Assessment of the logistic system of fuel life cycle using the LCA metod

• Autorzy: Marek A. , Kardasz P. , Karpinski M. , Pohrebennyk V.

Identyfikatory

DOI

10.1515/agriceng-2016-0050

Warianty tytułu

PL

Ocena systemu logistycznego cyklu życia paliw przy wykorzystaniu metody LCA

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the logistic system of fuel life cycle, covering diesel oil and the mixture of rapeseed oil and butanol (2:3 ratio), using the Life-Cycle Assessment (LCA) method. This method is a technique in the field of management processes with a view to assessing the potential environmental hazards. Our intention was to compare the energy consumption needed to produce each of the test fuels and emissions of selected substances generated during ithe production process. The study involved 10,000 liters of diesel and the same amount of rapeseed oil and butanol mixture (2:3 ratio). On the basis of measurements the following results were obtained. To produce a functional unit of diesel oil (i.e. 10,000 liters) it is necessary to extract 58.8 m3 of crude oil. The entire life cycle covering the consumption of 10,000 liters of diesel consumes 475.668 GJ of energy and causes the emission to air of the following substances: 235.376 kg of COx, 944.921 kg of NOx, 83.287 kg of SOx. In the ease of a functional unit, to produce a mixture of rapeseed oil and butanol (2:3 ratio) 10,000 kg of rapeseed and 20,350 kg of straw should be used. The entire life cycle of 10,000 liters of a mixture of rapeseed oil and butyl alcohol (2:3 ratio) absorbs 370.616 GJ of energy, while emitting the following air pollutants: 105.14832 kg of COx, 920.03124 kg of NOx, 0.162 kg of SOx. Analysis of the results leads to the conclusion that it is oil refining which is the most energy-intensive and polluting process in the life cycle of diesel. The process consumes 41.4 GJ of energy, and causes a significant emission of sulfur oxides (50 kg). In the production of fuel that is a mixture of rapeseed oil and butyl alcohol (2:3 ratio), rape production is the most energy-intensive manufacturing process is (absorbs 53.856 GJ of energy). This is due to the long operation time of the farm tractor and combine harvester. The operation of these machines leads also to the emission of a significant amount of pollution in the form of COx (2.664 kg) and NOx (23.31 kg).

PL

W artykule przedstawiono ocenę systemu logistycznego cyklu życia paliwa, dla mieszanki oleju napędowego i oleju rzepakowego z butanolem (w stosunku 2:3), wykorzystując metodę LCA. Metoda ta jest techniką w zakresie procesów zarządzania, wykorzystywaną do oceny potencjalnych zagrożeń dla środowiska. Celem artykułu było porównanie zużycia energii potrzebnej do wy-tworzenia każdego z badanych paliw i emisji wybranych substancji powstających podczas procesu produkcyjnego. Badania przeprowadzono dla 10.000 litrów oleju napędowego i takiej samej ilości mieszaniny oleju rzepakowego i butanolu (w stosunku 2:3). Na podstawie pomiarów uzyskano na-stępujące wyniki. W celu wytworzenia założonej ilości oleju napędowego (10,000 litra), wymagane jest wydobycie 58,8 m3 ropy naftowej. Podczas całego cyklu życia paliwa zużywa się 10.000 litrów oleju napędowego, co wymaga nakładu 475,668 GJ energii. Następuje wtedy emisja następujących ilości szkodliwych substancji do atmosfery: CO=235,376 kg, NOx=944,921 kg, SOx=83,287 kg. Aby zapewnić funkcjonalność urządzenia przeznaczonego do wytwarzania mieszaniny oleju rzepakowego i butanolu (2:3) należy wykorzystywać 10000 kg rzepaku i 20350 kg słomy. Podczas całego cyklu życia 10.000 litrów mieszaniny oleju rzepakowego i alkoholu butylowego (2:3) zużywa się 370,616 GJ energii. Emisje wybranych substancji do powietrza są następujące: CO=105,14832 kg, NOx=920,03124 kg , SOx=0,162 kg. Analiza wyników prowadzi do wniosku, że najbardziej energochłonnym i emitującym najwięcej zanieczyszczeń procesem w cyklu życia diesel'a jest rafinacja ropy naftowej. Proces ten zużywa 41,4 GJ energii i prowadzi do emisji znacznych ilości tlenków siarki (50 kg). Przy produkcji mieszanki oleju rzepakowego i alkoholu butylowego (stosunek 2:3) najbardziej energochłonny jest proces produkcji rzepaku (pochłania 53,856 GJ energii) ze względu na długie czasy pracy ciągnika rolniczego i kombajnu. Podczas pracy tych maszyn emitowane są do środowiska duże ilości CO (2,664 kg) i NOx (23,31 kg).

