VELEUČILIŠTE U RIJECI SPECIJALISTIČKI STRUČNI STUDIJ

CESTOVNOG PROMETA

KOLEGIJ: PROMET I ODRŽIVI RAZVOJ

KORIŠTENJE BIOGORIVA U KOPNENOM PROMETU (OSOBITO U RH) - STANJE I PERSPEKTIVA

SEMINARSKI RAD

SEMINARSKI RAD SU IZRADILI: David Cetina Dubravko Podnar Marko Luštica

Rijeka, studeni, 2010.

KORIŠTENJE BIOGORIVA U KOPNENOM PROMETU (OSOBITO U RH) - STANJE I PERSPEKTIVA

SADRŽAJ:

1. UVOD……………………………………………………………………1

1.1. Predmet istraživanja……………………………………………………2

1.2. Svrha i ciljevi istraživanja.......................................................................2

1.3. Struktura rada..........................................................................................2

1.4. Znanstvene metode..................................................................................2

2. BIOMASA KAO TEMELJ PROIZVODNJE BIOGORIVA..............3

3. BIOGORIVA…………………………………………………………....4

3.1. Prva generacija biogoriva……………………………………………....5

3.1.1. Etanol………………………………………………………………....5

3.1.2. Biodizel…………………………………………………………….....7

3.1.3. Bioplin……………………………………………………………..…7

3.1.4. Biljno ulje……………………………………………………..……...7

3.2. Druga generacija biogoriva………………………………………….....8

3.2.1. Biohidrogen……………………………………………………..……8

3.2.2. BIO – DME…………………………………………………….…….9

3.2.3. Biometanol…………………………………………………….……..9

3.2.4. DMF…………………………………………………………….……9

3.2.5. HTU dizel……………………………………………………….…...10

3.2.6. FISCHER – TROPSCH dizel…………………………………….….10

3.2.7. Mješavine alkohola…………………………………………………..10

3.2.8. Biovodik……………………………………………………………..11

4. UTJECAJ BIOGORIVA…………………………………………...….12

5. BIOGORIVA - NUŽNOST ODRŽIVE MOBILNOSTI U REPUBLICI

HRVATSKOJ……………………………………………………………..13

6. KORIŠTENJE BIOGORIVA U LATINSKOJ AMERICI………….14

7. ZAKLJUČAK…………………………………………………………..16

LITERATURA………………………………………………………..….17

POPIS SLIKA

SAŽETAK RADA

U radu je opisano korištenje biogoriva u kopnenom prometu (cestovnom prometu).

Pojašnjena su uzroci nastajanja bioloških masa iz kojih se proizvode biogoriva, kao i vrste ili

generacije biogoriva s obzirom na izvore materijala proizvodnje. Prednosti i nedostaci svih

vrsta biogoriva. Mogućnosti adekvatne zamjene fosilnih goriva s biogorivima. Te buduća

primjena biogoriva na području RH na emisiji cestovnog prometa.

Ključne riječi: biološka masa, biogoriva, vodik, biodizel, etanol, biohidrogen, DMF,

biometanol, biljno ulje, bioplin, FISCHER – TROPSCH dizel, HTU dizel, BIO – DME.

1

1. UVOD

U ovom seminarskom radu obradili smo temu „Korištenje biogoriva u kopnenom prometu

(osobito u RH) –stanje i perspektiva“. U seminaru smo opisali vrste biogoriva koja se koriste,

ali više kao alternativna goriva i koja su razvijena iz čitavog niza različitih proizvodnih

procesa. Koristi za okoliš od biogenih goriva zajednički je veliki doprinos zaštiti klime i

resursa. Povećani zahtjevi zaštite okoliša i sve veće ekološko opterećenje u urbanim

sredinama početkom dvadesetih godina ponovo aktualiziraju korištenje alternativnih goriva za

pogon osobnih vozila. Vrlo izražena zabrinutost za energetske potencijale na zemlji,

ponajprije za naftu, osnovni energetski izvor za vozila inicirala je brojna istraživanja o

mogućnostima novih oblika energije (električne, alkohol (metanol i etanol), bioplin, prirodni

plin, vodik i dr.). Međutim, s obzirom na brojne neriješene tehničko- tehnološke probleme, ta

se vozila još ne primjenjuju u većoj mjeri, ali s daljnjim razvojem tehnologije ti će se

problemi riješiti. U zadnje vrijeme sve se više priča o biogorivu kao zamjeni za tradicionalna

fosilna goriva i većina političara govori o tome kao o savršenom obnovljivom izvoru energije

kojega može proizvoditi bilo tko i na taj način smanjiti ovisnost o uvozu energenata. Iako

priča oko smanjenja ovisnosti o uvozu energenata stoji, malo detaljnije proučavanje nastanka,

svojstava i načina iskorištavanja biogoriva rezultira zaključkom da su biogoriva izuzetno

opasna za razvoj čovječanstva. Iako je prilično teško naći neku zadovoljavajuću definiciju

biogoriva, u ovom seminarskom radu će biti pokušano određivanje osnovnih svojstava i

karakteristika biogoriva, njegovih pozitivnih strana, ali također i opasnosti koje donosi te

utjecaj koji ima/će imati na ukupno svjetsko gospodarstvo.

