Definícia

Biopalivá patria k obnoviteľným zdrojom energie. Delíme ich na tuhé, kvapalné a plynné.

Medzi tuhé biopalivá zaraďujeme polená, štiepku, brikety, pelety, piliny, slamu a seno. Plynné biopalivá sú bioplyn (metán), drevoplyn a  vodík vyrobený štiepením uhľovodíkového biopaliva.

Kvapalné biopalivá našli uplatnenie v doprave - primiešavajú sa do tradičných fosílnych palív – čiže do benzínu a nafty. V rôznych krajinách EÚ sú primiešavané v odlišných pomeroch. Medzi kvapalné biopalivá zaraďujeme bioetanol, ETBE, rastlinné oleje a bionaftu. Náš slovenský biopalivový sektor produkuje kvapalné biopalivá tzv. „prvej generácie“,  vyrábané z kukurice, slnečnice a repky, ktoré sa nazývajú aj „energetické“ alebo „priemyselné“ plodiny. Inde na svete sa kvapalné biopalivá prvej generácie vyrábajú aj zo sóje či palmového oleja.

V súčasnosti prebieha vývoj technológií biopalív „druhej generácie“, ktoré sú produkované z celulózy, poľnohospodárskych zvyškov, či dokonca z odpadu.  Biopalivá druhej generácie sa však zatiaľ nevyrábajú komerčne, pretože sú príliš drahé. V laboratóriách sa začínajú skúmať  aj biopalivá „tretej generácie“, ktoré by mohli byť vyrábané z rias. Od zavedenia do praxe biopalív 2. a 3. generácie nás však pravdepodobne delia ešte desaťročia, keďže len výskum a komerčné zavedenie do praxe kvapalných biopalív prvej generácie trval takmer 80 rokov.

Výhody biopalív

• nižšie emisie skleníkových plynov v doprave
• sú významným obnoviteľným zdrojom energie v dlhodobom horizonte
• môžu byť vyrábané priamo na Slovensku, z našich dopestovaných plodín, na rozdiel od ropy a zemného plynu, ktoré musíme dovážať
• kým ropa je vyčerpateľný zdroj, plodiny na výrobu biopalív sú obnoviteľné a rozmanité

Tri generácie

Biopalivá I. generácie

Vyrábajú sa fermentáciou cukrov a škrobu, prípadne transesterifikáciou olejov a tukov. Biopalivá I. generácie sa dajú pripraviť z cukornatých plodín (cukrová repa, cukrová trstina), zo škrobnatých plodín (zemiaky, obilniny) a z olejnatých plodín a živočíšnych tukov (repka, sója, slnečnica, palma olejová, bravčový tuk). Neprajníci biopalív tvrdia, že práve využívanie olejnín a obilnín na výrobu tejto generácie biopalív prispieva k rastu cien potravín, no faktom je, že v súčasnosti sa celosvetovo na produkciu priemyselných energetických plodín využívajú iba 3% ornej pôdy.

Biopalivá II. generácie

Ďalším variantom zdrojov pre biopalivá sú tzv. lignocelulózové suroviny, presnejšie drevo, odpad z lesa, lístie, kôra, slama. Tieto plodiny sa dajú spracovať rozličnými procesmi a technológiami, od hydrolýzy, cez splyňovanie až po krakovanie. Ich výhodou je, že nekonkurujú potravinárskym plodinám, môžu sa pestovať aj na menej kvalitnej pôde a plusom je aj to, že  pri výrobe biopalív sa dá zužitkovať celá plodina, nie iba jej časť.  Momentálne sú však biopalivá II. generácie ešte len vo forme skúmania a reálne ovplyvniť sektor dopravy môžu zhruba až za 10 rokov.

Biopalivá III. generácie

V budúcnosti by sa mali využívať aj biopalivá vyrobené z morských rias, alebo zo siníc. Ich veľkou výhodou podľa vedcov bude vysoká vyťaženosť na jednotku plochy, čo znamená, že napríklad z plochy dvoch parkovacích miest získame toľko biozložky ako zo sójového poľa veľkosti futbalového ihriska.  Riasy sú totiž najrýchlejšie rastúce rastliny a sú vysoko produktívne. V budúcnosti sa uvažuje o ich pestovaní v bazénoch alebo špeciálnych bioreaktoroch.

