ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΤΟ ΒΙΟΝΤΙΖΕΛ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ. ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ.

Transcript

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΤΟ ΒΙΟΝΤΙΖΕΛ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ. ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ. ΜΠΑΤΖΟΣ ΣΠΥΡΙΔΩΝ 4696 ΕΠΙΒΛΕΠΟΥΣΑ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ: ΙΦΙΓΕΝΕΙΑ ΜΕΤΑΞΑ ΚΑΒΑΛΑ 2014

2 Εγκρίθηκε από την επιβλέπουσα εκπαιδευτικό Ιφιγένεια Μεταξά / / Εξεταστική επιτροπή Εγκρίνεται / / Ο Προϊστάμενος του Τμήματος.

3 Πρόλογος Το παρόν σύγγραμμα αποτελεί πτυχιακή εργασία του τμήματος Μηχανολογίας στο Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Καβάλας. Θέμα αυτής της πτυχιακής είναι το βιοντίζελ στην Ελλάδα, το παρόν αλλά και οι προοπτικές που έχει ώστε να αναπτυχθεί τα επόμενα χρόνια και να μπορέσει παράλληλα η χώρα μας να αποτελέσει πρωτοπόρο στις εξελίξεις των βιοκαυσίμων γενικά και όχι να είναι ένας εκ των ουραγών όπως είναι σήμερα. Θέλω να ευχαριστήσω την επιβλέπουσα εκπαιδευτικό Μεταξά Ιφιγένεια για την υπομονή, την υποστήριξη και την πολύτιμη βοήθεια που μου προσέφερε ώστε να βγει ένα καλό αποτέλεσμα και να υλοποιηθεί η συγκεκριμένη πτυχιακή εργασία. Επίσης θέλω να ευχαριστήσω την οικογένεια μου για την ηθική υποστήριξη και την συμπαράσταση κατά την διάρκεια των σπουδών μου. Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 1 από 111

4 Περιεχόμενα Πρόλογος..1 Περιεχόμενα....2 Περίληψη..5 Summary ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1. Ιστορική αναδρομή Το καύσιμο Βιοντίζελ Παραγωγή Βιοντίζελ Μετεστεροποίηση ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ 2.1. Ενεργειακές καλλιέργειες για την παραγωγή Βιοντίζελ Κύριες καλλιέργειες για την παραγωγή βιοελαίων Λοιπές καλλιέργειες παραγωγής βιοελαίων Ελαιοδοτικά δέντρα και θάμνοι Χρησιμοποιημένα μαγειρικά έλαια και λίπη ΒΙΟΝΤΙΖΕΛ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ 3.1. Πιλοτικά προγράμματα για την διείσδυση του Βιοντίζελ στην Ελληνική αγορά καυσίμων Παραγωγή Βιοντίζελ στον Ελλαδικό χώρο Εργοστάσια παραγωγής Βιοντίζελ Κατανομή ετήσιας ποσότητας Βιοντίζελ Εθνικό δυναμικό πρώτων υλών για την παραγωγή Βιοντίζελ Θεσμικό πλαίσιο στην Ελλάδα...53 Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 2 από 111

5 Εναρμόνιση νομοθεσίας Τεχνικοί κανονισμοί Φορολογικά κίνητρα Προοπτικές παραγωγής Βιοντίζελ στην Ελλάδα Θετικά σημεία για την ανάπτυξη Βιοντίζελ στην Ελλάδα Αρνητικά σημεία για την ανάπτυξη Βιοντίζελ στην Ελλάδα Οικονομικά οφέλη από τη χρήση Βιοντίζελ Αγροτικά-οικολογικά οφέλη Γεωπολιτικά οφέλη ΤΟ ΒΙΟΝΤΙΖΕΛ ΠΑΓΚΟΣΜΙΩΣ 4.1. Ανάλυση της παγκόσμιας αγοράς Βιοντίζελ Βιοντίζελ στην Ευρώπη ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΒΙΟΝΤΙΖΕΛ ΜΕ ΤΟ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟ ΝΤΙΖΕΛ 5.1. Πλεονεκτήματα Βιοντίζελ Μειονεκτήματα Βιοντίζελ ΧΡΗΣΗ ΒΙΟΝΤΙΖΕΛ ΣΕ ΔΙΑΦΟΡΑ ΜΕΣΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ 6.1. Βιοντίζελ στα ΚΤΕΛ Ηρακλείου, Ελλάδα Βιοντίζελ σε τρένα στο Λονδίνο, Αγγλία Βιοντίζελ σε στόλο οχημάτων στο Ticino, Ιταλία Βιοντίζελ σε δημόσια λεωφορεία της Murcia, Ισπανία Ευρωπαϊκό έργο (Bio-Nett) για την προώθηση των βιοκαυσίμων ΒΙΟΝΤΙΖΕΛ ΔΕΥΤΕΡΗΣ ΓΕΝΙΑΣ ΑΠΟ ΑΛΓΗ 7.1. Εισαγωγή Άλγη..95 Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 3 από 111

6 Τι είναι άλγη και γιατί είναι τόσο σημαντικά για το μέλλον των βιοκαυσίμων Χρησιμοποίηση των αλγών και τι μπορούμε να πετύχουμε από τη χρήση τους Διαδικασία παραγωγής του Βιοντίζελ από άλγη Τρόποι καλλιέργειας της άλγης Κόστος παραγωγής των αλγών Προβλήματα που αντιμετωπίζει η ανάπτυξη παραγωγής από άλγη..101 Συμπεράσματα 104 Βιβλιογραφία 108 Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 4 από 111

7 Περίληψη Σκοπός αυτής της πτυχιακής εργασίας είναι η μελέτη του βιοντίζελ, η κατάσταση αυτού του βιοκαυσίμου στην Ελλάδα καθώς επίσης και οι προοπτικές παραγωγής που έχει. Στο πρώτο κεφάλαιο της παρούσας πτυχιακής εργασίας εξηγείται τι είναι το βιοντίζελ, αναλύεται η πορεία ανακάλυψης και εξέλιξής του και οι τρόποι παραγωγής του. Το δεύτερο κεφάλαιο αναφέρεται στις ενεργειακές καλλιέργειες που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή βιοντίζελ. Οι ενεργειακές καλλιέργειες είναι καλλιεργούμενα ή αυτοφυή είδη τα οποία παράγουν βιομάζα ως κύριο προϊόν για την παραγωγή βιοντίζελ. Στη χώρα μας οι παραγωγικότερες ενεργειακές καλλιέργειες για την παραγωγή βιοντίζελ είναι ο ηλίανθος, η ελαιοκράμβη, το βαμβάκι και η σόγια. Το τρίτο κεφάλαιο, το οποίο είναι και το πιο σημαντικό κομμάτι της παρούσας πτυχιακής εργασίας, μιλάει για το βιοντίζελ στην Ελλάδα. Αρχικά αναφέρονται κάποια πιλοτικά προγράμματα που έγιναν βάση των αποτελεσμάτων των οποίων επιτεύχθηκε η είσοδος του βιοντίζελ στην ελληνική αγορά καυσίμων. Στη συνέχεια γίνεται αναφορά για την παραγωγή αυτού του βιοκαυσίμου στον Ελλαδικό χώρο, τις πρώτες ύλες που χρησιμοποιούν οι διάφορες μονάδες παραγωγής για την παραγωγή του και γίνεται εκτενής αναφορά για πολλά εργοστάσια παραγωγής τα οποία βρίσκονται σε διάφορες περιοχές της Ελλάδας. Επίσης αναφέρεται η κατανομή βιοντίζελ στους δικαιούχους για το έτος 2011 προς 2012 (Ιούλιο 2011 έως Ιούνιο 2012) και το νομοθετικό πλαίσιο της Ελλάδας. Το κεφάλαιο κλείνει με τις προοπτικές ανάπτυξης του βιοντίζελ και τα οφέλη που προκύπτουν από την χρήση του. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη αναφορά για το βιοντίζελ σε παγκόσμιο επίπεδο και στη συνέχεια ακολουθεί μία πιο εκτενής αναφορά για το βιοντίζελ σε διάφορες χώρες της Ευρώπης. Στο πέμπτο κεφάλαιο γίνεται μια σύγκριση ανάμεσα στο βιοντίζελ και στο πετρέλαιο ντίζελ. Αναφέρονται τα πλεονεκτήματα καθώς και τα μειονεκτήματα του βιοντίζελ. Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 5 από 111

8 Το έκτο κεφάλαιο μιλάει για τη χρήση βιοντίζελ σε διάφορα μέσα μεταφοράς είτε στον Ελλαδικό χώρο είτε σε πόλεις κάποιων χωρών της Ευρώπης. Το έβδομο και τελευταίο κεφάλαιο της παρούσας πτυχιακής αναφέρεται στη μελέτη του βιοντίζελ δεύτερης γενιάς, παραγωγή βιοντίζελ από κάθε είδους βιομάζα και συγκεκριμένα από άλγη. Τέλος παρουσιάζονται τα συμπεράσματα της πτυχιακής εργασίας. Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 6 από 111