Stoga ćemo prvo krenuti od već spomenutog definiranja biogoriva kao novog obnovljivog

izvora energije, da bi zatim preko osnovnih svojstava došli do dvije najčešće vrste biogoriva

(etanol i biodizel), ali i do same podjele biogoriva u dvije generacije. Na samom kraju rada

osvrnut ćemo se na negativne posljedice proizvodnje ovog izvora energije, čiji će temelj biti

istraživanja i mišljenja brojnih svjetskih stručnjaka koji se, ponukani mišljenjem većeg dijela

čovječanstva o biogorivima kao novoj nadi za smanjenje ovisnosti o štetnim i već gotovo

iskorištenim fosilnim gorivima, odupiru sve većoj proizvodnji jer će ona rezultirati još većim

jazom što se tiče razvijenih i nerazvijenih dijelova svijeta.

2

1.1. Predmet istraživanja

Predmet istraživanja ovog seminarskog rada su biogoriva kao i ostala vrsta alternativnih

goriva, pregled njihovih prednosti i štetnosti za okoliš i moguća imlementacija u RH i drugim

članicama EU.

1.2. Svrha i ciljevi istraživanja

Svrha i ciljevi istraživanja ovog seminarskog rada su mogućnosti korištenja biogoriva kao

goriva u automobilima, te njihova adekvatna zamjena za fosilna goriva i smanjenje

onečišćenja okoliša.

1.3. Struktura rada

Rad je podijeljen u 6 međusobno povezanih dijelova.

U prvom dijelu „Uvod” se govori općenito o biogorivima, te njihovoj mogućoj zamjeni za

fosilna goriva.

U drugom dijelu „ Biomasa kao temelj proizvodnje biogoriva” podrazumijeva se biološka

masa iz koje se proizvodi biogorivo, a koja se nalazi na određenom području zemljine

površine.

U trećem dijelu, pod nazivom „Biogoriva”, objašnjava se definicija biogoriva i vrstama

biogoriva.

U četvrtom dijelu pod nazivom „Utjecaj biogoriva” podrazumijeva se prednosti i nedostaci

biogoriva u odnosu na fosilna goriva.

U petom dijelu, „ Biogoriva – Nužnost održive mobilnosti u Republici Hrvatskoj” govori se o

zahtjevima EU, koje RH mora ostvariti, tj. zamjeniti fosilna goriva s biogorivima ili drugim

gorivima iz obnovljivih izvora. U šestom dijelu je napisan zaključak o cjelokupnom seminaru.

1.4. Znanstvene metode

U izradi seminara korištene su sljedeće znanstvene metode: metoda analize, metoda

indukcije i dedukcije te komparacije, odnosno metode prikupljanja informacija i podataka od

domaćih i inozemnih autora i na internetu.

3

2. BIOMASA KAO TEMELJ PROIZVODNJE BIOGORIVA

Ovaj pojam koji je zapravo skraćenica pojma biološka masa, označava količinu materijala

donedavno živućeg podrijetla (biljke, životinje i njihovi produkti) koji se nalazi na određenom

području Zemljine površine. Najviše je poznat iz raznih rasprava o energiji biomase, odnosno

o gorivima koja mogu biti proizvedena posredno ili neposredno iz bioloških izvora. Biomasa

je obnovljiv izvor energije koji se temelji na ugljikovom ciklusu, za razliku od ostalih

prirodnih izvora kao što su nafta, ugljen i nuklearna goriva. Jedno od određenja biomase koje

je prihvaćeno od strane Hrvatskog Sabora je: "Biomasa je biorazgradivi dio proizvoda, otpada

i ostataka proizvedenih u poljoprivredi (uključujući tvari biljnoga i životinjskoga podrijetla), u

šumarstvu i srodnim industrijama, kao i biorazgradivi dio industrijskoga i komunalnoga

otpada". Energija biomase iz drva, ostataka žetve i gnojiva su primarni izvori energije u

razvijenim regijama. U nekim područjima je biomasa i najveći izvor energije kao što je to

slučaj u Brazilu, gdje je zastupljena pretvorba šećerne trske u etanol ili pak u kineskoj

pokrajini Sečuan, gdje se gorivo proizvodi iz gnojiva. Za neka područja u svijetu je tipična

uporaba određenih izvora biomase u proizvodnji goriva, kao što je vidljivo i iz gore navedenih

primjera. U SAD-u su za sada najviše zastupljeni kukuruz, visoka prerijska trava i soja, dok

Europa u proizvodnji biogoriva koristi uljanu repicu, pšenicu i šećernu repu. U jugoistočnoj

Aziji prednost ima palmino ulje, a u Kini sirak i manioka. Provode se razna istraživanja u

svrhu unaprjeđenja proizvodnje energije biomase, ali ekonomski rival nafta usporava ta

nastojanja i zadržava ih na ranom stadiju razvitka.

4

3. BIOGORIVA

Pošto smo odredili biomase kao izvor za proizvodnju biogoriva, sljedeći korak bio bi

određivanje biogoriva kao takvih. Najjednostavnija definicija biogoriva mogla bi glasiti:

„Biogoriva su tekuća ili plinska goriva za potrebe prijevoza, proizvedena iz biomase“.

