Bionafta a emise skleníkových plynů

Některé informace v médích o vlivu motorových biopaliv na životní prostředí jsou přinejmenším velmi nepřesné. Například se stále opakuje tvrzení, že emise skleníkových plynů při výrobě a využití bionafty jsou vyšší než u klasické nafty. Konkrétní propočet pro MEŘO, hlavní biopalivo používané v České republice i v Evropské unii, to ale vyvrací.

Směrnice Evropského parlamentu a Evropské rady č. 2009/28/ES stanovuje zpřísněné podmínky pro výrobu a užití biopaliv z hlediska ochrany životního prostředí. Jedním z důležitých kritérií je množství emisí skleníkových plynů, především oxidu uhličitého.

Základní faktory

Teoretická bilance oxidu uhličitého při výrobě a použití biopaliv je nulová. To znamená, že  oxid uhličitý, který vzniká spálením biopaliva a odchází do  atmosféry, se plně využije při fotosyntéze nové biomasy, ze které bylo biopalivo vyrobeno. Ve skutečnosti se však při výrobě biopaliva spotřebuje, kromě sluneční energie, i fosilní energie a různé produkty, které jsou doplňkovým zdrojem oxidu uhličitého a dalších skleníkových plynů. Bilance skleníkových plynů je tedy pozitivní a množství těchto emisí se porovnává s emisemi při výrobě a použití fosilních paliv.

Emise skleníkových plynů se zpravidla vyjadřují v g CO₂eq/MJ nebo v kg CO₂eq/t . CO₂eq je suma množství jednotlivých skleníkových plynů, vynásobená stanoveným koeficientem: pro oxid uhličitý = 1, pro oxid dusný = 296, pro metan = 23.

Do emisí skleníkových plynů se zahrnují veškeré emise vzniklé při pěstování biomasy, nebo při dobývání fosilní suroviny, emise vzniklé při zpracování suroviny na palivo, při dopravě a emise produkované při spalování paliva, tj. celý životní cyklus paliva.

V případě  bionafty se emise propočítávají pro tyto fáze výroby a spotřeby: 1. pěstování řepky, 2. výroba oleje, 3. výroba MEŘO, 4. přeprava a distribuce.

Výše emise skleníkových plynů je specifická pro každý konkrétní případ výroby a závisí na způsobu pěstování řepky, výnosech a ošetření semen, technologii a kapacitě zpracování semen na olej a jeho přeměnu  na  MEŘO, na využití vedlejších produktů (sláma, šroty, tukové látky, glycerin) a na dopravních vzdálenostech.

Konkrétní propočty

Propočet emisí skleníkových plynů bionafty (MEŘO) jsme provedli pro konkrétní výrobní jednotku v ČR o kapacitě 100 kt/rok MEŘO a 10 kt/rok surového glycerinu, Zahrnuje emise během celého životního cyklu biopaliva. tj od pěstování suroviny až po výdejní stojan (Well-to-Wheel), s použitím alokačního principu podle energetického obsahu (rozdělení emisí na všechny produkované využitelné výrobky).

Celkové emise jsou vypočteny podle metodiky, uvedené ve směrnice EU 2009/28/ES, podle vzorce, platného pro podmínky v ČR: E =  ecc + ep + etd + eu, kde: ecc jsou emise z pěstování řepky, ep jsou emise ze zpracování, etd jsou emise z přepravy a distribuce, eu jsou emise z použití (spalování). Pro jednotlivé proměnné platí tyto parametry:

1. Emise z pěstování řepky (ecc) zahrnují emise z výroby použitých hnojiv, osiva, chemikálií na ošetření porostů, ze spotřebovaných pohonných hmot, ze sušení a skladování semen. Je použit údaj uvedený ve směrnici EU ve výši 29 g CO₂eq/MJ.

2. Emise ze zpracování (ep) zahrnují emise z výroby elektřiny, páry a chemikálií, spotřebované  při výrobě řepkového oleje z řepkových semen a jsou propočteny pro konkrétní výrobní jednotku realizovanou v ČR s kapacitou 400 kt/rok semen, používající technologii předlis - extrakce, rafinaci oleje metodou superodslizení a alkalickou neutralizaci. Dále zahrnují emise z výroby MEŘO, které jsou propočteny pro výrobní jednotku realizovanou v ČR  s kapacitou 100 kt/rok s kontinuální technologií přeesterifikace řepkového oleje bezvodým metanolem, katalyzovanou metanolátem sodným a produkující jako vedlejší produkt 80 % glycerin.

3. Emise z přepravy a distribuce (etd) jsou převzaty ze směrnice EU ve výši 1 g CO₂eq/MJ.

4. Emise z použití MEŘO jako motorového paliva (ep) jsou nulové, jako u všech biopaliv.

V tabulce jsou uvedeny emise skleníkových plynů propočtené pro jednotlivé fáze výroby a distribuce MEŘO:

Tab. 1 – Celkové emise skleníkových plynů  při výrobě a distribuci MEŘO u konkrétní výrobní jednotky  v ČR                      

MEŘO škodí méně

V porovnání s motorovou naftou, při jejíž výrobě a použití jsou emise skleníkových plynů  83,6 g CO₂eq/MJ, jsou celkové emise MEŘO 45,4 g CO₂eq/MJ  a úspory emisí skleníkových plynů z výroby a užití MEŘO činí 38,2 g CO₂eq /MJ, což je 45,7 %. Tyto úspory jsou vyhovující a vyšší než  kritérium udržitelnosti  stanovené pro členské státy EU do roku 2017, které jsou stanoveny ve výši minimální 35 %.

Nejvyšší podíl na emisích MEŘO má pěstování řepky (64 %), výroba MEŘO se podílí pouze 22 %. To znamená, že při pěstování a použití řepky pro výrobu biopaliva jsou emise oproti pěstování a použití řepky pro účely potravinářské vyšší jen o těchto 22 %.

Použitá metodika navíc nepočítá s využitím řepkové slámy asi 5,4 t/ha, která se v současné době zaorává a pozitivně působí na zlepšení kvality půdy vnesením minerálních prvků, tvorbou humusu a zlepšením její struktury. Řepkovou slámu lze perspektivně použít i jako ekologické energetické palivo. V tom případě lze část emisí, vznikající při pěstování řepky, přenést (alokovat) na slámu, a to v množství 50 %, tj. 536 g CO₂eq /kg, respektive 14,5 g CO₂eq/MJ. V tomto propočtu klesnou celkové emise výroby a použití MEŘO ze 45,4 g CO₂eq/MJ na 30,9 gCO2eq/MJ a úspory skleníkových plynů, v porovnání s emisemi motorové nafty, vzrostou z 38,2 na 52,7 gCO₂eq/MJ, tj. na 63 %.     

Ing. Jiří Souček, CSc., Praha