9 Summary The aim of this thesis is the study of biodiesel, the state of this biofuel in Greece as well as its production prospects. The first chapter of this thesis is an introduction to biodiesel, and also the process of discovery, evolution and modes of production are analyzed. The second chapter deals with the energy crops that can be used to produce biodiesel. The energy crops are cultivated or wild plants that produce biomass as main product which can be used to produce biodiesel. In our country more productive energy crops for biodiesel production are the sunflower, rapeseed, cotton and soybeans. The third chapter, which is the most important part of this thesis, speaks for biodiesel in Greece. Originally listed some pilot programs were based on the results of which reached the entrance to the Greek market biodiesel fuel. Then it refers to the production of biofuel in Greece, the raw materials used by various units in the production and extensive reference to many factories which are located in various locations. Also the distribution of biodiesel to beneficiaries for the year 2011 to 2012 and the legislative framework in Greece are described. The chapter ends with the development prospects of biodiesel and benefits arising from its use. The fourth chapter is a quick reference about biodiesel globally and also one of the most comprehensive references for biodiesel in various countries of Europe follows. The fifth chapter is a comparison between biodiesel and diesel. The advantages and disadvantages of biodiesel are also listed in this chapter. The sixth chapter speaks of biofuel use in transportations in Greece and in cities some European countries. The seventh and final chapter of this thesis refers to the study of second generation biodiesel, biodiesel production from any biomass namely algae. Finally, the conclusions of this study are presented. Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 7 από 111

10 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στο πρώτο αυτό κεφάλαιο που αποτελεί και την εισαγωγή της παρούσας πτυχιακής εργασίας παρατίθεται η ιστορική αναδρομή του πετρελαίου βιολογικής προέλευσης γνωστό ως βιοντίζελ, μαθαίνουμε τι είναι το βιοντίζελ, πως παράγεται και ποιο είναι το κόστος παραγωγής του, καθώς επίσης και για την μετεστεροποίηση (την πιο κυρίαρχη μέθοδο παραγωγής βιοντίζελ) Ιστορική αναδρομή Εκατόν είκοσι χρόνια πριν ο Rudolph Diesel εξέτασε το φυτικό έλαιο ως καύσιμο για την μηχανή του. Πιο συγκεκριμένα η ιστορία των βιοελαίων ως καύσιμα κίνησης ξεκίνησε όταν ο Δρ. Rudolph Diesel κατασκεύασε τον Αύγουστο του 1893 τον ομώνυμο κινητήρα χρησιμοποιώντας ως καύσιμο για την λειτουργία της μηχανής του το αραχιδέλαιο (φυστικέλαιο). Στην παγκόσμια έκθεση, η οποία διεξήχθη στο Παρίσι το 1900, παρουσίασε την καινοτόμο μηχανή του η οποία λειτούργησε με φυστικέλαιο και ο ίδιος είχε κάνει την εξής δήλωση: η μηχανή Diesel μπορεί να κινηθεί με τα φυτικά έλαια και θα μπορούσε να βοηθήσει στην ανάπτυξη της γεωργίας των χωρών που την χρησιμοποιούν. Λίγα χρόνια αργότερα, το 1912, ο Δρ. Rudolph Diesel προφητικά δήλωσε: Η χρήση φυτικών ελαιών σαν καύσιμα μηχανών φαίνεται ασήμαντη σήμερα. Όμως τέτοια έλαια μπορούν να γίνουν με την πάροδο του χρόνου τόσο σημαντικά όσο είναι σήμερα το πετρέλαιο και το κάρβουνο. Τελικά καθιερώθηκε το πετρέλαιο (diesel) αφού υπερείχε σε ποσοτική διαθεσιμότητα πρώτης ύλης αλλά και ως οικονομικότερη και ευκολότερη παραγωγή από αυτή των φυτικών ελαίων. Σήμερα το βιοντίζελ χρησιμοποιείται σε πετρελαιοκινητήρες μόνο του η σε μείγμα με πετρέλαιο κίνησης. Τα μίγματα μέχρι 20% βιοντίζελ με πετρέλαιο κίνησης (Β20) μπορούν να χρησιμοποιηθούν σχεδόν σε όλες τις μηχανές ντίζελ και είναι συμβατά με τον υπάρχοντα εξοπλισμό αποθήκευσης και διανομής. Αυτά τα χαμηλά μίγματα (5-20%) γενικά δεν απαιτούν τροποποιήσεις των μηχανών. Τα Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 8 από 111

11 υψηλοτέρα μίγματα, ακόμη και το καθαρό βιοντίζελ (βιοντίζελ 100% ή Β100), μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μηχανές που κατασκευάστηκαν την τελευταία δεκαετία με ελάχιστη η καμία τροποποίηση [1] Το καύσιμο Βιοντίζελ Ένα υποσχόμενο βιοκαύσιμο, παραπλήσιο και άριστο υποκατάστατο του συμβατικού ντίζελ, είναι το βιοντίζελ, το οποίο προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (βιομάζα), όπως είναι τα φυτικά έλαια και τα ζωικά λίπη. Το βιοντίζελ ανήκει στην κατηγορία των βιοκαυσίμων και για πρώτη φορά παράχθηκε στην δεκαετία του 80 στην Νότια Αφρική. Το βιοντίζελ προέρχεται από οποιοδήποτε λιπαρό έλαιο φυτικό που μπορούμε να σκεφτούμε, ακόμα και από τα υπολείμματα των λαδιών που χρησιμοποιούνται στα εστιατόρια για το τηγάνισμα (ελαιόλαδο, σογιέλαιο, ηλιέλαιο, καλαμποκέλαιο). Σε χώρες όπως η Ιρλανδία, χώρες που έχουν ανεπτυγμένη κτηνοτροφία, φτιάχνουν βιοντίζελ και από τα λίπη που μένουν στα σφαγεία τα οποία συνήθως απορρίπτονται. Ο τρόπος μετατροπής αυτών των ελαιών στο βιοντίζελ είναι πολύ απλός και μάλιστα μπορεί να γίνει με ελάχιστες συσκευές, που μπορεί να το κάνει ο οποιοσδήποτε. Το πρόβλημα δεν είναι η παρασκευή του γιατί φτιάχνεται και με απλά μέσα. Το πρόβλημα είναι να πληρούνται οι απαιτούμενες προδιαγραφές. Γιατί τώρα πια επειδή είναι επίσημο καύσιμο υπάρχουν συγκεκριμένες προδιαγραφές ούτως ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί απ όλα τα οχήματα χωρίς κανένα πρόβλημα. Μάλιστα αυτή η ευκολία του να το φτιάχνεις και η ιδιότητα του να υποκαθιστά το σύνηθες ντίζελ έχει χρησιμοποιηθεί και σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης. Στην Σερβία, για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια του πολέμου, επειδή τους είχαν αποκλείσει ως προς το πετρέλαιο δημιουργήσανε ορισμένα απλά εργοστάσια παραγωγής βιοντίζελ, από τα τοπικά φυτικά λάδια που είχανε, για να τα έχουν τουλάχιστον για να μπορούν να κινήσουν τα τανκς. Για λόγους δηλαδή αμυντικούς [2]. Συνοψίζοντας, το βιοντίζελ χρησιμοποιεί ανανεώσιμες πρώτες ύλες από ελαιούχους σπόρους όπως είναι η ελαιοκράμβη, η σόγια, ο ηλιόσπορος και ο Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 9 από 111

12 βαμβακόσπορος. Παράγεται επίσης από χαμηλής ποιότητας υλικά όπως χρησιμοποιημένα μαγειρικά έλαια και ζωικά λίπη (που πολλές φόρες είναι δύσκολα διαθέσιμα απόβλητα). Το βιοντίζελ αποτελεί ένα πλήρως ανανεώσιμο καύσιμο επειδή οι πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται δεν είναι αναλώσιμες όπως τα ορυκτά καύσιμα. Πέρα από τις συμβατικές πηγές χρησιμοποιούνται ήδη νέες εναλλακτικές πρώτες ύλες. Χρησιμοποιημένα μαγειρικά έλαια και ζωικά λίπη είναι ήδη ένα πολύ σημαντικό ποσοστό από τις χρησιμοποιημένες πρώτες ύλες. Οι πρώτες ύλες της επόμενης γενιάς αποκτούν συνεχώς μεγαλύτερη σημασία, όπως το λαδί από το φυτό jatropha (προέρχεται από ένα φυτό που μπορεί να αναπτυχτεί σε πολύ αντίξοες συνθήκες και παράγει μη βρώσιμο λάδι) και τα φύκια (που είναι η μελλοντική πηγή πρώτων υλών του βιοντίζελ). Η Ευρώπη είναι η μεγαλύτερη παγκόσμια αγορά βιοντίζελ όπου περισσότερο από 8 δισεκατομμύρια λίτρα καταναλώνονται ετησίως [3] Παραγωγή Βιοντίζελ Το βιοντίζελ είναι μεθυλεστέρας που παράγεται με μετεστεροποίηση των φυτικών ελαίων και παραγωγή εστέρων των τριγλυκεριδίων. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή ακόμη φθηνότερου βιοντίζελ, εκτός από ελαιούχοι σπόροι, και μεταχειρισμένα φυτικά έλαια (τηγανέλαια) ή και ζωικά λίπη (όπως απόβλητα σφαγείων). Η εξαγωγή του ελαίου από τους σπόρους γίνεται μηχανικά ή χημικά. Το βιοντίζελ έχει θερμογόνο δύναμη 15% μικρότερη από αυτή του πετρελαίου. Ένα γενικό σχήμα της παραγωγικής αλυσίδας βιοντίζελ δίνεται στο σχήμα 1.1 [1]. Για να παραχθεί βιοντίζελ μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε πολλές πρώτες ύλες. Η πρώτη ύλη που κυρίως χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή του βιοντίζελ ήταν το έλαιο ελαιοκράμβης (Rapeseed Methyl Ester), που θεωρείται ιδανική πρώτη ύλη για το βόρειο ευρωπαϊκό κλίμα. Επίσης, χρησιμοποιήθηκε το ηλιέλαιο, κυρίως στη Γαλλία και στην Ιταλία. Στην Ασία χρησιμοποιήθηκαν το φοινικέλαιο (Μαλαισία) και το σογιέλαιο (Αμερική). Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 10 από 111