Biogoriva mogu biti proizvedena neposredno iz biljaka ili posredno iz industrijskog,

komercijalnog, domaćeg i poljoprivrednog otpada. Postoje tri osnovne metode proizvodnje

biogoriva. Prva se temelji na spaljivanju suhog organskog otpada (kućanskog otpada,

industrijskog i poljoprivrednog otpada, slame, drva i treseta). Zatim je tu fermentacija mokrog

otpada (gnojiva životinjskog podrijetla) bez prisutnosti kisika kako bi se proizvelo biogorivo

sa čak 60% metana te fermentacija šećerne trske ili kukuruza kako bi se proizveo alkohol i

esteri. Konačno tu je i energija koja je dobivena šumarstvom, odnosno uzgojem brzo rastućeg

drveća za proizvodnju goriva. Međutim, svakako je najpoznatije fermentacija, čiji su produkti

dvije najpoznatije vrste biogoriva: alkohol i esteri. Oni bi teoretski mogli zamijeniti fosilna

goriva, ali budući da bi bila potrebna prilagođavanja strojeva, najčešće se koriste u mješavini

s fosilnim gorivima.

Biogoriva imaju potencijal usmjeren smanjivanju produkcije ugljičnog dioksida CO2. To

se prvenstveno temelji na činjenici da biljke, iz kojih se proizvode biogoriva, apsorbiraju CO2

prilikom svog rasta, koji se pak oslobađa prilikom sagorijevanja biogoriva. Međutim, budući

da je energija potrebna za rast i uzgoj biljaka te njihovu pretvorbu u biogoriva i zatim

distribuciju, posve je jasno kako se oslobađa dodatna količina ugljičnog dioksida. Emisije

ugljičnog dioksida koji se oslobađa prilikom proizvodnje i distribucije biogoriva se mogu

izračunati pomoću tehnike nazvane "Life Cycle Analysis (LCA)" koja se temelji na praćenju i

izračunavanju emisije CO2 od početka rasta biljke, odnosno stavljanja sjemenke u zemlju pa

do ispuštanja plina tijekom izgaranja u motoru automobila. Urađene su različite studije za

različita biogoriva, čiji su rezultati također bili različito diferencirani. Većina LCA studija

pokazalo je kako biogoriva u usporedbi sa fosilnim gorivima stvaraju znatno manje količine

štetnih stakleničkih plinova te bi njihova uporaba, odnosno zamjena fosilnih goriva značila

značajnu redukciju efekta staklenika.

5

Postoje različite vrste biogoriva koje se dijele na prvu i drugu generaciju ovisno o izvoru

materijala za proizvodnju, troškova proizvodnje, cijeni i emisiji CO2.

Prva generacija biogoriva se temelji na proizvodnji iz:

- šećera,

- škroba,

- biljnih ulja ili životinjskih masti,

dok se za proizvodnju druge generacije koriste:

- poljoprivredni i

- šumski otpad.

3.1. Prva generacija biogoriva

Već je spomenuto kako prva generacija biogoriva nastaje iz različitih biljnih i životinjskih

tvari. Najpoznatije vrste prve generacije biogoriva su etanol, biodizel i bioplin.

3.1.1. Etanol

Etilni alkohol ili etanol, C2H5OH, je prozirna, bezbojna tekućina, specifičnog okusa i

karakterističnog ugodnog mirisa. Najčešće se nalazi u alkoholnim pićima kao što je pivo, vino

i konjak. Zbog niske temperature ledišta korišten je kao tekućina u termometrima na

temperaturi ispod -40 °C (-40 °F), te kao antifriz u automobilima.

Etanol je najčešće koncentriran destilacijom razrijeđene otopine. Etanol koji se koristi u

komercijalne svrhe sadrži 95% etanola i 5% vode. Ovaj ostatak vode se može oduzeti pomoću

određenog enzima te na taj način nastaje apsolutni etanol. Temperatura na kojoj se etanol

počinje topiti je -114.1 °C (-173.4 °F), temperatura vrelišta iznosi 78.5 °C (173.3 °F).

Najstariji način proizvodnje etanola jest fermentacija šećera. Sva alkoholna pića i više od

polovice industrijskog etanola još se uvijek dobiva na isti način. Škrob koji se nalazi u

krumpiru, kukuruzu i ostale žitarice uz pomoć enzima kvasca i drugih enzima pretvara se u

etanol i ugljični dioksid.

C6H12O6→ 2C2H5OH + 2CO2

Ova formula je zapravo jednostavan prikaz procesa u kome se stvara još mnoštvo drugih

produkata. Tekućina dobivena na ovaj način, koja sadrži 7 do 12% etanola biva nizom

6

destilacija pretvorena u 95%-tni etanol. Velike količine etanola koji nije namijenjen

proizvodnji pića dobiva se sintetički iz acetaldehida koji se dobiva iz acetilena ili pak iz

etilena koji se dobiva iz nafte. Etanol može biti oksidiran prvo u acetaldehid, a zatim u octenu

kiselinu. Ukoliko se podvrgne dehidraciji, nastaje eter. Ostali proizvodi koji se dobivaju iz

etanola su butadien iz kojeg se izrađuje sintetička guma, zatim etilni klorid (lokalni anestetik)

i mnogi drugi organski spojevi. Pomiješan s benzinom etanol daje spoj gasohol koji se koristi

kao automobilsko gorivo. Također se može miješati s vodom i mnogim organskim otopinama

u svim omjerima. Odlično je otapalo različitih tvari i koristi se u proizvodnji parfema, lakova,

celuloida i eksploziva. Alkoholne otopine neisparivih tvari nazivaju se tinkturama. U slučaju

kada podliježe isparavanju, otopina se naziva špirit.

