ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΛΑΤΦΟΡΜΑ ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΩΝ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ Παρουσίαση του σχεδίου αναφοράς της καθοδηγητικής επιτροπής WG3 Διάθεση & Χρήση Βιοκαυσίμων Πρόεδρος Ν. Λιάπης (ΕΛΙΝΟΙΛ) Αντιπρόεδρος Kαθ. Αναστάσιος Σταματέλλος (ΠΘ)
Δομή Τεχνολογικής Πλατφόρμας Βιοκαυσίμων Συμβουλευτική Επιτροπή Γραμματεία Τεχνολογικής Πλατφόρμας Βιομάζα Τεχνολογίες Μετατροπής Αξιολόγηση Αειφορίας Διάθεση & Χρήση Βιοκαυσίμων Καθοδηγητικές Επιτροπές Αγορές και Κανονισμοί Γενική Συνέλευση
Όραμα για το 2030+ Σύμφωνα με το Vision Paper του Biofuels Research Advisory Council, έως το 2030, η ΕΕ έχει θέσει ως στόχο να αντικαταστήσει το 25% των καυσίμων που χρησιμοποιεί για τις οδικές μεταφορές με βιοκαύσιμα, που θα παρέχονται από μία ανταγωνιστική Ευρωπαϊκή Βιομηχανία.
Οδοχάρτης Καυσίμων ΕΕ Πηγή: Ευρωπαϊκή Τεχνολογική Πλατφόρμα Βιοκαυσίμων (WG3) Aναφορά: 02.08.2007
Υψηλότερο το ποσοστό υποκατάστασης του Diesel κίνησης Όπως φαίνεται από την πρόβλεψη, η Ευρώπη προσβλέπει σε πολύ σημαντικότερη συνεισφορά του βιοντήζελ παρά της βιοαιθανόλης. Αυτό σημαίνει ότι σε αρκετές Ευρωπαϊκές χώρες, το ποσοστό ανάμιξης του βιοντήζελ στο πετρέλαιο κίνησης ήδη από το 2010, θα είναι σημαντικά πάνω από το σταθμισμένο μέσο όρο του 5.75% που αφορά όλα τα καύσιμα. Γι αυτό το λόγο, ήδη τροποποιείται το σχετικό πρότυπο EN- 590 ώστε να ανέχεται έως και 7% ανάμιξη βιοντήζελ. Από την άλλη μεριά, στη Γερμανία, Ιταλία, Γαλλία, Αυστρία και αλλού, ήδη διατίθενται στα πρατήρια καυσίμων μίγματα Β20, για εθελοντική χρήση από ιδιώτες ή στόλους οχημάτων.
Δυναμικότητα Ελληνικών Εργοστασίων biodiesel (2007) Χώρα Δυναμικότητα παραγωγής βιοντήζελ (x 1000 ton) Germany 4,361 Italy 1,366 France 780 UK 657 Spain 508 Greece 440 Belgium 335 Austria 326 Poland 250 Portugal 246 Sweden 212 Czech Republic 203 The Netherlands 115 Slovakia 99 Denmark 90 Romania 81 Bulgaria 65 ΣΥΝΟΛΟ 10,289
Ιδιωτική πρωτοβουλία εστιάζεται στο βιοντήζελ Αντιλαμβανόμενοι την Ευρωπαϊκή στρατηγική επιλογή της ενίσχυσης της διείσδυσης του βιοντήζελ, (για λόγους τεχνολογίας, σύνθεσης στόλου και καταλληλότητας καλλιεργειών), αρκετοί Έλληνες επιχειρηματίες επένδυσαν στην κατασκευή εργοστασίων παραγωγής βιοντήζελ. Το σκεπτικό τους (που συμμερίζονται και άλλοι Ευρωπαίοι επιχειρηματίες), φαίνεται να ήταν το παρακάτω: Σύμφωνα με την Οδηγία 2003/30/EC, το έτος 2010 θα πρέπει να καλύπτεται το 5.75% της συνολικής κατανάλωσης καυσίμων μεταφορών από βιοκαύσιμα. Όμωςηυποκατάστασητης βενζίνης καθυστερεί σημαντικά, και ούτως ή άλλως θα είναι σε χαμηλότερο ποσοστό από τον στοχευμένο μέσον όρο.