13 Σχήμα 1.1 Διαγραμματική απεικόνιση της παραγωγής βιοντίζελ Ενώ η μηχανή ντίζελ σχεδιάστηκε αρχικά να λειτουργεί με φυτικά έλαια, αναπτύχθηκε και τροποποιήθηκε ώστε να είναι απολύτως συμβατή και αποδοτική χρησιμοποιώντας ως καύσιμο ντίζελ. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα η χρήση καθαρών φυτικών ελαίων στις υπάρχουσες μηχανές ντίζελ να είναι αδύνατη. Οπότε θα έπρεπε είτε να γίνουν αλλαγές στις μηχανές ντίζελ είτε να γίνουν αλλαγές στο καύσιμο (φυτικό έλαιο). Με δεδομένο ότι το βιοντίζελ θα μπορούσε να αντικαταστήσει όχι περισσότερο από 10% της παραγωγής του ντίζελ, οι ερευνητές αποφάσισαν να τροποποιήσουν τα φυτικά έλαια ώστε να είναι συμβατά με τις υπάρχουσες μηχανές ντίζελ. Η διεργασία μετατροπής που επιλέχθηκε ήταν η μετεστεροποίηση, δηλαδή ο μετασχηματισμός ενός εστέρα σε άλλο. Για να καταλάβουμε την χρησιμότητα της μετεστεροποίησης ας εξετάσουμε κάποιες ιδιότητες των φυτικών ελαίων ως καύσιμο. Ένα πρόβλημα που παρουσιάζει το φυτικό έλαιο ως καύσιμο σε σύγκριση με το ντίζελ είναι ότι είναι πολύ πιο παχύρευστο. Αυτό οφείλεται στην ουσία γλυκερίνη που αποτελεί βασικό συστατικό στην χημική δομή του φυτικού ελαίου. Για την ακρίβεια κάθε μόριο φυτικού ελαίου αποτελείται από τρεις αλυσίδες λιπαρών οξέων ενωμένες με ένα μόριο γλυκερίνης. Μάλιστα το ποσοστό της γλυκερίνης σε ένα μόριο φυτικού ελαίου είναι γύρω στο 20% ανάλογα με το φυτό από το οποίο προέρχεται. Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 11 από 111

14 Σχετικά με το κόστος παραγωγής του βιοντίζελ, τα δεδομένα ποικίλουν ανάλογα με την πρώτη ύλη και τη μέθοδο παραγωγής. Το βιοντίζελ από ζωικά λίπη είναι έχει το χαμηλότερο κόστος παραγωγής που κυμαίνεται από 0,4 έως 0,5 $ ανά ισοδύναμο λίτρο πετρελαίου κίνησης (το βιοντίζελ έχει θερμογόνο δύναμη περίπου 15% μικρότερη από αυτή του πετρελαίου). Το βιοντίζελ που παράγεται από καλλιέργειες (ελαιούχοι σπόροι) έχει αντίστοιχο κόστος 0,6-0,8 $ ενώ αναμένεται να μειωθεί μελλοντικά κατά 0,1-0,3 $. Το βιοντίζελ δεύτερης γενιάς που παράγεται από βιομάζα έχει προς το παρόν υψηλό κόστος παραγωγής, 0,9 $ ανά ισοδύναμο λίτρο πετρελαίου κίνησης, με το κόστος τα επόμενα χρόνια να διαμορφώνεται σε 0,7-0,8 $. Το κόστος παραγωγής του βιοντίζελ στις χώρες της ΕΕ είναι περίπου 0,5 /lt (15 /GJ) ενώ προβλέπεται μακροπρόθεσμα μείωσή του κατά 0,2 /lt (6 /GJ) συμπεριλαμβανομένης της αξίας των υποπροϊόντων του (γλυκερίνη, πίτα). Για την ΕΕ το παραγόμενο βιοντίζελ γίνεται ανταγωνιστικό έναντι του πετρελαίου κίνησης σε τιμές πετρελαίου περίπου 60 ευρώ ανά βαρέλι. Το κόστος παραγωγής της καλλιέργειας αντιπροσωπεύει περίπου το 80% του τελικού κόστους παραγωγής του βιοντίζελ στην Ευρώπη. Η υψηλή τιμή του βιοντίζελ σε σχέση με το «φθηνό» ντίζελ, είναι το σημαντικότερο εμπόδιο στην ανάπτυξη της αγοράς του στις Η.Π.Α. Σήμερα το γαλόνι κοστίζει 1 $ ακριβότερα σε σχέση με το ντίζελ κίνησης στα πρατήρια, ενώ η συνεχώς αυξανόμενες τιμές της σόγιας δρουν αρνητικά. Η πλέον ελπιδοφόρος προσέγγιση για τη μείωση του κόστους παραγωγής βιοντίζελ στο κοντινό μέλλον, είναι η χρησιμοποίηση πιο φτηνής πρώτης ύλης όπως για παράδειγμα να χρησιμοποιηθούν οι ποσότητες της χαλασμένης σόγιας, το ζωικό λίπος του βοδινού και χοιρινού κρέατος, το τηγανισμένο λίπος και τα χρησιμοποιημένα λάδια εστιατορίων και άλλα παρόμοια υποπροϊόντα. Σ αυτή την περίπτωση όμως παρουσιάζονται προβλήματα συλλογής, αποθήκευσης και ομοιογένειας της πρώτης ύλης [1] Μετεστεροποίηση Η μέθοδος παραγωγής βιοντίζελ που εφαρμόζεται παγκόσμια σε βιομηχανικό επίπεδο συνίσταται στην αντίδραση (μετεστεροποίηση) των Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 12 από 111

15 τριγλυκεριδίων με κάποια αλκοόλη μικρού μοριακού βάρους. Ο γενικός Όρος μετεστεροποίηση χρησιμοποιείται για να περιγράψει την σημαντική κατηγορία οργανικών αντιδράσεων όπου ένας εστέρας μετασχηματίζεται σε άλλο μέσο της ανταλλαγής ομάδας αλκοξυλίου. Όταν ο αρχικός εστέρας αντιδρά με μια αλκοόλη, η διαδικασία μετεστεροποίησης καλείται αλκοόλυση και πραγματοποιείται κατά το παρακάτω σχήμα 1.2. Σχήμα 1.2 Αντίδραση μετεστεροποίσης Η μετεστεροποίηση περιλαμβάνει την διάσπαση κάθε μορίου φυτικού ελαίου σε τρεις αλυσίδες λιπαρών οξέων και ένα χωριστό μόριο γλυκερίνης. Κατά την διάρκεια της διεργασίας, προστίθεται αλκοόλη και κάθε αλυσίδα λιπαρών οξέων ενώνεται με ένα μόριο αλκοόλης δημιουργώντας τρεις μονοαλκυλεστέρες. Αυτές οι αλυσίδες αλκυλεστέρων είναι ουσιαστικά ότι ονομάζεται βιοντίζελ. Η αλκοόλη που χρησιμοποιείται είναι είτε μεθανόλη είτε αιθανόλη. Αν και προέρχεται από ορυκτά καύσιμα και είναι πιο επικίνδυνη χημική ουσία, η μεθανόλη προτιμάται από την αιθανόλη λόγω του χαμηλότερου κόστους της και του γεγονότος ότι έχει πιο προβλέψιμη αντίδραση. Στην όλη διεργασία απαραίτητη είναι η χρήση καταλύτη που θα ξεκινήσει την αντίδραση μεταξύ του φυτικού ελαίου και της αλκοόλης. Οι δυο κυριότεροι καταλύτες που χρησιμοποιούνται είναι το υδροξείδιο του νατρίου (NaOH) και το υδροξείδιο του καλίου (KOH). Το υδροξείδιο του νατρίου, γνωστό ως καυστική σόδα, είναι το πιο δημοφιλές εξαιτίας της χαμηλότερης τιμής του. Στο τέλος της διαδικασίας το βιοντίζελ υπόκειται σε καθαρισμό ώστε να απομακρυνθούν ίχνη αλκοόλης, καταλύτη και γλυκερίνης. Το είδος του καταλύτη που χρησιμοποιείται στην αντίδραση μετεστεροποίησης είναι σημαντικός παράγοντας, αφού καθορίζει την ποιότητα που πρέπει να έχουν οι πρώτες ύλες. Οι συνθήκες της αντίδρασης (θερμοκρασία, πίεση και αναλογίες των ποσοτήτων των αντιδραστηρίων) καθώς και τα στάδια διαχωρισμού των προϊόντων επίσης καθορίζονται από την ποιότητα των πρώτων υλών σε Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 13 από 111

