. ISBN 978-92-76-12431-3. DOI: 10.2760/95648, JRC118317.
• Peters J.F., Iribarren D., Dufour J., 2015. Simulation and life cycle assessment of biofuel production via fast pyrolysis and hydroupgrading. Fuel, 139: 441–456.
• Rogowska D., Berdechowski K., 2013. Ocena wpływu sposobu alokacji emisji w procesie produkcji biopaliwa na wartość emisji gazów cieplarnianych. Nafta-Gaz, 3: 226–234.
• Rogowska D., Pajda M., 2020. Applications of sustainable biogas. Nafta-Gaz, 10: 750–756. DOI: 10.18668/NG.2020.10.11.
• Shemfe M.B., Whittaker C., Gu S., Fidalgo B., 2016. Comparative evaluation of GHG emissions from the use of Miscanthus for biohydrocarbon production via fast pyrolysis and bio-oil upgrading. Applied Energy, 176: 22–33. DOI: 10.1016/j.apenergy.2016.04.113.
• Snowden-Swan L.J., Male J.L., 2012. Summary of Fast Pyrolysis and Upgrading GHG Analyses. Pacific Northwest National Laboratory. PNNL-22175.
• Spaeth J., 2019. Drop-In Biofuels: The Key Role of Co-Processing. <https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Events/2019/May/biojet-EUBCE/6-JimSpaeth.pdf?la=en&hash=CB5D91F6C9B4109885A7CFEE71281893A25F22DD> (dostęp: grudzień 2020).
• System KZR INiG. <http://kzr.inig.eu> (dostęp: grudzień 2020).
• Yang Q., Han F., Chen Y., Yang H., Chen H., 2016. Greenhouse gas emissions of a biomass-based pyrolysis plant in China. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 53: 1580–1590. DOI: 10.1016/j.rser.2015.09.049.
• Akty prawne i normatywne
• Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/98/WE z dnia 19 listopada 2008 r. w sprawie odpadów oraz uchylająca niektóre dyrektywy. Dz. Urz. UE, L 312/3
• Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych zmieniająca i w następstwie uchylająca dyrektywy 2001/77/WE oraz 2003/30/WE, Dz. Urz. UE, L 140/16.
• Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/2001 z dnia 11 grudnia 2018 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych, Dz. Urz. UE, L 328/82.
• Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1069/2009 z dnia 21 października 2009 r. określające przepisy sanitarne dotyczące produktów ubocznych pochodzenia zwierzęcego, nieprzeznaczonych do spożycia przez ludzi, i uchylające rozporządzenie (WE) nr 1774/2002 (rozporządzenie o produktach ubocznych pochodzenia zwierzęcego). Dz. Urz. UE L, 300/1

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).