Većina industrijskog etanola je denaturirana kako bi se izbjegla njegova upotreba kao

alkohola. Taj proces uključuje miješanje etanola s otrovnim ili neugodnim tvarima koje čine

etanol nemogućim za ispijanje.

Slika 1.: Razna biogoriva na crpkama

7

3.1.2. Biodizel

Biodizel je prvi od alternativnih goriva koje je postalo poznato široj publici te je najraširenije

biogorivo u Europi. Proizvodi se iz ulja ili masti procesom transesterifikacije te je u ustroju

slično mineralnom dizelu. Ulja se miješaju sa natrijevim hidroksidom i metanolom ili

etanolom, a kao produkti te kemijske reakcije nastaju biodizel i glicerol. Na deset dijelova

biodizela nastane jedan dio glicerola. Biodizel može biti korišten u svakom dizelovom motoru

kada se pomiješa s mineralnim dizelom. U nekim zemljama proizvođači daju garanciju na

motor ukoliko se upotrebljava i sam biodizel bez dodataka iako, npr. Volkswagen savjetuje

svojim vozačima da se posavjetuju sa Volkswagenovim odjelom za zaštitu okoliša prije same

upotrebe. Glavna prednost uporabe biodizela kao transportnog goriva činjenica je da može u

usporedbi s fosilnim dizelom smanjiti neto emisije stakleničkih plinova. Uporaba 100%

biodizela (što nije česta) bi emisije CO2 smanjila za 50-60%, a 5%-na mješavina bi emisije

CO2 smanjila za 2-2,5%.

3.1.3. Bioplin

Bioplin je plinovito gorivo koji se dobiva anaerobnom razgradnjom ili fermentacijom

organskih tvari, uključujući gnojivo, kanalizacijski mulj, komunalni otpad ili bilo koji drugi

biorazgradivi otpad. Sastoji se uglavnom od metana i ugljikovog dioksida. U budućnosti bi

mogao biti važan izvor energije (energetika).

Bioplin tj. smjesa plinova u kojoj je većina metana može se dobiti od svake biomase. Biomasa

je sva organska tvar nastala rastom bilja i životinja. Od svih obnovljivih izvora energije,

najveći se doprinos u bližoj budućnosti očekuje od biomase. Svake godine na zemlji nastaje

oko 2.000 milijardi tona suhe biomase. Za hranu se od toga koristi oko 1,2%, za papir 1%, i za

gorivo 1%. Ostatak, oko 96% trune ili povećava zalihe obnovljivih izvora energije.

3.1.4. Biljno ulje

Jestivo biljno ulje se uglavnom ne koristi kao gorivo, ali manje kvalitetno ulje se može

koristiti za tu svrhu. Kako bi se osiguralo da ubrizgavač pravilno raspršuje gorivo za njegovo

efikasno izgaranje, biljno ulje mora biti zagrijano da bi se smanjila viskoznost. Taj postupak

je lakši u podnebljima sa toplijom klimom. Velike korporacije kao što su MAN B & W

8

Diesel, Wartsila i Deutz imaju ponudu motora koji su kompatibilni sa biljnim uljem, bez

potrebe dodatnih modifikacija. Biljno ulje također mogu koristiti starije izvedbe dizel motora,

koji ne koriste uobičajen način ubrizgavanja goriva ili ubrizgavanje goriva pomoću

elektronskog sustava. Zbog adekvatnog dizajna komore za izgaranje koja omogućuje

indirektno ubrizgavanje goriva, ovakvi motori su najpogodniji za pogon na biljno ulje. Ovaj

sistem omogućava relativno veće molekule ulja, dakle više vremena za izgaranje.

3.2. Druga generacija biogoriva

Druga generacija biogoriva dobivena je preradom poljoprivrednog i šumskog otpada. Za

razliku od prve generacije, biogoriva ove generacije znatno bi mogla reducirati emisiju CO2,

a uz to ne koriste izvore hrane kao temelj proizvodnje i neke vrste osiguravaju bolji rad

motora. Biogoriva druge generacije koja su trenutačno u proizvodnji su: biohidrogen, BIO –

DME, biometanol, DMF, HTU dizel, Fischer – Tropsch dizel, mješavine alkohola i biovodik.

3.2.1. Biohidrogen

Ova vrsta biogoriva mogla bi biti najzastupljenija u budućnosti, budući da je obnovljiva,

ne uzrokuje emisiju stakleničkih plinova pri sagorijevanju, već oslobađa energiju te se lako

pretvara u električnu energiju pomoću ćelija za gorivo. Kod proizvodnje biohidrogena uz

pomoć fotosintetičkih mikroorganizama, potreban je jednostavan solarni reaktor, kao prozirna

zatvorena kutija i neznatni energijski izvor. Elektrokemijska proizvodnja biohidrogena

pomoću solarne baterije zahtijeva, međutim, jake energetske izvore. Postoje različiti procesi

proizvodnje biohidrogena. Neke od njih su: biofotoliza vode pomoću mikroalgi ili

cijanobakterija, proizvodnja biohidrogena uz pomoć određenih enzima (hidrogenaza,

nitrogenaza), proizvodnja pomoću fotosintetskih bakterija, kombinacija fotosintetskih i

anaerobnih bakterija kod proizvodnje. Sama proizvodnja biohidrogena je najzahtjevnija s

obzirom na okoliš. Budućnost ovog procesa ovisi ne samo o poboljšanjima na temelju

istraživanja, već i o ekonomskim zahtjevima, društvenoj prilagodljivosti i razvitku

hidrogenskog energijskog sustava.

