Według raportu OECD-FAO Agricultural Outlook z 2019 roku przyszły popyt na biopaliwa zostanie jeszcze silniej ukształtowany przez polityki krajowe i regionalne, a poszczególne kraje będą realizowały własne strategie odchodzenia od paliw kopalnych, aby rolnicy mieli rynek zbytu dla swoich towarów. Liderem produkcji biopaliw są USA oraz UE, ale przewiduje się, że to kraje spoza tych regionów najwydajniej przyczynią się do rozwoju tego sektora.

Spotkaliśmy się z Barbarą Harten, kierowniczką ds. zastosowań w dziale energii odnawialnej GEA orazEckardem Maedebachem, kierownikiem produktowym w dziale destylacji, również z GEA, aby porozmawiać o rozwijającej się branży oraz o tym, jak GEA wspiera przetwórców, proponując wydajne rozwiązania mechaniczne i termiczne.

Czym są biopaliwa i z czego się je robi?

BH:Biopaliwa są częściowo albo w całości wytwarzane z surowców roślinnych lub tłuszczów zwierzęcych. Fakt, że te „surowce” mają odtwarzalny charakter oznacza, że ogólnie klasyfikuje się je jako odnawialne źródła energii. Większość biopaliw miesza się według wartości procentowych z paliwami kopalnymi, benzyną czy olejem napędowym, aby pasowały do istniejących silników. Biopaliwa konwencjonalne, inaczej pierwszej generacji, są wytwarzane ze świeżych lub jadalnych surowców, w tym olejów i tłuszczy, a używa się ich od ponad 30 lat. Biopaliwa zaawansowane drugiej generacji produkuje się z surowców niejadalnych, w tym z tłuszczów zwierzęcych, zużytego oleju spożywczego oraz odpadków zawierających cukier; celem jest tutaj zminimalizowanie zużycia surowców, które można wykorzystać w celach żywieniowych.

Do popularnych biopaliw zaliczamy:

• bioetanol,
• biodiesel,
• biogaz,
• biobutanol.

Bioetanol, pozyskiwany w wyniku fermentacji cukrów i skrobi roślinnej, jest substytutem benzyny. Według raportu OECD-FAO Agricultural Outlook z 2019 roku około 60% bioetanolu produkuje się z kukurydzy, 25% z trzciny cukrowej, 7% z melasy, 4% z pszenicy, a resztę z innych zbóż, manioku i buraków cukrowych. Natomiast około 77% paliw biodiesel — które są zamiennikiem oleju napędowego, produkowanym poprzez chemiczną reakcję pomiędzy lipidami (roślinnymi lub zwierzęcymi) a alkoholem — bazuje na olejach roślinnych: w 30% jest to olej sojowy, 25% olej palmowy, 18% olej rzepakowy i w 22% zużyte oleje spożywcze. 

Biogaz jest produkowany poprzez fermentację materii organicznej w warunkach braku tlenu, który to proces nazywa się fermentacją beztlenową. Papier, drewno, niektóre tworzywa sztuczne, suszone listowie, gnojowica i odpady komunalne to wszystko przykłady potencjalnej masy organicznej wykorzystywanej w tym procesie. Biogaz spala się łatwo i w sposób niepowodujący znacznych zanieczyszczeń oraz może być wykorzystywany do wytwarzania ekologicznej energii. Po sprężeniu może też być wykorzystywany do zasilania samochodów. Biobutanol można wykorzystywać bezpośrednio jako zamiennik benzyny bez wprowadzania żadnych zmian. Jest pozyskiwany w wyniku fermentacji bakterii i alg, ale wysokie koszty stanowią przeszkodę w popularyzacji tego typu paliwa. 

Poza tym, że są produkowane na bazie odnawialnych źródeł energii, jakie inne korzyści oferują biopaliwa w porównaniu do paliw kopalnych?

EM:Biopaliwa emitują mniej CO2, jeśli przy produkcji utrzymywany jest niski ślad węglowy CO2 na zasadzie „from well to wheel” (od źródła do koła), oraz mają gęstość energetyczną zbliżoną do paliw kopalnianych. Ponadto w zależności od rodzaju biopaliwa zawierają mniejsze ilości siarki albo w ogóle ich nie zawierają. A ponieważ biopaliwa wytwarza się z surowców odnawialnych, są one często ujmowane w celach zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych przez co można otrzymać na nie dofinansowanie, co sprawia, że są często wykorzystywane w branży transportowej oraz lotnictwa i morskiej. Biodiesel, uważany za ekologiczny zastępnik oleju napędowego, może być używany jako mieszanka w niezmodyfikowanych silnikach diesla, natomiast w zmodyfikowanych silnikach diesla biodiesel może być używany w 100% czystej postaci. Bioetanol w postaci odwodnionego etanolu (99,8% obj.) może być procentowo dodawany do mieszanek paliwowych przeznaczonych do silników niezmodyfikowanych, zazwyczaj na poziomie do 10 lub 15%, natomiast bioetanol w postaci bezwodnego alkoholu (95-96% obj.) może zastąpić 0-85% benzyny w silnikach typu flex-fuel, które są popularne w Brazylii. 

Toczy się spora debata na temat wpływu surowców klasy żywnościowej na zmiany dotyczące eksploatacji ziemi oraz zużywania zasobów, które mogłyby posłużyć do żywienia rosnącej populacji świata. Do jakiego stopnia branża dopracowała technologię biopaliw drugiej generacji i w jakim zakresie GEA wspiera branżę w tym obszarze?

BH:Debata trwa i trzeba wziąć przy tym pod uwagę cały łańcuch wartości, z uwzględnieniem wszystkich opinii dotyczących hodowania surowców na biopaliwa, a także kwestii transportu, przetwarzania itp. Pod względem opracowywania biopaliw drugiej generacji z odpadów (roślinnych lub zwierzęcych) oraz suchej masy roślinnej, na kilku rynkach udało się zwiększyć produkcję. W Finlandii na przykład, czyli w kraju bez zasobów gazu czy oleju, to produkty drzewne i biomasa leśna są wykorzystywane do produkcji biopaliw drugiej generacji. Łączny udział zaawansowanych biopaliw w transporcie drogowym powinien do 2030 roku sięgnąć 10%. Paliw drugiej generacji używa się tam również do produkcji bardziej zrównoważonych tworzyw sztucznych i klejów, co poprawia parametry ekologiczne materiałów opakowaniowych i konstrukcyjnych.