16 συνδυασμό με το είδος του καταλύτη. Στην περίπτωση που ως πρώτη ύλη για την παραγωγή βιοντίζελ χρησιμοποιηθούν μαγειρεμένα φυτικά έλαια δημιουργούνται προβλήματα από την περιεκτικότητα τους σε ελεύθερα λιπαρά οξέα που αντιμετωπίζονται με την προσθήκη μεγαλύτερης ποσότητας καταλύτη. Υπάρχουν τεχνικές διαφοροποιήσεις στην διεργασία για μεγάλης κλίμακας βιομηχανική λειτουργία, αλλά η γενική διαδικασία μετεστεροποίησης είναι η ίδια [4]. Η μετεστεροποίηση είναι μια αντίδραση που καταλήγει σε ισορροπία και ο μετασχηματισμός πραγματοποιείται ουσιαστικά με τη μίξη των αντιδραστηρίων. Εντούτοις παρουσία ενός καταλύτη συνήθως ένα ισχυρό οξύ η μια βάση επιταχύνει αρκετά τη διαδικασία. Προκειμένου να αυξηθεί η απόδοση της αντίδρασης και επόμενος να επιτευχθεί υψηλή παραγωγή του εστέρα αλκοόλη πρέπει να είναι σε περίσσεια. Η διαδικασία μετεστεροποίησης για την παραγωγή βιοντίζελ φαίνεται στο παρακάτω σχήμα 1.3. Σχήμα 1.3 Διαδικασία μετεστεροποίησης για την παραγωγή βιοντίζελ Τα τριγλυκερίδια είναι τριεστέρες της γλυκερόλης, δηλ. της 1,2,3- προπανοτριόλης, με λιπαρά οξέα (μονοκαρβοξυλικά οξέα μεγάλης ανθρακικής αλυσίδας) και αποτελούν το κύριο συστατικό (σε ποσοστό μέχρι και 98% κ.β.) των φυτικών ελαίων και ζωικών λιπών. Στον Πίνακα 1.1 που ακολουθεί δίνεται Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 14 από 111

17 η σύσταση των τριγλυκεριδίων ορισμένων γνωστών φυτικών ελαίων και ζωικών λιπών. Έλαια και Λίπη 14:0 16:0 18:0 18:1 18:2 18:3 20:0 22:1 Σογιέλαιο Καλαμποκέλαιο ίχνη - - Φυστικέλαιο Ελαιόλαδο ίχνη - - Βαμβακέλαιο ίχνη - - Safflower (1) - 5,9 1,5 8,8 83, Safflower (2) - 4,8 1,4 74,1 19, Κραμβέλαιο (1) - 4,3 1,3 59,9 21,1 13,2 - - Κραμβέλαιο (2) - 3,0 0,8 13,1 14,1 9,7 7,4 50,7 Βούτυρο , Λαρδί Tallow Linseed Oil Κίτρινο λίπος 2,43 23,24 12,96 44,32 6,97 6, Πίνακας 1.1 Τυπική σύσταση διαφόρων ελαίων και λιπών Ως αλκοόλη χρησιμοποιείται συνήθως η μεθανόλη λόγω του χαμηλού κόστους και των φυσικών και χημικών πλεονεκτημάτων που διαθέτει. Ειδικοί καταλύτες (βάσεις, οξέα και ένζυμα) βοηθούν την αντίδραση, η οποία πραγματοποιείται σε χαμηλές ή υψηλές θερμοκρασίες. Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης μετεστεροποίησης τα λιπαρά τμήματα του τριγλυκεριδίου αντικαθίστανται από το υδροξύλιο της αλκοόλης οπότε παράγονται αλκυλεστέρες λιπαρών οξέων και ως ενδιάμεσα διγλυκερίδια και μονογλυκερίδια, τα οποία με τη σειρά τους δίνουν νέους αλκυλεστέρες. Στο τέλος της αντίδρασης έχουν παραχθεί οι αλκυλεστέρες των λιπαρών οξέων (μεθυλεστέρες εφόσον ως αλκοόλη έχει χρησιμοποιηθεί η μεθανόλη), οι οποίοι αποτελούν το βιοντίζελ, και γλυκερίνη ως παραπροϊόν. Ακολουθεί κατάλληλος διαχωρισμός των προϊόντων και καθαρισμός του παραγόμενου βιοντίζελ. Στο Σχήμα φαίνεται συνοπτικά η αντίδραση μετεστεροποίησης τριγλυκεριδίου με αλκοόλη. Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 15 από 111

18 Σχήμα 1.4 Αντίδραση Μετεστεροποίησης Τριγλυκεριδίου Στην περίπτωση των υδροξειδίων η αντίδραση γίνεται κοντά στο σημείο ζέσης της μεθανόλης, σε θερμοκρασίες 60 o έως 64 o C, οπότε η πίεση στο χώρο της αντίδρασης δεν υπερβαίνει το 1 bar, ο χρόνος που απαιτείται είναι περίπου μία ώρα, ενώ η μοριακή αναλογία μεθανόλης / λαδιού που προτείνεται είναι ίση με 6/1. Ένα αδύνατο σημείο της διεργασίας αυτής είναι η παρουσία των καταλυτών στο μίγμα. Η έκπλυση των δύο φάσεων αυξάνει το κόστος παραγωγής και δημιουργεί απόβλητα. Ακόμα, η φάση της γλυκερίνης αποκτά σκούρο καστανό χρώμα και απαιτείται περαιτέρω επεξεργασία για την παραγωγή διαυγούς γλυκερίνης υψηλής αξίας. Ένα επιπλέον πρόβλημα σχετικό με τη χρήση των υδροξειδίων αποτελεί η αντίδραση του καταλύτη με τα ελεύθερα οργανικά (λιπαρά) οξέα (FFAs) τα οποία περιέχονται κυρίως σε έλαια χαμηλής ποιότητας (όπως είναι τα απόβλητα έλαια βιομηχανιών ραφιναρίσματος λαδιών και τα τηγανέλαια) ή δημιουργούνται από την υδρόλυση των τριγλυκεριδίων λόγω του νερού που περιέχεται στα έλαια αυτά, με αποτέλεσμα να παράγονται σαπούνια (Σχήμα 1.5). Η παραγωγή σαπουνιών προκαλεί το σχηματισμό τζελ, αύξηση του ιξώδους του προϊόντος και σημαντική αύξηση του κόστους διαχωρισμού και καθαρισμού. Σχήμα 1.5 Υδρόλυση εστέρων και σαπωνοποίησης τους Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 16 από 111

19 Έτσι απαιτείται προεπεξεργασία των ελαίων αυτών με σκοπό την απομάκρυνση της περιεχόμενης υγρασίας και την όξινη εστεροποίηση των ελεύθερων λιπαρών οξέων πριν οδηγηθούν στη βασική μέθοδο παραγωγής βιοντίζελ (Σχήμα 1.6). Σχήμα 1.6 Εστεροποίηση ελεύθερων λιπαρών οξέων Συνεπώς, η χρήση ισχυρών ομογενών βάσεων απαιτεί σχετικά καθαρή πρώτη ύλη, δηλαδή λάδι με πάρα πολύ χαμηλή οξύτητα (περιεκτικότητα σε ελεύθερα λιπαρά οξέα μικρότερη από 0,5% κ.β.). Επίσης θα πρέπει να είναι και απαλλαγμένο από υγρασία, η οποία όχι μόνο στο λάδι αλλά και στον καταλύτη και στην χρησιμοποιούμενη αλκοόλη πρέπει συνολικά (δηλαδή στο αντιδρών μίγμα) να βρίσκεται σε ποσοστό μικρότερο του 0,1-0,3% κ.β., κάτι που αυξάνει σημαντικά το κόστος του παραγόμενου βιοντίζελ, το οποίο στην περίπτωση αυτή οφείλεται κατά 70% περίπου στο κόστος της πρώτης ύλης (ραφιναρισμένα ή στη χειρότερη περίπτωση εξουδετερωμένα έλαια). Στην περίπτωση των ισχυρών οξέων δεν εμφανίζεται το πρόβλημα της παραγωγής σαπώνων, η αντίδραση γίνεται στους 60 o έως 64 o C, αλλά απαιτεί περίπου 50 ώρες για να ολοκληρωθεί, ενώ χρειάζεται μοριακή αναλογία μεθανόλης / λαδιού ίση με 30/1. Μέθοδος Θερμοκρασία FFAs Χρόνος αντίδρασης Μοριακή αναλογία Μεθανόλης/ελαίου Βασική o C >0.5% κ.β 1-1.5h 6/1 Όξινη o C <0,5% κ.β 40-50h 30/1 Πίνακας 1.2 FFAs : Free Fatty Acids (Ελεύθερα Λιπαρά Οξέα) Παρόλο, λοιπόν, που οι συμβατικές διεργασίες απαιτούν χαμηλές θερμοκρασίες για την αντίδραση, η συνεχής κατανάλωση του καταλύτη που Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 17 από 111

20 επιβαρύνει οικονομικά τη διεργασία και συμβάλλει στη ρύπανση του περιβάλλοντος. Η απαίτηση για συνεχή καθαρισμό του ρεύματος παραγωγής και οι χαμηλές αποδόσεις προϊόντων όταν χρησιμοποιούνται όξινα έλαια, οδήγησαν την έρευνα στην ανεύρεση νέων, οικονομικά αποδοτικών και ευέλικτων διεργασιών παραγωγής βιοντίζελ, οι οποίες χρησιμοποιούν στερεούς ετερογενείς καταλύτες για τη μετεστεροποίηση, δημιουργώντας έτσι μια νέα εποχή για την τεχνολογία παραγωγής βιοντίζελ [5]. Τα συμπεράσματα που προκύπτουν απ όλα τα παραπάνω είναι τα εξής: Η ιστορία του βιοντίζελ ξεκίνησε πριν από έναν αιώνα και συγκεκριμένα το 1893 όταν κάποιος ονόματι Rudolph Diesel, κατασκεύασε τον ομώνυμο κινητήρα, χρησιμοποιώντας ως καύσιμο κίνησης για τη μηχανή του το φυστικέλαιο. Το βιοντίζελ είναι το πιο γνωστό και διαδεδομένο από τα βιοκαύσιμα. Είναι μια φυσική και ανανεώσιμη, εναλλακτική λύση καυσίμων για μηχανές ντίζελ που παράγεται από φυτικά έλαια, συνήθως κραμβέλαιο, ηλιέλαιο, σογιέλαιο και καλαμποκέλαιο, από ζωικά λίπη καθώς επίσης και από υπολείμματα λαδιών. Το βιοντίζελ έχει δοκιμαστεί αυστηρά και ανεξάρτητα σχεδόν σε κάθε τύπο κινητήρα ντίζελ. Το πιο κοινό μίγμα είναι το 20/80, γνωστό ως B20, με 20% βιοντίζελ και 80% πετρέλαιο. Το βιοντίζελ που παράγεται από ζωικά λίπη έχει το χαμηλότερο κόστος παραγωγής. Η μέθοδος παραγωγής βιοντίζελ που εφαρμόζεται παγκόσμια σε βιομηχανικό επίπεδο είναι η μετεστεροποίηση. Τα στάδια της παραγωγικής διαδικασίας είναι τα εξής: Εξευγενισμός πρώτης ύλης Μετεστεροποίηση πρώτης ύλης Καθαρισμός βιοντίζελ (πλύσεις) Εξευγενισμός γλυκερίνης Ανάκτηση μεθανόλης Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 18 από 111