Δυναμικότητα Ελληνικών Εργοστασίων biodiesel Εάν κάνουμε την ακραία υπόθεση ότι η ποσότητα αυτή πρόκειται να καλυφθεί στην Ελλάδα μόνον από βιοντήζελ, τότε απαιτείται κατανάλωση 450,000,000 λίτρων βιοντήζελ, δηλαδή υπερτριπλάσια ποσότητα από το σύνολο των ποσοστώσεων του 2007. Στην περίπτωση αυτή βέβαια το μέσο ποσοστό ανάμιξης στο πετρέλαιο κίνησης μπορεί να φτάσει στο 15%. Η σημερινή δυναμικότητα των εν λειτουργία εργοστασίων βιοντήζελ είναι σε θέση να καλύψει την ποσότητα αυτή, εφόσον εξασφαλιστεί η πρώτη ύλη. Όμως σαφώς θα πρέπει να αυξηθεί σημαντικά η καλλιεργήσιμη έκταση, ιδιαίτερα στη Θεσσαλία και Βόρεια Ελλάδα, ώστε να καλυφθεί τουλάχιστον το νομοθετημένο 30% της πρώτης ύλης από εγχώρια παραγωγή. Το δυναμικό του Θεσσαλικού κάμπου θα μπορούσε να υποστηρίξει την παραγωγή έως και 200,000,000 λίτρων βιοκαυσίμων.
Διευρυμένοι Στόχοι Άξονα 3 Διάθεση & Χρήση Βιοκαυσίμων Επιπλέον των παραπάνω, για την Ελλάδα έχει στρατηγική σημασία και η ενίσχυση της κατανάλωσης στερεών βιοκαυσίμων (βιομάζας). Συνεπώς, οι στόχοι του άξονα 3 περιλαμβάνουν την ανάπτυξη στρατηγικών για τα συστήματα αποθήκευσης και διάθεσης βιομάζας και βιοκαυσίμων, καθώς και την αξιολόγηση της χρήσης βιοκαυσίμων: Σχεδιασμός & βελτιστοποίηση δικτύων διανομής βιομάζας & βιοκαυσίμων Υποδομές ελέγχου ποιότητας βιομάζας και βιοκαυσίμων Αξιολόγηση χρήσης βιοκαυσίμων σε οχήματα / πλοία / αεροσκάφη
Απαιτούμενες Μελέτες για ανάπτυξη υποδομών Εκτιμήσεις με βάση υπάρχουσες μελέτες που θα συγκεντρωθούν, όσον αφορά τα logistics της εγχώρια παραγόμενης πρώτης ύλης βιομάζας. Επιπλέον, οικονομοτεχνικές μελέτες σχετικά με το ποιοί και πως θα επενδύσουν σε σπορελαιουργεία, εργοστάσια παραγωγής βιοκαυσίμων, αλλά και διαχείριση των παραπροϊόντων, με σπουδαιότερο το πρόβλημα της διάθεσης της γλυκερίνης.
Βιοντήζελ: Προκλήσεις & Προοπτικές Η έρευνα της βιβλιογραφίας σχετικά με την επίδραση της καύσης βιοντήζελ στις εκπομπές ρύπων του κινητήρα Diesel, παρά τις κάποιες αποκλίσεις στα αποτελέσματα, φανερώνει κυρίαρχες τάσεις που συνοψίζονται ως εξής: Η ανηγμένη σε όγκο θερμογόνος δύναμη του βιοντήζελ είναι μειωμένη κατά 9% σε σχέση με το πετρέλαιο. Όσον αφορά τις εκπομπές NOx του κινητήρα, δεν παρατηρείται σημαντική επίδραση. Υπάρχει σημαντική μείωση των εκπομπών αιθάλης με τη χρήση βιοντήζελ. Επίσης υπάρχει μείωση στις εκπομπές ακαύστων υδρογονανθράκων (HC), καθώς και στις εκπομπές CO (πριν από τον καταλύτη). Παρατηρείται επίσης σημαντική μείωση στις εκπομπές άλλων επικίνδυνων γιατηνυγείαρύπων, όπως αρωματικών υδρογονανθράκων, αλδεϋδών, κετονών, μεταλλαξιογόνου δράσης σωματιδίων κτλ To βιοντήζελ χρησιμοποιείται ως πρόσθετο αύξησης λιπαντικής ικανότητας του Ultra Low Sulfur Diesel.
