Bionaftový pohon

25 Srp

Bionafa se vyrábí například z řepky olejky.Jedním z největších problémů současného světa je neustále narůstající závislost na ropě. Vědci a technici zkoumali každou možnou alternativu a poté, co postupně opouštěli technologii elektromotorů, se poslední dobou zaměřili na palivové články. Přesto je stále ještě ropa jedním z nejdůležitějších témat všech zpravodajských relací, jednou z nejdůležitějších komodit na světových trzích a jedním z nejdůležitějších faktorů určujících ekonomické ukazatele, spotřební koše a finanční vývoj velkého množství odvětví lidské činnosti.

Kromě již zmíněných palivových článků je jednou z nejprůchodnějších možností alternativního pohonu biopalivo, které je vyráběno z biologických složek a energie nevzniká spalováním paliv fosilních. Tyto biologické složky mohou být různé: od kukuřice přes sójové boby až k živočišnému tuku – v závislosti na vyráběném palivu a metodách výroby. Jedním z hlavních biopaliv je bionafta. Všeobecně řečeno je bionafta alternativou nebo aditivem pro dieselový motor, vyráběným z biologických složek místo surové ropy. Bionafta obvykle vzniká řadou chemických postupů z rostlinných olejů nebo živočišného tuku. Je netoxická, a protože pochází z rostlin nebo zvířat, mohou být její zdroje doplňovány zemědělskou výrobou a recyklací. Bionafta je bezpečná a může být používána v naftových motorech s drobnými – nebo vůbec žádnými – modifikacemi. Ačkoli může být používána ve své čisté formě, obvykle se mísí se standardním dieselovým palivem. Tyto směsi se označují zkratkou začínající písmenem B a doplněnou číslem označujícím procentní obsah bionafty ve směsi. Nejběžnější směsí je například B20, která obsahuje dvacet procent bionafty a osmdesát procent nafty standardní. B100 tedy označuje bionaftu čistou.

Složení bionafty

Bionafta je tak přijatelnou a zajímavou alternativou k fosilním palivům díky možnosti výroby z četných přirozených zdrojů. I když mohou být použity živočišné tuky, největším zdrojem bionafty je rostlinný olej – stejný jako ten, který se běžně používá ve většině kuchyní na celém světě. Vědci a technici použili k výrobě oleje ze známých rostlin jako například ze sójových bobů, řepky, kanoly, olejové palmy, bavlníku, slunečnice a podzemnice. Bionafta může být dokonce vyráběna i z recyklovaného tuku na smažení. Společným znamením všech zdrojů bionafty je to, že všechny obsahují různé formy tuku. Pojmem „olej“ se označují tuky, které zůstávají při pokojové teplotě tekuté. Tyto tuky neboli triacylglyceroly (kterým se také někdy říká triglyceridy) se skládají z atomů uhlíku, vodíku a kyslíku, vázaných k sobě ve specifickém tvaru. Triglyceridy jsou velmi rozšířené – kromě domácích rostlinných olejů se nacházejí i v běžných potravinách, jako je máslo nebo sádlo. Triacylglyceroly si můžeme představit ve formě velkého písmene „E“. Svislou páteř tohoto písmene tvoří molekula známá jako glycerol. To je jedna ze základních surovin užívaných při výrobě mýdla, léčiv a kosmetiky. Ke glycerolové páteři jsou připojeny tři dlouhé řetězce (tvořící vodorovné čáry písmene E) složené z uhlíku, vodíku a kyslíku. Těm se říká mastné kyseliny.

Bionafta se ale samozřejmě neskládá jen z čirých rostlinných olejů. Ty musí ve svém surovém stavu nejdřív projít řadou chemických reakcí, než se stanou skutečným palivem. Při výrobě bionafty se používá několik způsobů, ale většina výrobních závodů produkuje průmyslovou bionaftu pomocí procesu zvaného transesterifikace. Během tohoto procesu je tuk nebo olej nejdřív pročištěn a poté reaguje s alkoholem – obvykle s metanolem (CH3OH) nebo etanolem (CH3CH2OH) – za přítomnosti katalyzátorů, jako je například hydroxid draselný (KOH) nebo hydroxid sodný (NaOH). Triacylglycerol po této reakci vytváří estery a glycerol. A právě ty estery, které zůstávají, tvoří bionaftu.

Z historie bionafty

Koncepce biopaliv je překvapivě poměrně stará. Rudolf Diesel, který stál za vynálezem naftového motoru, původně chtěl svůj motor pohánět rostlinným olejem. Drtivá většina jeho raných prací se pohybovala kolem využití biopaliv. Například v roce 1900 na Světové výstavě v Paříži představil motor poháněný podzemnicovým olejem. Stejně tak Henry Ford plánoval pro svůj proslulý model T pohon etanolem získávaným z kukuřice. Nakonec jak v Dieselově, tak Fordově případě vstoupil na scénu benzin a ukázalo se, že tvoří nejlogičtější zdroj paliva. Tato úvaha se mimo jiné hlavně zakládala na dostupných zásobách, ceně a výkonu. Ačkoli se příliš nerozšířily, používaly se rostlinné oleje k pohonu dieselových motorů ve třicátých a čtyřicátých letech minulého století.