21 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ Βιοκαύσιμα είναι τα καύσιμα που παράγονται από βιομάζα. Οι καλλιέργειες που παράγουν βιομάζα ονομάζονται ενεργειακές καλλιέργειες. Τα σημαντικότερα βιοκαύσιμα που παράγονται από ενεργειακές καλλιέργειες και την βιομάζα είναι το βιοντίζελ που χρησιμοποιείται σε κινητήρες πετρελαίου. Τα ενεργειακά φυτά από τα οποία μπορεί να παραχθεί βιοντίζελ είναι η ελαιοκράμβη, ο ηλίανθος, η σόγια, η αραχίδα, η αγριαγκινάρα, το βαμβάκι κ.ά. Στο δεύτερο λοιπόν κεφάλαιο γίνεται αναφορά στις ενεργειακές καλλιέργειες, αναλύονται τα ενεργειακά φυτά από τα οποία μπορεί να παραχθεί βιοντίζελ και πιο συγκεκριμένα από τους ελαιούχους σπόρους των φυτών αυτών, οι οποίοι με την κατάλληλη επεξεργασία παράγουν βιοντίζελ. Επίσης μπορεί να παραχθεί βιοντίζελ και από τροπικά φυτά όπως ο φοίνικας, η καρύδα και η jatropha, καθώς επίσης και από μαγειρικά έλαια αλλά και ζωικά λίπη Ενεργειακές καλλιέργειες για την παραγωγή Βιοντίζελ Οι ενεργειακές καλλιέργειες είναι καλλιεργούμενα ή αυτοφυή είδη, παραδοσιακά ή νέα, τα οποία παράγουν βιομάζα ως κύριο προϊόν, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διάφορους ενεργειακούς σκοπούς όπως είναι η παραγωγή θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας, όπως επίσης και για την παραγωγή υγρών βιοκαυσίμων (βιοντίζελ, βιοαιθανόλη). Οι παραδοσιακές καλλιέργειες των οποίων το τελικό προϊόν θα χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ενέργειας και βιοκαυσίμων θεωρούνται, επίσης ενεργειακές καλλιέργειες. Σε αυτήν την κατηγορία ανήκουν το σιτάρι, το κριθάρι, ο αραβόσιτος, τα ζαχαρότευτλα κι ο ηλίανθος όταν χρησιμοποιούνται για την παραγωγή υγρών βιοκαυσίμων (βιοαιθανόλης και βιοντίζελ). Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 19 από 111

22 Σήμερα το βιοντίζελ πρώτης γενιάς παράγεται κυρίως από ελαιούχους σπόρους καλλιεργειών όπως η ελαιοκράμβη, η σόγια και ο ηλίανθος, από δένδρα όπως ο φοίνικας και η καρύδα, αλλά μπορεί να παραχθεί και από θάμνους όπως η jatropha και η jojoba. Τα παραγόμενα φυτικά λάδια μετατρέπονται με κατάλληλη επεξεργασία σε βιοντίζελ. Στη χώρα μας οι παραγωγικότερες ενεργειακές καλλιέργειες για την παραγωγή βιοντίζελ είναι ο ηλίανθος, η ελαιοκράμβη, το βαμβάκι και η σόγια. Εικόνα 2.1 Φυτικά έλαια που μετατρέπονται με κατάλληλη επεξεργασία σε βιοντίζελ Ένα σημαντικό πλεονέκτημα της διαδικασίας της μετεστεροποίησης είναι ότι χρησιμοποιώντας ως πρώτη ύλη έλαια με διάφορες πηγές προέλευσης, παράγεται βιοντίζελ με ελάχιστες διαφορές όσον αφορά τα ποιοτικά του χαρακτηριστικά ως καύσιμο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να χρησιμοποιούνται για την παραγωγή βιοντίζελ διάφορα παρθένα φυτικά έλαια, χρησιμοποιημένα τηγανητά λάδια, ζωικά λίπη ακόμα και μίγματα των παραπάνω. Υπάρχουν πολλά φυτά που παράγουν έλαια ικανά να χρησιμοποιηθούν ως πρώτη ύλη για την παραγωγή βιοντίζελ. Σημαντικά κριτήρια για την επιλογή των καταλληλότερων φυτών για αυτή την χρήση είναι η μέση απόδοση τους σε λίτρα ελαίου καθώς και αν είναι ανταγωνιστική η χρήση τους αυτή σε σχέση με άλλες χρήσεις που μπορούν να έχουν. Παρακάτω Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 20 από 111

23 αναφέρονται τα πιο δημοφιλή φυτά που χρησιμοποιούνται στην παγκόσμια βιομηχανία για την παραγωγή βιοντίζελ. Σπόροι και άλλες Έλαιο % πρώτες ύλες Τυπική Ελάχιστη Μέγιστη Αραχίδα 47,5 36,1 44,4 Σόγια 17, ,4 Ελαιοκράμβη Ηλίανθος 42 36,2 43,9 Βαμβάκι Αποξηραμένη καρύδα 63,5 - - Σπόροι φοίνικα Λινάρι 39 29,7 38,5 Ρετσινολαδιά Καλαμπόκι Αγριαγκινάρα Σπόρος καπνόφυτων Τοματόσπορος Jatropha Πίνακας 2.1 Περιεκτικότητα των διάφορων σπόρων σε λάδι Κύριες καλλιέργειες για την παραγωγή βιοελαίων Παρακάτω συνοψίζονται τα κυριότερα ενεργειακά φυτά που καλλιεργούνται παγκοσμίως με κύριο σκοπό την παραγωγή βιοντίζελ. Ελαιοκράμβη Η ελαιοκράμβη (ετήσιο φυτό) είναι καλλιέργεια του βορείου τμήματος της εύκρατης ζώνης. Τα είδη που καλλιεργούνται σήμερα ανήκουν στο γένος Brassica και είναι κυρίως τα Brassica napus (χειμερινή ελαιοκράμβη) και Brassica rapa. Η ελαιοκράμβη είναι μία από τις παλαιότερες καλλιέργειες και κατάγεται από την ΝΑ Ευρώπη. Πολλαπλασιάζεται με σπόρο και καλλιεργείται κυρίως σαν πρώτη υλη για την παράγωγη ελαίου και σε μικρότερη έκταση για τα φύλλα της (για ανθρώπινη κατανάλωση, ζωοτροφή και λίπανση). Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 21 από 111

24 Διακρίνεται σε χειμερινές και εαρινές ποικιλίες. Στην Ευρώπη κυριαρχούν οι χειμερινές ποικιλίες ενώ στον Καναδά καλλιεργούνται μόνο οι εαρινές. Η περιεκτικότητα του σπόρου σε λάδι είναι περίπου 40%. Εικόνα 2.2 Φυτά και σπόροι ελαιοκράμβης Καλλιεργείται κυρίως στην ΕΕ (Κεντρική και Βόρεια Ευρώπη). Άλλες χώρες που καλλιεργούν την ελαιοκράμβη σε μεγάλη έκταση είναι η Κίνα, η Ινδία, ο Καναδάς και η Αυστραλία. Η ΕΕ είναι αυτάρκης σε κραμβέλαιο (canola). Παράγει 5,5 εκατομμύρια τόνους κραμβελαίου, οι οποίοι καταναλώνονται εντός της ΕΕ. Το κραμβέλαιο είναι η κατεξοχήν πρώτη ύλη του Ευρωπαϊκού βιοντίζελ. Στην Ελλάδα άρχισε να καλλιεργείται ελαιοκράμβη τα τελευταία 3-4 χρόνια, για τη χρήση κραμβελαίου στην παραγωγή βιοντίζελ. Στη χώρα μας η απόδοση σε σπόρο κυμαίνεται από kg/στρέμμα που συνεπάγεται μέγιστη παραγωγή βιοκαυσίμου περί τα 120 lt. Η καλλιέργεια παρουσιάζει προβλήματα κατά την συγκομιδή (μικρή περίοδος συγκομιδής και τίναγμα σπόρων). Σύμφωνα με τα πρώτα αποτελέσματα, η ελαιοκράμβη ενδείκνυται για καλλιέργεια μόνο στη βόρεια Ελλάδα. Κρίσιμο σημείο για την επιτυχία της καλλιέργειας είναι ο σωστός χρόνος σποράς, διότι όψιμη σπορά οδηγεί σε αποτυχία. Ηλίανθος Ο ηλίανθος (Helianthus annuus) είναι μονοετής καλλιέργεια, κατάγεται από την Κεντρική και Νότια Αμερική και μεταφέρθηκε στην Ευρώπη από ισπανούς εξερευνητές. Η καλλιέργεια του ηλίανθου έγινε δημοφιλής το 18 ο Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 22 από 111