Μικρο-προβλήματα στο σύστημα έγχυσης καυσίμου του κιν. Diesel Οι μεθυλεστέρες των λιπαρών οξέων (κραμβελαίου κτλ), προκαλούν αλλοιώσεις σε κάποια ελαστομερή του κυκλώματος καυσίμου, με συνέπεια πιθανές διαρροές. Επίσης, διαλύουν επικαθήσεις από το πετρέλαιο Diesel, που συσσωρεύονται στο φίλτρο πετρελαίου (συχνότερες αλλαγές). Τυχόν ελεύθερη μεθανόλη, νερό, γλυκερίνη, στερεά κατάλοιπα ή κατάλοιπα χημικών από την επεξεργασία του βιοντήζελ μπορούν να διαβρώσουν εξαρτήματα αλουμινίου ή ψευδαργύρου, σχηματισμό αλάτων στο κύκλωμα καυσίμου, φράξιμο φίλτρων κτλ. Το υψηλότερο μέτρο ελαστικότητας του βιοντήζελ οδηγεί σε αύξηση της πίεσης έγχυσης. Το υψηλότερο ιξώδες του αυξάνει τη θερμοκρασία του καυσίμου και καταπονεί τον εξοπλισμό έγχυσης. Το νέο πρότυπο ASTM D6751-07be1 ενσωματώνει μία σημαντική προδιαγραφή ευστάθειας για το B100
Βιοντήζελ και διείσδυση του κινητήρα Diesel Το μερίδιο αγοράς οχημάτων Diesel στην Ευρώπη είναι πολύ υψηλό, ακόμη και στα επιβατικά αυτοκίνητα (>60%). Σημαντικότερο πρόβλημα του κινητήρα Diesel είναι οι εκπομπές σωματιδίων (αιθάλη). Εδώ, η υποκατάσταση με βιοντήζελ δίνει σημαντικές μειώσεις, και έχει ευεργετικές επιδράσεις στην απόδοση των φίλτρων αιθάλης. Επομένως, για την Ευρώπη είναι πολύ σημαντική η επένδυση σε υποδομές για χρήση βιοντήζελ.
Διαθεσιμότητα βιοντήζελ από πρατήρια καυσίμων: 2012 Η παραπέρα αύξηση της διείσδυσης του βιοντήζελ στην Ελλάδα, θα απαιτήσει τη διάθεση στην αγορά μιγμάτων μεγαλύτερης περιεκτικότητας (π.χ. το B20), για εθελοντική χρήση από ιδιώτες ή δεσμευμένους στόλους οχημάτων. Στις ΗΠΑ σήμερα υπάρχουν 1200 πρατήρια που διαθέτουν biodiesel. Στη Γερμανία, από τα 15400 συνολικά πρατήρια, τα 1800 (δηλαδή ποσοστό 12%) διαθέτουν μίγματα biodiesel. Η Ελλάδα έχει σήμερα συνολικά 7750 πρατήρια, αριθμό υπερβολικό για τον πληθυσμό της. Υπάρχει τάση μείωσης του αριθμού τους που αναμένεται να σταθεροποιηθεί κάτω από τα 5000. Εάν γίνει εφικτό, έως το 2012 να διατίθεται το Β20 από 100 η περισσότεραπρατήρια, αυτό θα αυξήσει τη διείσδυση της χρήσης του στην Ελλάδα.
Προδιαγραφές biodiesel Με βάση τα αποτελέσματα των μελετών, θα πρέπει να γίνουν προτάσεις από Ελληνικής πλευράς για χαλάρωση απαιτήσεων EN 14214:2003, όσον αφορά ανελαστικά χαρακτηριστικά του βιοντήζελ που εξαρτώνται κυρίως από την ποιότητα του ενεργειακού φυτού (πχ αριθμός Ιωδίου), ή από ιδιότητες που λόγω θερμότερου κλίματος δεν είναι περιοριστικές για την Ελλάδα (πχ CFPP). Επίσης, είναι σκόπιμο να μελετηθεί η δυνατότητα παραγωγής biodiesel διαφορετικής ποιότητας και προδιαγραφών για χρήση σε ναυτικούς κινητήρες, θέρμανση, συμπαραγωγή κτλ.
Διακυμάνσεις στις παγκόσμιες Αγορές Στη σοδειά του 2007, παρατηρήθηκαν σημαντικές αυξήσεις στις τιμές των σιτηρών και άλλων τροφίμων, για τις οποίες ενοχοποιήθηκε εν μέρει και η αυξανόμενη ζήτηση για βιοκαύσιμα. Η ΕΕ σε σχετικές αναφορές της εμμένει στους στόχους της αλλά προβλέπει για το 2010 μόνον 4.2% βιοκαύσιμα κατά μ.ό., αντί για το στόχο του 5.75%. Στην Ελλάδα από 1.1.2008 καταργήθηκε η αποφορολόγηση του βιοντήζελ. Οι ισχυρά ανοδικές τάσεις στις τιμές του πετρελαίου από τις αρχές του 2008, ακολουθούνται κατά πόδας από τις τιμές του βιοντήζελ: σε ποιό ποσοστό λοιπόν το βιοντήζελ παράγεται με αειφόρες διεργασίες;
Χρήση σε πιλοτικούς εταιρικούς στόλους οχημάτων (Β20-Β30) Επί του παρόντος, γίνεται από διάφορους φορείς στην Ελλάδα, αξιολόγηση της χρήσης μιγμάτων πετρελαίου με υψηλή περιεκτικότητα σε βιοντήζελ, σε διάφορες κατηγορίες οχημάτων (Β20-Β100). Η ολοκλήρωση των πρώτων πιλοτικών εφαρμογών σε διάφορες κατηγορίες οχημάτων μέχρι το τέλος του 2008, θα δώσει την απαραίτητη εμπειρία για την δρομολόγηση του πρώτου δεσμευμένου στόλου οχημάτων στην Ελλάδα που θα κινείται με σημαντικό ποσοστό ανάμιξης βιοντήζελ, έως το 2010.