Kvapalné biopalivá

Bioetanol

Bioetanol bol jedným z prvých palív, ktoré sa využívalo v automobilových motoroch vôbec. Vo väčšej miere sa využíval počas druhej svetovej vojny v Nemecku, Brazílii, na Filipínach a v Spojených Štátoch. V povojnovom období sa ropné produkty stali cenovo výhodnejšími a dostupnými, preto došlo k útlmu bioetanolu. Vďaka výkyvom ropnej komodity však produkcia bioetanolu v posledných desaťročiach opäť stúpa. Bioetanol je etanol vyrobený z obnoviteľných surovín, ktorý sa používa ako pohonná hmota. Vyrába sa alkoholovým kvasením z biomasy, ťažiskovými surovinami sú rastliny s väčším obsahom škrobu (kukurica, obilie, zemiaky) a sacharidov (cukrová trstina alebo cukrová repa). Pri jeho výrobe vzniká ako vedľajší produkt DDGS, ktoré sa používa ako kvalitné krmivo. Bioetanol alebo jeho deriváty sa v súčasnosti využívajú ako 5-10% prímes do konvenčných palív, vďaka čomu sa znižujú náklady na výrobu paliva, zvyšuje sa jeho oktánové číslo a znižuje sa množstvo emisií CO₂.

Výhody

• na jeho výrobu existuje široký potenciál vstupných surovín
• podporuje domácich poľnohospodárov
• umožňuje vyššiu účinnosť spaľovania v motore
• je chemicky podobný benzínu a tým je využiteľný v automobiloch bez potreby úpravy motora
• pozitívne vplýva na zníženie znečisťovania ovzdušia
• energetická istota - znižuje závislosť krajiny od ropy

ETBE

Etyl-terc-butyl-éter (ETBE) sa používa ako oxidačná prísada do benzínu, pričom zvyšuje jeho oktánové číslo (118 ETBE). V praxi to znamená zvýšenie účinnosti spaľovania motora. ETBE sa vyrába reakciou etanolu s iso-buténom za prítomnosti kyslého katalyzátora a vyššej teploty, je to palivo vyrobené na báze biometanolu.

Výhody

• znižuje tvorbu CO₂ a emisií výfukových plynov
• má vyššiu výhrevnosť a nižší tlak pár
• je lepšie miešateľný s benzínom za tvorby stabilnej zmesi

Rastlinné oleje

Získavajú sa z olejnatých semien, hlavne repky olejnej, prípadne slnečnice, ale môže byť použitý aj sójový či palmový olej. Olejnaté semeno sa v prvej fáze podrobí lisovaniu, počas ktorého sa z neho vylisuje približne 20 % oleja, ktorý sa po degumingu (odslizení, odstránení fosforu a vypratí vo vode), fyzikálnej rafinácii, filtrovaní a vysušení používa ako základná surovina na výrobu metylesteru repkového oleja (MERO), čiže bionafty.

Výhody

• rastlinné oleje patria k najlacnejším biopalivám
• majú vysokú regionálnu hodnotu, čo je výhodou najmä pre rozvoj vidieka
• sú jednoduchou a dostupnou formou kvapalných palív

Biodiesel (bionafta)

Je vyrobený na 100%-nej báze rastlinného alebo živočíšneho pôvodu a pri výrobe neboli použité žiadne fosílne zložky. Základnou surovinou je rastlinný olej - slnečnicový, sójový, repkový, palmový, ako aj iné rastlinné oleje (čisté, alebo prepálené oleje z domácností a z reštauračných zariadení), prípadne živočíšny tuk. Najčastejším technologickým procesom výroby biodieslu je transesterifikácia esterov  mastných kyselín, ktoré sú prítomné v rastlinných olejoch alebo živočíšnych tukoch.

Výhody

• pri spaľovacom procese lepšie horí, čím znižuje emisie unikajúce do ovzdušia
• má vysokú mazaciu schopnosť, čím znižuje opotrebenie motora
• je ľahko skladovateľný jeho prípadný únik do vody nespôsobí mikrobiologické zaťaženie a je neškodný pre ryby
• rýchlo degraduje v pôde a nespôsobuje jej znečistenie