25 αιώνα. Ο σπόρος του ηλίανθου περιέχει 30% - 45% έλαιο. Ο ηλίανθος μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σαν πρώτη ύλη για την παραγωγή βιοντίζελ. Εικόνα 2.3 Φυτά και σπόροι ηλίανθου Η Ρωσία παράγει τις μεγαλύτερες ποσότητες ηλιόσπορου και ακολουθείται από την Ανατολική Ευρώπη, την Αργεντινή και την ΕΕ. Η χώρες που εξάγουν τις μεγαλύτερες ποσότητες ηλιέλαιου είναι η Αργεντινή, οι ΗΠΑ και η Ανατολική Ευρώπη. Η ΕΕ παράγει 2,7 εκατομμύρια τόνους ηλιόσπορου/έτος και εισάγει 1,6 εκατομμύρια τόνους. Η Ιταλία που είναι η τέταρτη μεγαλύτερη παραγωγός βιοντίζελ στην Ευρώπη, χρησιμοποιεί σαν πρώτη ύλη κυρίως ηλίανθο, με το 10% της παραγωγής βιοντίζελ της ΕΕ να προέρχεται από το συγκεκριμένο φυτό. Στην Ελλάδα, ο ηλίανθος θεωρείται σημαντικό φυτό και η καλλιέργεια του συγκεντρώνεται κυρίως στο βόρειο-ανατολικό μέρος της χώρας. Καλλιεργείται κυρίως ως πηγή φυτικού ελαίου διατροφής. Η απόδοση σε σπόρο κυμαίνεται από kg/στρέμμα (ξερική ή ποτιστική) οπότε η μέγιστη παραγωγή σε βιοκαύσιμο ανά στρέμμα είναι περίπου 150 lt. Τεράστιες καταστροφές προκαλούνται στην παραγωγή (μείωση ως 80%) από τα πουλιά και χρειάζεται λήψη κατάλληλων μέτρων. Σύμφωνα με τα μέχρι στιγμής αποτέλεσμα είναι η καταλληλότερη καλλιέργεια για παραγωγή βιοντίζελ στην Ελλάδα. Σόγια Η σόγια (Glycine max) είναι μία από τις παλαιότερες μονοετείς καλλιέργειες, κατάγεται από την Ανατολική Ασία και ανήκει στην οικογένεια Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 23 από 111

26 των ψυχανθών δηλαδή αζωτοδεσμεύει. Το σογιέλαιο αποτελεί το 19,5% του σπόρου. Εικόνα 2.4 Λοβοί και σπόροι σόγιας H σόγια αποτελεί τη δεύτερη μεγαλύτερη, μετά το καλαμπόκι, σοδειά των ΗΠΑ, με αξία περίπου 26,8 δισεκατομμύρια δολάρια. Η Βραζιλία και η Αργεντινή είναι οι μεγαλύτεροι παραγωγοί μετά τις ΗΠΑ και την Κίνα. Σήμερα, η ΕΕ παράγει μόνο το 5% της σόγιας που χρειάζεται για κάλυψη των αναγκών της σε όλους τους τομείς (κυρίως κτηνοτροφία), ενώ το 95% (15 εκατομμύρια τόνοι) εισάγεται. Στη χώρα μας είχε καλλιεργηθεί παλαιότερα και είχε μέση απόδοση σε σπόρο 400 kg/στρέμμα (ελάχιστη 100 και μέγιστη 700 kg/στρέμμα). Σύμφωνα με τα ιστορικά αυτά δεδομένα, πρέπει να αναμένεται μέγιστη παραγωγή σε βιοκαύσιμο περί τα lt/στρέμμα Λοιπές καλλιέργειες παραγωγής βιοελαίων Αγριαγκινάρα Η αγριαγκινάρα (Cynara cardunculus L.) είναι το κοινό γαϊδουράγκαθο. Είναι πολυετές φυτό της Μεσογειακής ζώνης και ήταν γνωστή στους αρχαίους Αιγυπτίους, Έλληνες και Ρωμαίους. Σήμερα αυτοφύεται σε πολλά μέρη του κόσμου αλλά τα τελευταία 15 χρόνια μελετάται συστηματικά από τους επιστήμονες και φαίνεται ότι είναι ένα πολλά υποσχόμενο ενεργειακό φυτό για τις χώρες της Μεσογείου για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας από τη βιομάζα του. Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 24 από 111

27 Εικόνα 2.5 Καλλιέργεια αγριαγκινάρας, ταξιανθίες και σπόροι Εκτός από τη βιομάζα που είναι το κύριο προϊόν της καλλιέργειας, ο σπόρος της αγριαγκινάρας περιέχει μέχρι 25% λάδι που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην παραγωγή βιοντίζελ. Η καλλιέργεια παράγει kg σπόρου ανά στρέμμα που μεταφράζεται σε μέγιστη παραγωγή 50 lt βιοκαυσίμου ανά στρέμμα. Ήδη στην Κεντρική Ελλάδα καλλιεργούνται πιλοτικά στρέμματα αγριαγκινάρας για παραγωγή βιοντίζελ από την εταιρεία Agroinvest. Σουσαμιά Η σουσαμιά (Sesamum indicum), είναι μονοετές φυτό και ο σπόρος του Εικόνα 2.6 Σπόροι και άνθη σουσαμιάς Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 25 από 111

28 περιέχει μέχρι 50% έλαιο (ανάλογα με την ποικιλία). Το φυτό καλλιεργούνταν από τους Πέρσες από το 4000 π.χ. Σήμερα καλλιεργείται σε τροπικές και υποτροπικές περιοχές, κυρίως στην Ινδία, την Κίνα, το Σουδάν, τη Νιγηρία το Μεξικό και τη Γουατεμάλα. Οι στρεμματικές αποδόσεις κυμαίνονται μεταξύ kg. Στη χώρα μας έπαψε να καλλιεργείται πλέον. Αραχίδα Η αραχίδα (Arachis hypogaea) δηλαδή το γνωστό αράπικο φιστίκι, είναι μονοετής καλλιέργεια και κατάγεται από τη Βραζιλία. Οι Ίνκας καλλιεργούσαν το φυτό από το 3000 π.χ. Στην Ευρώπη ήλθε από τους πρώτους Ισπανούς και Πορτογάλους εξερευνητές και στη συνέχεια διαδόθηκε στις υπόλοιπες χώρες. Σε πολλές χώρες, όπως η Κίνα, η Ινδία, η Δ. Αφρική, η Ιαπωνία, η Κορέα και οι ΗΠΑ είναι ένα από τα κυριότερα ελαιούχα φυτά μεγάλης καλλιέργειας. Εικόνα 2.7 Καλλιέργεια αραχίδας, καρποί και σπέρματα Στη χώρα μας όπως και σε όλες τις παραμεσόγειες χώρες όπου ευδοκιμεί η ελιά, η αραχίδα χάνει τη σημασία της ως πηγή βρώσιμου λαδιού, επειδή η υπεροχή του ελαιόλαδου είναι μεγάλη. Στην Ελλάδα καλλιεργούνται μόνο στρέμματα, μολονότι οι συνθήκες της χώρας μας είναι ιδανικές για την αραχίδα. Τα σπέρματα της αραχίδας περιέχουν 48-58% λάδι και η απόδοση της καλλιέργειας σε βιοκαύσιμο ξεπερνά τα 100 lt/στρέμμα. Όπως προαναφέρθηκε, ο Ρούντολφ Ντίζελ χρησιμοποίησε το αραχιδέλαιο (φυστικέλαιο) ως καύσιμο για τη λειτουργία του ομώνυμου κινητήρα του. Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 26 από 111

29 2.2. Ελαιοδοτικά δέντρα και θάμνοι Εκτός βέβαια από τα ελαιούχα φυτά μεγάλης καλλιέργειας, για παραγωγή βιοντίζελ χρησιμοποιούνται και τροπικά φυτά όπως ο φοίνικας, η καρύδα και η Jatropha. Φοίνικας Ο φοίνικας (Elaeis guineensis) καλλιεργείται σε τροπικές χώρες και παράγονται 200 kg φοινικέλαιο ανά στρέμμα. Λόγω της υψηλής ζήτησης του προϊόντος στην παγκόσμια αγορά, σήμερα γίνεται ένα τεράστιο περιβαλλοντικό έγκλημα σε τροπικές αναπτυσσόμενες χώρες (Μαλαισία, Ινδονησία) όπου καταστρέφονται τροπικά δάση για να καλλιεργηθεί ο φοίνικας. Εικόνα 2.8 Δέντρα και καρποί του φοίνικα Από τον καρπό του φοίνικα λαμβάνονται δύο είδη λαδιών. Το φοινικέλαιο (palm oil, σκούρο κίτρινο έως κίτρινο-κόκκινο χρώμα με άρωμα βιολέτας και γλυκιά γεύση), το οποίο προέρχεται από τη σάρκα του καρπού και το λάδι που προέρχεται από τους σπόρους του καρπού (palm kernel oil, λευκό ή κίτρινο με ευχάριστη οσμή και γεύση. Η σύνθεσή του τελευταίου μοιάζει με αυτή του λαδιού από καρύδα). Το φοινικέλαιο είναι πρωτογενές υλικό και δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας για την παραγωγή βιοντίζελ και πρέπει πρώτα να επεξεργαστεί ή και να επανεπεξεργαστεί. Η Μαλαισία παράγει το μισό περίπου φοινικέλαιο του πλανήτη. Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 27 από 111