Klady bionafty

Jednou z nejpřitažlivějších vlastností bionafty je to, že je ekologicky ohleduplná – produkuje daleko méně zplodin než obyčejný dieselový motor, je biologicky odbouratelná a patří mezi obnovitelné zdroje energie. Omezení škodlivých emisí je hlavním argumentem zastánců bionafty – obzvlášť v otázkách legislativy. Existuje několik složek emisí, které jsou obzvlášť škodlivé a působí starosti vědcům, zákonodárcům i spotřebitelům. Síra a její sloučeniny způsobují kyselé deště, oxid uhelnatý je všeobecně uznávaným toxinem a oxid uhličitý velkou měrou přispívá ke skleníkovému efektu. Kromě těchto látek jsou v emisích spalovacích motorů ještě další, jako například polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU), sloučeniny ve tvarů prstenců, které jsou spojovány se vznikem různých druhů rakoviny. Polétavé částice mají také negativní zdravotní účinky a nespálené uhlovodíky přispívají k vytváření smogu a ozónu. Míru omezení nebezpečných emisí bionafty ve srovnání s obyčejnou naftou naznačuje tabulka vespod stránky.

Další přínosnou stránkou bionafty je její biologická odbouratelnost, což znamená, že se s přispěním přírodních činitelů – jakými jsou například bakterie – dokáže rozložit. Toto rozkládání navíc probíhá čtyřikrát rychleji než u běžného dieselového paliva. Díky tomu by bylo čištění životního prostředí po případném úniku do okolí mnohem jednodušší a následky méně nebezpečné (totéž platí i pro všechny směsi bionafty). Mimo to bionafta přispívá k mazacím vlastnostem a lepšímu výkonu motorů. Toto palivo dokáže fungovat jako rozpouštědlo, čímž přispívá k odstraňování usazenin a dalších nečistot z vnitřních částí motorů, které by mohly znamenat zadření nebo ucpání. Jelikož čistá bionafta samotná žádné usazeniny nezanechává, odrazilo by se to v delší životnosti motoru. Odhaduje se, že už jednoprocentní příměs bionafty by zvýšila mazací vlastnosti o 65 %. Bionafta je také bezpečnější – je netoxická a má daleko nižší bod vzplanutí než obyčejná nafta. Protože hoří při daleko vyšší teplotě, existuje menší pravděpodobnost samovolného vzplanutí. To velmi zjednodušuje předpisy a ustanovení týkající se její přepravy a skladování.

Zápory bionafty

Nic není zadarmo a bionafta má samozřejmě i své méně příjemné stránky. Kromě mírného poklesu výkonu a zvýšení spotřeby (což je kompenzováno nižší cenou a delší životností motoru) je jedním z největších problémů nárůst oxidu dusnatého v emisích. Často se stává, že pokud je při výrobě dieselových paliv snížena hodnota jedné položky, okamžitě dojde k navýšení hodnot oxidů dusíku, které přispívají ke vzniku smogu. Ačkoli něco z tohoto navýšení může být vyřešeno úpravami motoru, nelze se tohoto problému zbavit úplně. Vyvíjejí se nové technologie, které mají za úkol množství oxidu dusíku v emisích bionafty snížit.

Další potíž přinášejí její rozpouštěcí vlastnosti – ty mají sice své výhody, ale přinášejí i obtíže. Některé starší dieselové motory (vyráběné před rokem 1992) se mohou při použití více koncentrované bionafty ucpávat. Protože je toto palivo schopno uvolňovat z motoru nečistoty nahromaděné v souvislosti s používáním staré nafty, může dojít k ucpaní palivového filtru. Výrobci bionafty tedy doporučují co nejdříve po přechodu na koncentrovanou bionaftu vyměnit palivovou pumpu. V těchto starších palivových systémech může docházet i k rozkladu dalších součástí a bionafta například rozpouští gumové těsnění. Přes všechny zápory se zdá, že je bionafta jedním z nejšetrnějších a z dlouhodobého hlediska nejperspektivnějším alternativním palivem. Na její skutečné rozšíření ve stejné míře dostupnosti, jaká je dnes běžná u nafty minerální, si ovšem budeme muset ještě chvíli počkat…

One Response to “Bionaftový pohon”

  1. Miroslav K. #

    Dobrý den. Připojuji zajímavou studii. Je tomu bohužel zřejmě právě naopak. http://www.osel.cz/7858-dalsi-nedobra-zprava-pro-bionaftu.html

Leave a Reply