9

3.2.2. BIO – DME

Bio – DME ili biodimetileter je jako sličan biometanolu o kojem će biti riječ kasnije.

Može se proizvesti neposredno iz sintetičkog plina, koji je još uvijek u razvitku. Međutim, u

kemijskoj industriji, DME se proizvodi iz čistog metanola procesom katalitičke dehidracije,

kojom se kemijski razdvaja voda od metanola. Ovakav metanol može se proizvesti iz ugljena,

prirodnog plina ili biomase. Često se produkcija metanola i DME obuhvaća jednim procesom.

Tek nedavno se na DME počelo gledati kao na mogući izvor goriva. U prošlosti je bio

korišten kao zamjena kloroflourkarbonu u sprejevima. Međutim, zbog svoje niske

temperature sagorijevanja i visokog oktanskog broja pogodan je kao gorivo u dizelskim

motorima. Iako ne potiče koroziju metala (kao bioetanol i biometanol), DME utječe na

određene vrste plastike i gume nakon određenog vremena. Na sobnoj temperaturi je u

plinovitom stanju, dok u tekuće prelazi ukoliko je tlak iznad 5 bara ili na temperaturi nižoj od

-25 °C.

3.2.3. Biometanol

Ova vrsta goriva druge generacije može također biti proizvedena iz sintetičkog plina, koji

se dobiva iz biomase. Može se koristiti kao zamjena nafte u paljenju motora na iskru zbog

visokog oktanskog broja. Baš kao i kod bioetanola, kod upotrebe ovog goriva trebali bi u

obzir uzeti niski tlak isparavanja, nisku energiju gustoće i nekompatibilnost s materijalima u

motoru. 10 – 20% biometanola pomiješanog s naftom može se koristiti u motorima bez

potrebe za njihovom modifikacijom. Budući da biometanol gori nevidljivim plamenom i

znatno je otrovan, treba prilikom uporabe poduzeti stroge mjere opreza.

3.2.4. DMF

DMF ili dimetilformamid je organski spoj čija kemijska formula glasi (CH3)2NC(O)H.

Ova bezbojna tekućina se može miješati s vodom i većinom organskih spojeva. Također se

često koristi kao otopina u kemijskim reakcijama. Dobiva se procesom reakcije dimetil amina

i ugljičnog monoksida pri niskom tlaku i temperaturi. Svoju upotrebu, osim kao gorivo,

pronalazi u farmaciji, proizvodnji pesticida, sintetičkih vlakana i sličnih materijala. Smatra se

kako DMF uzrokuje rak u ljudi te također neke mane prilikom rođenja.

10

3.2.5. HTU dizel

HydroThermalUpgrading (HTU) je tehnologija pretvorbe biogoriva iz izvora kao što je

mokra biomasa životinjskog podrijetla. Na temperaturi od 300 - 350 °C i visokom tlaku

biomasa se pretvara u organsku tekućinu koja sadržava mješavinu ugljikovodika. Nakon

procesa katalitičke hidrodeoksigenacije (HDO) može se proizvesti tekuće biogorivo, slično

fosilnim gorivima. Za sada se ova tehnologija koristi samo u Nizozemskoj, gdje se i nalazi

pokusni HTU pogon.

3.2.6. FISCHER – TROPSCH dizel

Fischer – Tropsch proces je katalitička kemijska reakcija prilikom koje se ugljikov

monoksid i vodik pretvaraju u tekući ugljikovodik različitih oblika. Pri tome se koriste tipični

katalizatori kao željezo ili kobalt. Formula je: (2n+1)H2 + nCO → CnH(2n+2) + nH2O.

Osnovni cilj ovog procesa je produkcija sintetičke zamjene nafti, prvenstveno od ugljena ili

prirodnog plina, a da bi se upotrijebila kao sintetičko ulje za podmazivanje ili sintetičko

gorivo.

3.2.7. Mješavine alkohola

Sintetički plin, mješavina ugljikovog monoksida i vodika, može se proizvesti iz biomase

kroz niz termalnih procesa, kao isparavanje. Katalitičkim reakcija se može pretvoriti u goriva,

kao etanol i kemikalije velike vrijednosti, kao propanol i butanol. Trenutačni katalizatori za

sintezu "mješanih alkohola" su proizvedeni za sintetički plin dobiven iz ugljena ili pare

metana. Međutim, oni nisu baš najbolje rješenje te se pokušavaju proizvesti poboljšani

katalizatori koji bi usavršili proizvodnju ove vrste biogoriva.

11

3.2.8. Biovodik

Ideja o uporabi vodika kao goriva rođena je davno. Vodik se smatra jednim od

najozbiljnijih kandidata za gorivo budućnosti. On se već nekoliko desetljeća koristi kao

gorivo u svemirskom programu. Prednosti vodika su očite: može se pretvoriti u korisne oblike

energije na nekoliko načina s visokom učinkovitošću i bez ikakvih štetnih posljedica za

okoliš. Vodik je obnovljivo gorivo-može se proizvesti iz vode, ali uz utošak energije veći

nego što se može povratiti natrag. Kada se vodik kombinira s obnovljenim izvorima energije,

rezultat je trajan i ekološki prihvatljiv energetski sustav.

