Ekologiczne efekty stosowania biopaliw

• Autorzy: Igliński B. , Kujawski W. , Buczkowski R. , Iglińska A.

Warianty tytułu

EN

The ecological effects of using biofuels

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ropa naftowa i jej pochodne są obecnie głównym surowcem energetycznym, jednakże kryzys paliwowy lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku pokazał, że zasoby tego surowca są ograniczone. Rozwój transportu w istotny sposób przyczynia się do wzrostu zagrożeń ekologicznych, poprzez znaczną emisję CO2. W związku z tym monieczne staje się wprowadzanie biopaliw - odnawialnych nosników energii. Unia Europejska i rządy innych państw zwracają uwagę na biopaliwa w związku z destabilizacją rynku naftowego, co znajduje potwierdzenie w wielu przepisach (np. w Dyrektywie 2003/87/CE). Wśród biopaliw na szczególną uwagę zasługują bioetanol i jego pochodne (etery ETBE, TAEE) oraz estry metylowe wyższych kwasów tłuszczowych. Stosowanie biopaliw przesuwa równowagę energetyczną w bezpiecznym kierunku i w znacznym stopniu obniża emisję gazów cieplarnianych. W pracy omówione zostały najważniejsze rodzaje biopaliw stosowanych obecnie w silnikach beznynowych i wysokoprężnych. Zaprezentowano właściwości fizykochemiczne tlenowych dodatków do paliw, a także scharakteryzowano bliżej wykorzystanie perwaporacji jako membranowej techniki odwadniania etanolu. Omóiwona została metoda transestryfikacji naturalnych olejów (czyli estrów gliceryny i wyższych kwasów tłuszczowych) do estrów metylowych tych kwasów. Wskazano także na korzyści ekologiczne wynikające ze stosowania biopaliw. Przykładowo 4% dodatek etanolu do paliwa zmniejsza emisję CO o 8%, a NOx o 33%.

EN

Nowadays, the crude oil and its derivatives are the main sources of energy. The oil crisis of 70s has clearly shown that the world reserves are limited. The fast development of the transport contributes substantially to the increase of the ecological threaten, mainly by the emission of CO2. The introduction and use of the renewable biofuels becomes a must, both from the economical and ecological point of view. European Union and governments of many countries are looking more favorably on biofuels following destabilization of the crude oil market (e.g. Directive 2003/87/CE). Bioethanol, ETBE and TAEE ethers, methyl and ethyl esters of higher fatty acids are the most known biofuels or biocomponents. The use of biofuels shifts the energetic equilibrium toward the safer side and it leads to the substantial decrease of the greenhouse gasses emission. Paper reviews the most popular biofuels applied nowadays. The physicochemical properties of biofuels are presented. Ethanol dehydratation by the pervaporation is presented and compared with entrainer distillation and molecular sieves technologies. The transesterification of vegetable oils is presented as a technology to produce biodiesel. The ecological advantages of the use of biofuels are also pointed out. For instance 4% of ethanol in the fuel decreases the emission of carbon monoxide (CO) by 8% and NOx by 33%.

Słowa kluczowe

PL

biopaliwa; ekologia

EN

biofuel; biomass; emission

• Wydawca: Bydgoskie Towarzystwo Naukowe
• Czasopismo: Ekologia i Technika
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 13, nr 4
• Strony: 152--158
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Igliński B.

• Wydział Chemii Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, ul. Gagarina 7, 87-100 Toruń

autor

Kujawski W.

• Wydział Chemii Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, ul. Gagarina 7, 87-100 Toruń

autor

Buczkowski R.

• Wydział Chemii Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, ul. Gagarina 7, 87-100 Toruń

autor

Iglińska A.

• Wydział Ochrony Środowiska, Wyższa Szkoła Humanistyczno-Ekonomiczna, ul. Okrzei 94, 87-800 Włocławek