Słowa kluczowe

EN

life cycle; logistic system; LCA method; environmental hazards

PL

cykl życia; system logistyczny; metoda LCA; zagrożenie; środowisko

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej
• Czasopismo: Agricultural Engineering
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 20, No. 3
• Strony: 125--134
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Marek A.

• Institute of Technology, The State Higher Vocational School in Nowy Sącz

autor

Kardasz P.

• Faculty of Automatic and Robotics, Wroclaw University of Applied Informatics

autor

Karpinski M.

• Institute of Technology, The State Higher Vocational School in Nowy Sącz

autor

Pohrebennyk V.

• Institute of Technology, The State Higher Vocational School in Nowy Sącz
• Vyacheslav Chornovil Institute of Ecology, Nature Protection and Tourism, Lviv Polytechnic National University, Lviv, Ukraine

Bibliografia

• Gilecki, R. (2003). Zagadnienia importu paliw u progu XXI stulecia. Gospodarka paliwami. ISSN 0017-2413.
• Gutkowski, J. (2002). Energia odnawialna – stan obecny w Polsce. Gospodarka Paliwami i Energią ISSN 0017-2413.
• Góralczyk, M., Kulczycka, J. (2001). Ekologiczna Ocena Cyklu Życia (LCA) – nową normą z rodziny ISO 14000. Problemy Ekologii, 4, 151-155.
• Kulczycka, J., Góralczyk, M., Koneczny, K., Przewrocki, P., Wąsik, A. (2001). Ekologiczna ocena cyklu życia (LCA) nową techniką zarządzania środowiskowego. IGSMiE PAN, Kraków. ISBN 83-87854-29-8.
• Lagerstedt, J., Luttropp, C., Lindfors, L. G., Functional Priorities in LCA and Design for Environment, The International. Journal of Life Cycle Assessment, 8(3) 2003, 160-166.
• Sitnik, L.(2004). Ekopaliwa silnikowe. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej.
• Piekarski,W., Szyszlak, J., Zając, G. (2006). Odnawialne źródła energii jako alternatywa paliw konwencjonalnych w pojazdach samochodowych. Agricultural Engineering, 4, 245-252.
• Roszkowski, A. (2012). Biomasa i bioenergia – bariery technologiczne i energetyczne. Problemy Inżynierii Rolniczej 3(77), 79-100.
• Stankiewicz, D. (2010). Możliwości wykorzystania surowców rolniczych do produkcji energii w Polsce. Studia BAS, Nr 1(21), 237-266.
• Szczypiński-Sala, W. (2012). Niektóre własności mieszanin olejów roślinnych i paliw do silników o zapłonie samoczynnym. Mechanika. Czasopismo Techniczne 3, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej.
• Szlachta, Z. (2002). Zasilanie silników wysokoprężnych paliwami rzepakowymi. WKL Warszawa, 25-42.
• An Overview of FAME and Petroleum Diesel Life Cycles, NREL/TP-580-24772.
• Poradnik stosowania biopaliw. Przykłady najlepszych zastosowań i projekty pilotażowe. Bałtycka Agencja Poszanowania Energii S.A. Opracowane w ramach projektu Bio-NETT Bio-NETT EIE/05/190/S12.420028.
• ISO 14001. Environmental management systems. Requirements with guidance for use.
• ISO 14040:2006. Environmental management. Life cycle assessment. Principles and framework.
• ISO 14041. Environmental management. Life cycle assessment. Goal and scope definition and inven-tory analysis.
• ISO 14042. Environmental management. Life cycle assessment. Life cycle impact assessment.
• ISO 14043. Environmental management. Life cycle assessment. Life cycle interpretation.
• ISO 14044:2009. Environmental management. Life cycle assessment. Requirements and guidelines.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.