Cestovni promet sudjeluje sa 70% antropogene smjese u obliku ispušnih plinova. Pri tome

fosilna goriva sudjeluju sa 88%, nuklearna energija s 5% i vodik sa 7% u proizvodnji

primarne energije. Dobivanje vodika ima veliko ekološko ekonomsko značenje. Fosilnih

goriva koja se danas najviše koriste ima u malim zalihama, dok se nasuprot tome vodik nalazi

u vodi i rezerve za potrebe suvremene industrije su neiscrpne. Vodik se može proizvoditi

raznim postupcima iz vode u neograničenim količinama, čak i upotrebom alternativnih izvora

energije, kao što su solarna energija, energija vjetra, plima, oseka, iz morskih valova,

kemijskim reakcijama termolize i hidrolize ugljikovodika (derivati nafte i zemnog plina) i

slično. Vodik se čuva, skladišti i prevozi u plinovitom i tekućem stanju ili u obliku metalnih

hibrida. To je plin bez boje, okusa i mirisa, te je najlakša tvar poznata čovjeku. Tako 1 litra

vodika u normalnim uvjetima ima masu 0,08988 g. Kritična mu je temperatura 33,1 K, a

kritični tlak 12,8 bara. Vodik tvori eksplozivne smjese („praskavi plin“) negdje od oko 5-80%

udjela u smjesi sa zrakom.

Upotreba vodika kao pogonskog vozila cestovnih vozila provodi se izravno primjenom

duboko ohlađenog vodika, deapsorpcijom vodika iz metala hibrida te posredno upotrebom

vodika u obogaćenim derivatima nafte i sintetičkim gorivima (metanol, amonijak, hidrazin).

Upotreba vodika kao pogonskog goriva ima još dosta neriješenih ekonomskih i tehnoloških

pitanja. Ako se uzmu u obzir ekološke prednosti, prevladat će se i ti nedostaci. Benzinski

motor vrlo lako se prerađuje na pogon s vodikom, dok je kod diesela to problem.

U motoru na vodikov pogon, vodik isparava u elektronski reguliranom isparivaču odakle

se točno određena količina dovodi u usisnu granu gdje se miješa sa zrakom te smjesa ulazi u

12

cilindre na sagorijevanje. Prema drugom tehničkom rješenju, ispareni vodik ubrizgava se

izravno preko usisne grane u cilindre, gdje se miješa s već usisanom odgovarajućom

količinom zraka. Vodikov pogon omogućava lakši start hladnog motora. Ako se vodik sa

zrakom miješa u usisnoj grani, postoji opasnost povratka plamena i prijevremenog paljenja.

Drugi ozbiljniji problem vodikovog pogona cestovnih motornih vozila su spremnici pod

tlakom, Dewarove posude s tekućim vodikom i spremnici s metal hidridima. Spremnik na

automobilu sa sadržajem plinovitog vodika s radijusom kretanja 500 km, mora biti pod

tlakom od približno 500 bara. Za takve uvjete čuvanja vodika na vozilu samo bi spremnik

morao imati masu više od 2000 kg. Gorenjem u motorima cestovnih motornih vozila vodik

emitira od štetnih tvari jedino NOx (dušikovi oksidi).

4. UTJECAJ BIOGORIVA

Biogoriva kao zamjena fosilnih goriva svakako nose sa sobom pozitivnu notu što se tiče

utjecaja na okoliš jer za razliku od fosilnih goriva, koja malo po malo bivaju iskorištena, ona

znatno reduciraju negativne posljedice koje nastaju upotrebom fosilnih goriva. No ukoliko

uzmemo u obzir izvor za proizvodnju biogoriva, moramo se zapitati, jesu li ona zaista dobro

rješenje za sveopće pučanstvo svijeta. Naime, proizvodnja biogoriva je zapravo direktna

pretvorba hrane u naftu, pa bi dodatna potražnja za nekim vrstama hrane mogla dići cijenu te

hrane i tako izravno povećati rasprostranjenost gladi u svijetu jer veća cijena znači i manju

dostupnost te hrane siromašnijim državama. Jean Ziegler, UN-ov specijalni izvjestitelj iz

programa "Pravo na hranu" (Right to Food), izjavio je 2007 da će proizvodnja biogoriva

povećati glad u svijetu, a svoju je izjavu potkrijepio činjenicom da je proizvodnja biogoriva

pripomogla dizanju cijena nekih vrsta hrane na rekordne razine.

Također je rekao da smatra legitimnim pravom država da proizvode biogoriva, ali smatra

da "efekt pretvorbe stotina i stotina tisuća tona kukuruza, pšenice, grahorica i palminog ulja u

gorivo je apsolutna katastrofa za gladne ljude". Dodao je i da se cijena pšenice na svjetskoj

razini udvostručila u zadnjih godinu dana, a cijena kukuruza se u istom periodu čak

učetverostručila i time su siromašne države u Africi došle u situaciju da si više ne mogu

priuštiti uvoz hrane. Na kraju je zaključio da je proizvodnja biogoriva zapravo zločin protiv

čovječnosti. Utjecaj proizvodnje biogoriva na cijenu hrane možda je najbolje vidljiv u SAD-u.

