Hlavní strana Autorské články a zajímavosti ze světa biotechnologií Biopaliva - Program trvale udržitelné energie přináší první...

Biopaliva - Program trvale udržitelné energie přináší první ovoce

Datum: 12.12.2011

Zásadní výhodou biopaliv oproti konvenčním palivům je fakt, že při jejich spalování vzniká menší množství skleníkových plynů. Evropská unie si sama stanovila, že do roku 2020 zvýší podíl biopaliv v běžných palivech na deset procent (portál EurActiv). Finská vláda si klade za cíl umístit do stejného roku Finsko mezi státy s nejvýkonnější ekonomikou na světě. Z toho důvodu reformuje a investuje do řady odvětví, především do vědy a aplikovaného výzkumu (Böhling P., Academy of Finland, 2011). Na těchto základech se zrodil program na podporu výzkumu trvale udržitelné energie, financovaný finskou Akademií věd v letech 2008-2011 (Program na podporu trvale udržitelné energie). Na výzkumu využití biobutanolu a bioplynu jako biopaliv pro spalovací motory se v rámci programu trvale udržitelné energie podíleli vědci z univerzity v Oulu a Åbo.

Biobutanol lze připravit z vedlejších produktů nejrůznějších odvětví průmyslu jako je potravinářský průmysl, zpracování drtí, výroba papíru. V současné době se jedná o vážného kandidáta na postupné nahrazování ropy (Science Daily).

Profesor Ulla Lassi z finské univerzity v Oulu, který pracoval na projektu zabývajícím se využitím biobutanolu jako paliva, považuje biobutanol za velmi energeticky efektivní náhražku ropy, která se dobře hodí pro produkci ve velkém. Přeměna průmyslového odpadu na biobutanol je zajišťována kvašením pomocí mikroorganismů. V prvním kroku musí být surový odpad převeden na cukry, jejichž kvašením vzniká butanol. Butanol je alkohol složený ze čtyř metylových skupin na rozdíl od etanolu, který má pouze dvě. V motorech aut, za předpokladu dokonalého spalování, dochází k přeměně každé metylové skupiny na energii, oxid uhličitý a vodní páru. Proto je butanol energeticky výnosnější palivo než etanol.

Projekt profesora Lassiho studoval také možnosti chemické syntézy butanolu za použití nových katalyzátorů reakce, schopných měnit glycerol, metanol a etanol na butanol, pentanol a směsi alkoholů, přímo využitelné jako paliva. Vzhledem k tomu, že glycerol vzniká jako vedlejší produkt při výrobě bionafty (nafty vyrobené z rostlinných olejů nebo živočišných tuků) (Wikipedia, Biodiesel), přeměna glycerolu na palivo by se finančně vyplácela.

Mikrobiologická produkce biobutanolu totiž není bez problémů. Nejobtížnější částí procesu je přeměna průmyslových odpadů na zkvasitelné cukry. Sama mnohoúrovňová fermentace je velice komplexním a špatně kontrolovatelným procesem. Nestabilní produkce alkoholu mikroorganismy a jeho příležitostné přebytky, mohou vést k výraznému poklesu mikrobiální aktivity. Alkohol je pro mikroorganismy toxický a při jeho vyšším obsahu v médiu dochází k jejich hynutí. Částečně se daří tyto problémy překonávat díky nedávným pokrokům v technologii butanolové fermentace.

Další projekt, v rámci programu trvale udržitelné energie, se zabýval přeměnou bioplynu na palivo. Finsko-chilské snahy se spojily pod vedením profesora Jukka Rintala. Profesor říká, že v poslední době zájem o využití vedlejších produktů průmyslu, zejména bioplynu jako paliva, výrazně vzrostl. Některé země již tuto technologii dokonce zavedly ve velkém měřítku. Bioplyn lze získat z širokého spektra biodegradovatelných odpadů a lze za tím účelem pěstovat i některé zemědělské plodiny. Takto vyrobený bioplyn slouží jako náhražka zemního plynu, na výrobu tepla, elektřiny nebo jako palivo do vozidel. Navíc odpad při jeho výrobě je využitelný jako hnojivo.

Metan odvozený z bioplynu se zdá být nejlepším kadidátem na biopalivo vzhledem ke své trvale udržitelné produkci. Navíc vyhovuje nárokům Evropské unie kladeným na biopaliva s cílem dosáhnout dvacetiprocentního nárůstu efektivity produkce energie do roku 2020 (Požadavky EU na trvale udržitelné zdroje energie). Bioplyn lze použít jako palivo v okamžiku, kdy obsah metanu překročí 95%. V současné době lze s použitím vodní absorbce dosáhnout 80-90% podílu metanu v bioplynu. Zbývající procenta jsou tvořena dusíkem a oxidem uhličitým. Vyšší obsah dusíku a oxidu uhličitého nevadí motorům aut, ale snižuje energetickou hodnotu bioplynu. Je zapotřebí ještě dalších výzkumů cílených na efekt, který bude mít změna procesních parametrů na cenu bioplynu a snížení obsahu nežádoucích látek v něm (Science Daily).

Zatímco biobutanol je v rámci Evropské unie zatím jen přimícháván do ropných paliv, protože technologie, které máme k dispozici pro jeho výrobu, stále ještě nejsou dostatečně efektivní (Butanol jako palivo E.U.), metan odvozený z bioplynu se jako palivo v řadě zemí aktivně používá. Prvenství drží Itálie, která má 650 000 automobilů na bioplyn. Švédsko vede v inovacích na poli využití bioplynu jako paliva. Na jeho území se vyskytují kromě osobních automobilů i autobusy a vlak na bioplyn. Na bioplyn tam dokonce jezdí i speciální závodní auta. Také v Nizozemsku se použití automobilů s pohonem na bioplyn těší čím dál větší oblibě. Nezbývá než čekat, zda bude tento trend následovat i zbytek Evropy.

Autor: Klára Kazdová

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.