Bibliografia

• [1] Taylor K., Iwanowski W. (1926), Spirytusowe Mieszanki Napędowe, Przemysł Chemiczny, 10. 181-206.
• [2] Fangrui M., Hanna A. M. (1998), Biodiesel production: a review, Bioresource Technology. 70, 1-15.
• [3] Korbitz W. (1999), Biodiesel production in Europe and South America. An encouraging prospect, Renewable Energy. 16, 1078-1083.
• [4] Monyern A., van Gerpen J. H. [2001), The effect of biodiesel oxidation on engine performance and emission, Biomass and Bioenergy, 20. 317-325.
• [5] Surygała J.. Śliwka A., Puchowicz A. (2001), Oddziaływanie przeróbki rafineryjnej ropy naftowej na środowisko. Ekologia i Technika, 3. 67-73.
• [6] Dyrektywa 2003/87/CE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 13 października 2003 roku.
• [7] Merkisz J., Pielucha I. (2004), Alternatywne paliwa i układy napędowe pojazdów, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań.
• [8] Baczewski K., Kałdoński T., (2004), Paliwa do silników o zapłonie samoczynnym, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa.
• [9] Fabian G. (2003), Nie zagrożą węglowi?, Biuletyn Górniczy. 3-4, 93-94.
• [10] Wójcik W. (1996), Bogactwa mineralne Ziemi, Wydawnictwo Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej, Lublin.
• [11] Kachalik K. (1952), Ropa naftowa i jej produkty, Państwowe Wydawnictwa Techniczne, Katowice.
• [12] Grzybek A. (2002), Zasoby i możliwości wykorzystania biomasy w Polsce, Ekologia i Technika. 4,99-105.
• [13] Szlachta Z., (2002). Zasilanie silników wysokoprężnych paliwami rzepakowymi. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa.
• [14] Claassen R, van Leer J. B. (1999), Utilisation of biomass for the supply of energy carriers, Appied Microbilogical Biotechnology 52, 741-755.
• [15] McMillan J. D. (1997). Bioethanol production: status and prospects, Renewable Energy, 10, 295-302.
• [16] Merkisz J. (1999), Ekologiczne problemy silników spalinowych, tom I i II, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań.
• [17] Kujawski W. (2002) Możliwości wykorzystania perwaporacji w przemyśle fermentacyjnym, „Aktualne problemy gorzelnictwa rolniczego, Rolnictwo a Ekologia", Czupryński B. (red.). Wydawnictwo Instytutu Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego, 47-59. Bydgoszcz
• [18] Rolnik B., Bekier M., Książkiewicz J. (2004), Wytwarzanie bioetanolu do produkcji paliw na podstawę 8-letnich doświadczeń w Petrochemii-Blachownic S.A. oraz przyszłość w świetle przystąpienia Polski do Unii Europejskiej. Ekopartner, 3(149), 11.
• [19] Maus E., Brueschke H. (2002), Separation of methanol from methylesters by vapour permeation: experiences of industrial applications, Desalination. 148,315-319.
• [20] Renewable Energy for Europe (2000), European Commission. Directorate-General for Energy and Transport, European Community, 65-66.
• [21] Instytut Technologii Nafty (2004), Sukcesy i trudności w badaniach jakości i przygotowaniu produkcji biopaliw w Polsce. 3/149, 11.
• [22] MacLean H. L., Lave L. B. (2003), Evaluating automobile fuel/propulsion system technologies, Progress in Energy and Combustion Science, 29, 1-69.
• [23] Demirbas A. (2002), Biodiesel from vegetable oils via transestrification in supercritical methanol, Energy Conversion and Management, 43, 2349-2352.
• [24] Podkówka W. (2002). Rzepak - roślina przyszłości - surowiec do produkcji biopaliwa i pasz, Ekologia i Technika, 5, 131-138.
• [25] Gradziuk P. (2002), Potencjał energetyczny produkcji rzepaku w Polsce, Ekologia i Technika, 6,163-170.
• [26] Carraretto C., Macor A., Mirandola A., (2004), Biodiesel as alternative fuel: Experimental anlysis and energie evaluation, Energy, 29, 2195-2211.
• [27] Kim H-J., Kang B-S (2004), Transesterification of vegetable oil to biodiesel using heterogenous base catalyst, Catalysis today, 93-95, 315-320.
• [28] Srivastava A., Prasad R. (2000), Triglycerides-based Diesel fuels, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 4, 111- 133.
• [29] Laforgia D., Ardito V. (1995), Biodiesel fueled IDI engines: perfomanc.es, emission and heat reelase investigation, Bioresource Technology, 51,53-59.
• [30] Fukuda H., Kondo A., (2001), Biodiesel fuel production by transesterification of oils, Journal of Bioscience arid Bioengineering, 92, 405-416.
• [31] Zhang Y., Dube M.A., (2003), Biodiesel from waste cooking oil: 1. Process design and technological assessment, Bioresource technology, 89, 1-16.
• [32] Merkisz J. (1994), Ekologiczne aspekty stosowania silników spalinowych, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej. Poznań.
• [33] Lotko W. (1997), Zasilanie silników wysokoprężnych paliwami węglowodorowymi i roślinnymi, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa.
• [34] Kaltschmitt M. (1997), Life cycle analysis of biofuels under different environmental aspects, Biomass and Bioenergy, 12. 121-134.