13

U SAD-u se poljoprivrednici sve više posvećuju proizvodnji kukuruza koji se kasnije pretvara

u etanol, a povećana proizvodnja kukuruza znači smanjenju proizvodnju ostale hrane i dizanje

cijene te hrane. Uz smanjenje proizvodnje ostalih žitarica usporedno se događa i nadmetanje

proizvođača etanola i proizvođača mesa za kukuruz, pa se povećava i cijena kukuruza kojeg

se zbog dobiti proizvodi sve više, a samim tim će se u budućnosti povećati cijena mesa.

Biogoriva se trenutno najviše proizvode od šećerne trske, kukuruza, soje i uljane repice, a

istovremeno trenutno u svijetu postoji oko 850 milijuna ljudi koji nemaju dovoljno hrane. Kad

se uzme u obzir trenutni trend pretvaranja hrane u gorivo u bogatim državama, lakše je

shvatiti izjavu koju je jednom dao Jean Ziegler: „Svako dijete koje umre od gladi u današnjem

svijetu zapravo je ubijeno dijete (2006)“ (Every child who dies of hunger in today's world has

been murdered - 2006).

5. BIOGORIVA - NUŽNOST ODRŽIVE MOBILNOSTI U REPUBLICI

HRVATSKOJ

Cjelokupna svjetska ekonomija danas počiva na nafti. Međutim, njezine su zalihe

ograničene, cijena joj stalno raste i usko je povezana sa svjetskim krizama, a sigurnost

opskrbe postaje jednim od primarnih problema. Izgaranjem fosilnih goriva povećava se

koncentracija stakleničkih plinova u atmosferi. Biogoriva usprkos nekih nedostataka imaju

značajne prednosti. Ona spadaju u obnovljive izvore energije, njihovom se primjenom

smanjuju emisije stakleničkih plinova i mogu se proizvoditi u Hrvatskoj. Cilj je istražiti

utjecaj primjene različitih vrsta biogoriva u različitim mješavinama s fosilnim gorivima na rad

motora s unutarnjim izgaranjem. Dosadašnja istraživanja pokazuju da sva biogoriva nisu

podjednako pogodna za rad motora. Smatramo da se gledano u cjelini mogu postići

performanse i trajnost motora, te ekonomičnost i pouzdanost pogona vozila usporedivi s

fosilnim gorivima. U tom bi se pogledu razmatrale različite mješavine biogoriva i fosilnih

goriva. Promatrala bi se i promjena emisija štetnih produkata izgaranja te emisija stakleničkih

plinova. Istraživale bi se mogućnosti primjene novih procesa izgaranja u motoru pri pogonu

biogorivima. Izvršila bi se analiza utjecaja različitih scenarija buduće primjene biogoriva u

RH na emisije cestovnog prometa. Kao rezultat se očekuju rješenja nekih tehničkih problema

koji danas čine prepreku široj upotrebi biogoriva u prometu. Isto tako dati će se odgovor na

pitanja kakvi će biti ekološki učinci u pogledu emisija motora cestovnih vozila u RH kod

14

primjene biogoriva. Izraditi će se simulacijski modeli novih procesa izgaranja u motoru kod

primjene biogoriva. Istraživanja će se provesti ispitivanjem motora u laboratorijskim i u

realnim uvjetima, te simulacijama procesa izgaranja u motoru. Hrvatska u okviru usklađivanja

svog zakonodavstva s pravnom stečevinom Europske unije mora implementirati direktivu

2003/30/EZ. Njom se propisuje da do kraja 2010. g. treba 5.75% fosilnih goriva u prometu

zamijeniti biogorivima ili drugim gorivima iz obnovljivih izvora. Prema planovima EU i

prognozama svjetskih institucija ovaj će udio u bližoj budućnosti biti znatno veći. Ovi se

ciljevi ne mogu dostići budu li se biogoriva primjenjivala samo kao aditiv fosilnima. Potrebno

je istražiti probleme kod primjene biogoriva i razbiti nepovjerenje javnosti. To bi bio doprinos

poticanju proizvodnje biogoriva u Hrvatskoj, što bi smanjilo nezaposlenost, a i ovisnost o

uvoznim energentima. U Hrvatskoj nema dovoljno proizvedenog biogoriva, za sada niti jedan

posto u ukupnoj količini goriva na tržištu. Biogorivo za sada proizvode tek dva pogona, u

Ozlju i Virovitici, a u planiranima je proizvodnja upitna zbog manjka sirovine. Ona u

dovoljnim količinama ne stiže niti iz uvoza, jer se u svijetu vodi »bitka« između proizvodnje

hrane i goriva. Ako se na međunarodnoj razini prihvate ciljevi smanjenja emisija CO2 i

drugih stakleničkih plinova za 50 posto do 2050. godine, što nije uspjelo u prosincu 2009.

godine u Kopenhagenu, onda su temeljna pitanja razvoja energetskog sektora: kako to

ostvariti, u kojoj dinamici i uz koju cijenu. Za Hrvatsku je dodatno pitanje - može li

sudjelovati u razvoju novih tehnologija ili će koristiti uvezene tehnologije.