30 Καρύδα Σχετικά με την παραγωγή λαδιού από την καρύδα (Cocos nucifera), η ψίχα αρχικά αποξηραίνεται μέχρι η υγρασία να φθάσει 5-7%. Στη συνέχεια από την αποξηραμένη ψίχα (copra) λαμβάνεται το λάδι. Εικόνα 2.9 Δέντρα καρύδας και συγκομιδή καρπών Απαιτούνται καρύδες για την παραγωγής 1 τόνου copra. Από ένα κιλό αποξηραμένης καρυδόψιχας παραλαμβάνονται 650 g λαδιού. Κύριες παραγωγοί χώρες είναι οι Ινδονησία, Φιλιππίνες, Ινδία και Βραζιλία. Jatropha Κλείνοντας, αξίζει να αναφερθεί και ένα αμφιλεγόμενο, εν δυνάμει ενεργειακό φυτό, η jatropha (Jatropha curcas), που είναι θάμνος με μεγάλους ελαιούχους σπόρους περιεκτικότητας σε λάδι μέχρι 40% και μπορεί να αποτελέσει πρώτη ύλη για την παραγωγή βιοντίζελ. Η jatropha είναι ένα εξαιρετικά ανθεκτικό φυτό σε δυσμενείς συνθήκες (ξηροθερμικές και άγονες) γι αυτό και είναι στη λίστα των χειρότερων φυτών-εισβολέων (ζιζανίων) παγκοσμίως. Εικόνα 2.10 Jatropha, ένα αμφιλεγόμενο φυτό για παραγωγή βιοντίζελ Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 28 από 111

31 Ήδη επιχειρηματίες που επενδύουν στην παραγωγή βιοντίζελ σε τροπικές περιοχές της Αφρικής και της Ινδίας, δημιουργούν τεράστιες φυτείες jatropha σε άγονες και ξηρές περιοχές. Η βρετανική εταιρεία παραγωγής βιοντίζελ D1 Oils φύτεψε 1,5 εκατομμύρια στρέμματα jatropha στη Σουαζιλάνδη, στη Ζάμπια στη Νότια Αφρική και στην Ινδία. Η εταιρεία σχεδιάζει να διπλασιάσει το μέγεθος των καλλιεργειών της άμεσα. Επίσης η BioKing, ολλανδική εταιρεία κατασκευής εξοπλισμού για βιοντίζελ, αναπτύσσει καλλιέργειες στη Σενεγάλη, ενώ και η Australian Biodiesel Group έχει ανακοινώσει ότι θα ξεκινήσει παραγωγή από jatropha αφού υπολογίζεται ότι στην Αυστραλία υπάρχουν 200 εκατομμύρια στρέμματα αναξιοποίητων άγονων εδαφών που μπορεί να καλλιεργηθεί το φυτό. Τέλος η κυβέρνηση της Κίνας έχει θέσει σε εφαρμογή ένα μεγάλο πρόγραμμα εκτατικής καλλιέργειας [1] Χρησιμοποιημένα μαγειρικά έλαια και ζωικά λίπη Στον ανεπτυγμένο κόσμο, ο εθισμός των κοινωνιών στο γρήγορο έτοιμο φαγητό δημιουργεί τεράστιες ποσότητες χρησιμοποιημένων μαγειρικών λαδιών που θα μπορούσαν να αποτελέσουν μια πολύ φτηνή πρώτη ύλη για την παραγωγή βιοντίζελ. Ένα από τα πιο γνωστά παραδείγματα είναι το McDiesel στο Graz της Αυστρίας, το οποίο πήρε το όνομά του από την αλυσίδα εστιατορίων McDonald s από τα οποία συλλέγονται τα τηγανέλαια. Τα ζωικά λίπη αποτελούν μια πολύ φθηνή πρώτη ύλη για την παραγωγή βιοντίζελ. Προέρχονται από επιχειρήσεις που επεξεργάζονται απόβλητα σφαγείων. Η επιλογή των πρώτων υλών εξαρτάται πολύ από την κάθε χώρα και τις αγροτικές της καλλιέργειες, καθώς και την ποιότητα και την προέλευση των χρησιμοποιούμενων πρώτων υλών [6]. Τα συμπεράσματα που προκύπτουν απ όλα τα παραπάνω είναι τα εξής: Ενεργειακές καλλιέργειες είναι φυτικές καλλιέργειες η βιομάζα των οποίων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή ενέργειας και βιοκαυσίμων όπως είναι το βιοντίζελ. Αυτές διακρίνονται σε ετήσιες (για παραγωγή βιοντίζελ Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 29 από 111

32 πρώτης γενιάς) και σε πολυετής (για παραγωγή βιοκαυσίμων πρώτης και δεύτερης γενιάς. Το βιοντίζελ παράγεται από τους ελαιούχους σπόρους πολλών ενεργειακών καλλιεργειών. Υπάρχουν περίπου 50 είδη ελαιοδοτικών καλλιεργειών, μερικά από τα οποία είναι: η Ελαιοκράμβη (κραμβέλαιο), ο Ηλίανθος (ηλιέλαιο), το Βαμβάκι (βαμβακέλαιο), η Σόγια (σογιέλαιο), η Αραχίδα (φυστικέλαιο), η Αγκινάρα, το Λινάρι και το Σουσάμι. Επίσης για την παραγωγή βιοντίζελ χρησιμοποιούνται εκτός από τα ελαιούχα φυτά που ανέφερα παραπάνω και τροπικά φυτά όπως είναι: η Καρύδα, ο Φοίνικας και η Jatropha. Τέλος βιοντίζελ μπορεί να παραχθεί και από χρησιμοποιημένα μαγειρικά έλαια (τηγανέλαια) και από τα υπολείμματα ζωικών λιπών. Η Ελαιοκράμβη είναι το πιο σημαντικό φυτό για την παραγωγή βιοντίζελ στην Ευρώπη. Το 85% του βιοντίζελ παράγεται από ελαιοκράμβη και το υπόλοιπο από ηλίανθο, σόγια κ.α. Στην Ελλάδα οι παραγωγικότερες ενεργειακές καλλιέργειες είναι η ελαιοκράμβη, ο ηλίανθος, το βαμβάκι και η σόγια. Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 30 από 111

33 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΒΙΟΝΤΙΖΕΛ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Το τρίτο κεφάλαιο είναι και το πιο σημαντικό κεφάλαιο της παρούσας πτυχιακής εργασίας και αναφέρεται στο βιοντίζελ στην Ελλάδα. Το κεφάλαιο αρχίζει με μια αναφορά σε δύο πιλοτικά προγράμματα που διεξήχθησαν, το πρώτο το 1995 και το δεύτερο το 1999, και τα οποία αποτέλεσαν την αρχή για την διείσδυση του βιοντίζελ στην ελληνική αγορά καυσίμων. Επίσης αναφέρονται στοιχεία σχετικά με την παραγωγή βιοντίζελ στον ελληνικό χώρο, στοιχεία σχετικά με τις πρώτες ύλες που χρησιμοποιούν διάφορες μονάδες για την παραγωγή βιοντίζελ, καθώς και στοιχεία για πολλές εταιρίες που παράγουν βιοντίζελ στην Ελλάδα. Στη συνέχεια παρατίθεται η κατανομή συνολικής ποσότητας χιλιόλιτρων αυτούσιου βιοντίζελ στις δικαιούχες εταιρίες για την περίοδο από τον Ιούλιο του 2011 έως τον Ιούνιο του 2012 (24 δικαιούχες εταιρίες). Ακολουθεί το νομοθετικό πλαίσιο και πιο συγκεκριμένα η εναρμόνιση της Οδηγίας 2003/30 της ΕΕ η οποία όριζε τη χρήση των βιοκαυσίμων στον τομέα των μεταφορών, σε ποσοστό 2% έως το 2005 και ο σκοπός ήταν να φτάσει το 2010 στο 5,75%. Ο στόχος για το μακρινό 2020 είναι να φτάσει στο 10%. Η εναρμόνιση λοιπόν της Οδηγίας 2003/30 της ΕΕ στην Ελληνική νομοθεσία έγινε με το νόμο 3423/05 (ΦΕΚ 304/Α/ ). Μετά το νομοθετικό πλαίσιο γίνεται αναφορά στους τεχνικούς κανονισμούςπρότυπα. Το Ευρωπαϊκό πρότυπο ΕΝ 590, για το πετρέλαιο κίνησης επιτρέπει ανάμιξη μέχρι 5% βιοντίζελ. Η χρήση 100% βιοντίζελ πρέπει να ικανοποιεί το Ευρωπαϊκό πρότυπο ΕΝ Το 2010 το ποσοστό ανάμιξης έφτασε το 6,5% και σήμερα από τις αρχές του 2013 έχει φτάσει στο 7%. Το Β7 διατίθεται από κάθε αντλία σε οποιοδήποτε πρατήριο υγρών καυσίμων εντός της ελληνικής επικράτειας. Η ανάμιξη γίνεται είτε από τα διυλιστήρια είτε από τις εταιρίες που εισάγουν πετρέλαιο κίνησης, πριν τη διάθεση του στην εγχώρια χονδρική αγορά. Ακολουθούν τα φορολογικά κίνητρα. Για την προώθηση της χρήσης του βιοντίζελ, κρίθηκε απαραίτητη, σε πρώτη φάση, η αποφορολόγηση της ελάχιστης ποσότητας βιοντίζελ που θα έπρεπε να διατίθεται και άρα να παράγεται σε κάθε χώρα της ΕΕ, σύμφωνα με την Οδηγία της ΕΕ, ώστε το βιοντίζελ να καταστεί ανταγωνιστικό έναντι του Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 31 από 111