Βελτιώσεις στους κινητήρες ώστε να καίνε πιό αποδοτικά βιοντήζελ Οι σχετικές εργαστηριακές δοκιμές στην Ελλάδα και στο Εξωτερικό, με καύση μιγμάτων όπως το Β30, Β50, Β70 ή και καθαρό βιοντήζελ σε κινητήρες σύγχρονης τεχνολογίας common rail, δείχνουν ότι ο εγκέφαλος του κινητήρα δεν αντιλαμβάνεται γενικά το διαφορετικό καύσιμο, με συνέπεια η απόδοσή του να σηκώνει παραπέρα βελτιστοποίηση. Δεδομένης της στρατηγικής επιλογής για σημαντική αύξηση τηςανάμιξηςβιοντήζελ, επιλογής που υποστηρίζουν τόσο οι μεγάλοι κατασκευαστές πετρελαιοκίνητων αυτοκινήτων όσο και οι 5 μεγάλοι κατασκευαστές συστημάτων έγχυσης, (Bosch, Delphi, Siemens VDO, Denso, Stanadyne), ήδη ενισχύεται η έρευνα στην κατεύθυνση της άντλησης επιπλέον πληροφοριών για την σύνθεση του καυσίμου (π.χ. αισθητήρες αγωγιμότητας), και της επέκτασης της χαρτογράφησης των κινητήρων ώστε ο εγκέφαλος να διαχειρίζεται με βέλτιστο τρόπο και τα μίγματα αυτά του βιοντήζελ.
Ικανοποίηση προδιαγραφών Biodiesel Yπάρχουν δυσκολίες στην επίτευξη από τα εργοστάσια, των προδιαγραφών EN 14214:2003 για το βιοντήζελ. Εδώ είναι σκόπιμο να δρομολογηθούν, σε επίπεδο Ε&Α: H ανάπτυξη μεθοδολογιών ποιοτικού ελέγχου βιοντήζελ (2010) Η εκπόνηση μελετών για την επίδραση τροποποιημένων ιδιοτήτων του βιοντήζελ στη λειτουργία των διαφόρων κατηγοριών οχημάτων Η διεξαγωγή μετρήσεων με απ ευθείας καύση λαδιού σε κινητήρες Diesel γεωργικών μηχανημάτων παλαιάς τεχνολογίας (π.χ. διαιρεμένου θαλάμου καύσης M- Verfahren) που είναι ανεκτικοί σε ποιότητα καυσίμου Πιλοτικά προγράμματα με στόλους οχημάτων
Χρονικά Ορόσημα 2008-2012 Επομένως θα πρέπει στην επόμενη πενταετία να εξοικειωθούμε με την πραγματικότητα της ανάμιξης βιοκαυσίμων στα συμβατικά καύσιμα, και να κατευθυνθούν αξιόλογες δράσεις εφαρμοσμένης Ε&Α στην βελτίωση της διάθεσης και χρήσης των βιοκαυσίμων, με συνεργασία βιομηχανίας πανεπιστημίων ερευνητικών κέντρων. Δεδομένων των ιδιαίτερα φιλόδοξων στόχων, τα παρακάτω χρονικά ορόσημα είναι ενδεικτικά της αναμενόμενης δραστηριοποίησης στην Ελλάδα για τα επόμενα χρόνια: Εκπόνηση μελετών για τη διαθέσιμη βιομάζα της Θεσσαλίας (2008) Σχεδιασμός δικτύου διάθεσης της παραγωγής σε τοπικά εργοστάσια biodiesel (2008) Ανάπτυξη εγχώριας παραγωγής βιοαιθανόλης (2010) Πιλοτική υλοποίηση του πρώτου δικτύου διάθεσης biodiesel (2010) Κάλυψη ποσοστού 50% των αναγκών τοπικών μονάδων από εγχώρια παραγωγή (2012)