6. KORIŠTENJE BIOGORIVA U LATINSKOJ AMERICI

„Procvat“ biogoriva u Latinskoj Americi koristi velikim korporacijama, a ne mjesnom

stanovništvu koje se pretvara u robove, upozoravaju „zeleni“ uoči glasovanja o planovima za

povećanje korištenja biogoriva u EU. Friends of the Earth, koji okuplja više od 5.000

organizacija za zaštitu okoliša u svijetu, upozorava u izvješću "Poticanje uništenja u Latinskoj

Americi" da zemlje Latinske Amerike "povećavaju proizvodnju kultura za biogoriva

alarmantnom brzinom" ne bi li zaradile na rastućoj potražnji. "Povećanje površina pod

kulturama za proizvodnju biogoriva znači povećano uništavanje šuma, veći broj sukoba oko

zemlje, protjerivanje ruralnog stanovništva, loše uvjete rada i zagađenje okoliš", navodi se u

izvješću. Izvješće osobito izdvaja Brazil, optužujući ga da ne čini dovoljno kako bi

proizvodnja biogoriva bila održiva te da brazilska industrija prisiljava 500.000 rezača trske na

rad u gotovo robovskim uvjetima. Napominje da četiri od deset najvećih kompanija za

15

proizvodnju etanola u Brazilu imaju strane ulagače, te da europske kompanije poput BASF-a i

Syngente profitiraju od prodaje pesticida brazilskim uzgajivačima šećerne trske. Američke i

europske biotehnološke kompanije također genetski modificiraju šećernu trsku. U

proizvodnju biogoriva uključile su se i zemlje Središnje Amerike poput Salvadora, Kostarike i

Gvatemale, ali u manjem opsegu i proizvodnja je uglavnom namijenjena domaćem tržištu.

Ipak, u Salvadoru je "30.000 djece sudjelovalo u žetvi šećerne trske", a proizvodnja u

Gvatemali prijeti zalihama vode. Brazil također koristi zemlje Središnje Amerike da bi

izbjegao plaćanje poreza na izvoz u SAD. "Više biogoriva znači da će korporacije, financijski

spekulatori i veliki zemljoposjednici ostvariti goleme profite na uštrb ljudi i okoliša", rekao je

voditelj kampanje Paul de Clerck. Kritičari proizvodnje etanola iz poljoprivrednih kultura

smatraju da je to štetno za okoliš te da se time smanjuje proizvodnja hrane u vrijeme

rekordnih cijena na svjetskom tržištu. Biogoriva bi u EU do 2020. trebala činiti 10 posto

ukupne potrošnje goriva. SAD je najveći svjetski proizvođač biogoriva, koje proizvodi iz

kukuruza. Brazil je na drugom mjestu (etanol iz šećerne trske) i najveći izvoznik.

16

7. ZAKLJUČAK

Na temu koju smo obradili možemo zaključiti, kako biogoriva nisu savršenstvo čiju

upotrebu treba čim prije omogućiti, već treba sagledati i negativne strane koje ono sa sobom

donosi. Naravno da u usporedbi s fosilnim gorivima, kojih ima sve manje i čije zalihe se bliže

kraju, ona se čine kao primjereno rješenje.

Iz mišljenja različitih stručnjaka i provedenih istraživanja lako je zaključiti kako, unatoč

brojnim prednosti biogoriva, ona ne smiju biti uzimana zdravo za gotovo, već se treba

posvetiti drugim stranama, kao što je usavršavanje procesa proizvodnje biogoriva i uklanjanja

njihovih štetnih posljedica.

Znanstvenici se desetljećima bore kako bi donekle smanjili štetan utjecaj fosilnih goriva

pa kako će se onda suočiti s ovom novom vrstom goriva koje je tek u razvoju i zapravo tek

treba odrediti sve posljedice koje može imati njihova upotreba.

Što se svjetskog gospodarstva, a pogotovo siromašnih država tiče, tako i RH, mora se naći

neko rješenje koje bi omogućilo da ako ne poboljšaju svoj položaj, barem ne potonu u još

veću bijedu i siromaštvo. Jer to i donosi proizvodnja biogoriva, čiji temelj su organske tvari, a

prvenstveno hrana u smislu žitarica, koje čine najveći udio u proizvodnji. Zbog već

spomenutog porasta cijena hrane, pitanje je vremena kada će siromašno pučanstvo u

nerazvijenim predjelima u potpunosti izumrijeti kao posljedica sve većeg porasta troškova

osnovnih namirnica. Stoga se, barem za sada moramo složiti s već spomenutom izjavom kako

je svako dijete koje umre od gladi u današnjem svijetu zapravo ubijeno dijete, a čemu će, po

svemu sudeći, proizvodnja biogoriva još više pridonijeti.

17

LITERATURA

1. Prof.dr.sc. Jasna Golubović: „Promet i okoliš”, Fakultet prometnih znanosti, Zagreb, 1999.

2. Potočnik, V., Lay, V.: „Obnovljivi izvori energije i zaštita okoliša u Hrvatskoj”,

Ministarstvo zaštite okoliša i prostornog uređenja Republike Hrvatske, Zagreb, 2002.

3. http://hr.wikipedia.org/wiki/Biogoriva

4. http://zprojekti.mzos.hr/public/c-prikaz_

5. http://www.izvorienergije.com/biogoriva

6. http://www.zamirzine.net/spip.php

7. http://www.eihp.hr/hrvatski/projekti/clanci/vizija_2050.html

8. www.poljoprivreda.ba/index.php/

18

POPIS SLIKA

Redni

br.

Naziv slike Broj

stranice

1. Razna biogoriva na crpkama 6