34 συμβατικού ντίζελ. Από της 1/1/2007, δηλαδή αμέσως μετά τη λήξη του προγράμματος αποφορολόγησης του αυτούσιου βιοντίζελ, φορολογείται ξανά με τον ίδιο ΕΦΚ που έχει και το συμβατικό ντίζελ. Το κεφάλαιο ολοκληρώνεται με τις προοπτικές ανάπτυξης αυτού του βιοκαυσίμου στη χώρα μας, αναφέρονται τα θετικά και τα αρνητικά σημεία της ανάπτυξης του βιοντίζελ στην Ελλάδα και τα διάφορα οφέλη από την παραγωγή βιοντίζελ (οικονομικά, γεωπολιτικά, αγροτικά και οικολογικά) Πιλοτικά προγράμματα για την διείσδυση του Βιοντίζελ στην Ελληνική αγορά καυσίμων Με σκοπό την διείσδυση του βιοντίζελ στην Ελληνική αγορά καυσίμων διεξήχθησαν αρχικά ( ) δύο πιλοτικά προγράμματα. Το πρώτο ερευνητικό πρόγραμμα διεξήχθη το 1995 υπό την επίβλεψη του εργαστηρίου τεχνολογίας καυσίμων και αποτέλεσε την πρώτη εφαρμογή της χρήσης βιοντίζελ στην Ελλάδα. Το πρόγραμμα αυτό χρηματοδοτήθηκε από την ΕΕ στο πλαίσιο του προγράμματος Altener. Οι αναμενόμενες αλλαγές στην ζήτηση πετρελαϊκών αποσταγμάτων, οι νέες απαιτήσεις των μηχανών ντίζελ και η ανάγκη αντιμετώπισης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης οδηγούν στην απαίτηση βελτίωσης της ποιότητας του ντίζελ. Η μείωση του ποσοστού θείου και η διερεύνηση για ανανεώσιμα υποκατάστατα του ντίζελ είναι μερικά από τα μέτρα για την αντιμετώπιση του προβλήματος. Το πρώτο ερευνητικό πρόγραμμα αποσκοπούσε στην διερεύνηση των εκπομπών (CO, υδρογονάνθρακες, ΝΟx, καπνός) από τη χρήση βιοντίζελ παραγόμενο από διάφορες πρώτες ύλες. Η κύρια δραστηριότητα περιελάμβανε τον έλεγχο της απόδοσης ενός στόλου 9 οχημάτων (3 φορτηγά, 4 ταξί, 1 minibus, 1 επιβατικό) που χρησιμοποιούσαν κανονικό καύσιμο και μίγματα με βιοντίζελ σε διάφορες αναλογίες. Τα είδη βιοντίζελ που χρησιμοποιήθηκαν ήταν προερχόμενα από ηλιέλαιο, καλαμποκέλαιο, χαμηλής ποιότητας ελαιόλαδο και προτηγανισμένα έλαια. Κατά την χρονική περίοδο του προγράμματος τα οχήματα κυκλοφορούσαν στην ευρύτερη περιοχή Αθηνών εκτελώντας τις τυπικές τους Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 32 από 111

35 χρήσεις. Τα οχήματα χρησιμοποιούσαν πετρέλαιο κίνησης ή μίγματα πετρελαίου κίνησης με βιοντίζελ σε διάφορες αναλογίες. Οι πειραματικές μετρήσεις των ρύπων διεξήχθησαν στο ρελαντί και στις 2500 min -1 (στροφές) για κάθε όχημα. Εκτός από την επίδραση του βιοντίζελ στις εκπομπές μελετήθηκε επίσης η επίδραση στην φθορά των κινητήρων. Τα οχήματα χρησιμοποιούσαν τον ίδιο τύπο λιπαντικού ενώ στους προαναφερόμενους κύκλους καυσίμου ανά 1000 km, ποσότητα λιπαντικού αναλυόταν για τα σημαντικότερα μέταλλα φθοράς (Fe, Ag, Cu, Cr, Pb). Στην Εικόνα 3.1 παρουσιάζεται η επίδραση προσθήκης βιοντίζελ από ελαιόλαδο στις εκπομπές ΝΟx σε δύο από τα οχήματα που χρησιμοποιήθηκαν κατά τη διάρκεια των πειραμάτων. Εικόνα 3.1: Επίδραση της προσθήκης 10% και 20% βιοντίζελ ελαιολάδου στις εκπομπές ΝΟx στις 2500 στροφές/λεπτό Η Εικόνα 3.2 παρουσιάζει την επίδραση προσθήκης βιοντίζελ από καλαμποκέλαιο στην οπτική αδιαφάνεια καπνού. Τα αποτελέσματα δείχνουν παρόμοιες εκπομπές για τα ΝΟx παρόλο που γενικά είναι αποδεκτό ότι οι εκπομπές ΝΟx επηρεάζονται σε μεγάλο βαθμό από τον τύπο του κινητήρα, όπως έδειξαν και άλλες έρευνες με χρήση βιοντίζελ. Τα αποτελέσματα για τις εκπομπές καπνού και σωματιδίου έδειξαν Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 33 από 111

36 ότι η χρήση βιοντίζελ οδηγεί σε μείωση των εκπομπών ακόμα και σε υψηλά φορτία της μηχανής. Εικόνα 3.2: Επίδραση της προσθήκης 10% και 20% βιοντίζελ καλαμποκέλαιου στην οπτική αδιαφάνεια καπνού. Εικόνα 3.3: Μέταλλα φθοράς, φορτηγό με ντίζελ κίνησης και μείγμα με 10% ηλιέλαιο, λιπαντικό SAE 20W 50. Στην Εικόνα 3.3 φαίνεται η επίδραση του βιοντίζελ στην φθορά του κινητήρα. Με εξαίρεση τον σίδηρο (Fe), οι συγκεντρώσεις των υπολοίπων μετάλλων φθοράς ήταν παρόμοιες κατά τη χρήση ντίζελ κίνησης και βιοντίζελ. Οι αυξημένες συγκεντρώσεις που εμφανίστηκαν για το σίδηρο πιθανόν λόγω Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 34 από 111

37 όξινων συστατικών του βιοντίζελ μπορούν να αντιμετωπιστούν με κατάλληλα λιπαντικά. Ακολουθώντας τα συμπεράσματα του προηγούμενου προγράμματος και με βάση τα ενθαρρυντικά αποτελέσματα που είχαν επιτευχθεί, η Ευρωπαϊκή Ένωση ενέκρινε ένα δεύτερο πρόγραμμα (1998), με στόχο την πραγματική εισαγωγή του βιοντίζελ στην Ελληνική αγορά σε πιλοτική μορφή. Επειδή δεν υπήρχε ακόμα παραγωγή βιοντίζελ στην Ελλάδα, οι απαιτούμενες ποσότητες εισαχθήκανε από την Αυστρία και διακινήθηκαν στο δίκτυο πρατηρίων ΕΛΙΝ της Θράκης κατά το καλοκαίρι του 1999 και 2000 (Ιούνιο 1999-Ιούνιο 2000). Αρχικά συμμετείχαν 5 πρατήρια στην αρχική φάση το 1999, και με βάση την αποδοχή του καυσίμου και την επιτυχημένη υποδομή και διανομή αυξήθηκαν σε 25 το καλοκαίρι του Η διεξαγωγή του προγράμματος έγινε τους καλοκαιρινούς μήνες διότι σταματά η διάθεση του πετρελαίου θέρμανσης και τα πρατήρια έχουν δεξαμενές για την διάθεση ενός ακόμα προϊόντος. Ο λόγος για τον οποίο το βιοντίζελ διακινήθηκε μόνο από 5 πρατήρια το 1999 είναι ότι το ενδιαφέρον εστιάστηκε στα ζητήματα α) της ιδανικής αναλογίας του μείγματος βιοντίζελ ντίζελ και β) του εφοδιασμού και της διανομής του προϊόντος από τις εγκαταστάσεις αποθήκευσης στα πρατήρια. Η λιανική τιμή πώλησης του βιοντίζελ (τιμή αντλίας) καθορίστηκε ίση με την τιμή του ντίζελ, για να εξασφαλιστεί ότι ο καταναλωτής δεν θα επηρεαζόταν στην λήψη της απόφασης του από πιθανή διαφορά τιμής. Για να επιτευχθεί αυτό, μετά από αίτηση της ΕΛΙΝΟΙΛ, το Υπουργείο Ανάπτυξης απάλλαξε το βιοντίζελ από τον ειδικό φόρο κατανάλωσης ειδάλλως λόγω της εισαγωγής του από την Αυστρία, η τιμή του θα ήταν υψηλότερη του κανονικού ντίζελ. Τα επιχειρήματα για την φοροαπαλλαγή ήταν τα ακόλουθα: Το βιοντίζελ είναι φυτικό οικολογικό προϊόν. Η ενδεχόμενη τοπική παραγωγή του μπορεί να αξιοποιήσει προϊόντα και υποπροϊόντα γεωργικής παραγωγής, συμβάλλοντας στην βελτίωση του γεωργικού εισοδήματος. Η επιτυχία του πιλοτικού προγράμματος για τη διάδοση του βιοντίζελ στη Θράκη. Η απόφαση της ΕΛΙΝΟΙΛ να επιδοτήσει και η ίδια την τιμή πώλησης του από τα πρατήρια της. Μπάτζος Σπυρίδων Σελίδα 35 από 111