Vedelad biokütused
Mõistet biokütused võib defineerida mitmeti - on määratlusi, kus piiritletakse nimetatud terminit vaid biomassist toodetavate gaas- ja vedelkütuseid kirjeldavaks. Samas leidub ka allikmaterjale, kus biokütuste all käsitletakse ka tahkekütuseid, mille energiakandjaks on elusorganismide poolt toodetud orgaaniline aine.
Artiklis "Vedelad biokütused" kirjeldatakse bioetanooli, biodiislikütuse ning biometanooliga seonduvat.
SisukordBiokütusedSeotud artikkel: Biogaas
Biokütuste tootmist kui biomassi väärindusahelat saab jagada vastavalt kasutatavale substraadile või selle koostisosale [2]:
Vedelad biokütusedEuroopa Liidu suundumused ja regulatsioonidSeotud artiklid: Energiaressursside regulatiivne keskkond; Kütuste regulatiivne keskkond
Vedelkütuste dekarboniseerimise mehhanismi sätestamine tähendab siinjuhul, et eesmärk toota taastuvatest energiaallikatest 10 % pole mitte mahupõhine, vaid kasvuhoonegaaside heitkoguse suhtelise vähenemise põhine.[1] Vedelate biokütuste tootmineTulenevalt energiatarbimise pidevast kasvust, on ka vedelate biokütuste üldisele tootmisele prognoositud kasvu (joonis 2). Tulenevalt tehnoloogia olemasolust ja kasutatavusest toodetakse praegu peamiselt I ja II põlvkonna vedelaid biokütuseid (tabel 1). Eestis saab vedelate biokütuste tootmise lähtematerjalidena käsitleda:
Biokütused ja energiabilanssBiokütuste tootmisel nimetatakse energiabilansiks biokütuse tooraine ja tootmiseks kulutatud energia suhet biokütuste energiasse[1]: E = (biokütuste toorme energia, MJ - biokütuste tootmiseks kulutatud energia, MJ) / (biokütuse energiasisaldus, MJ) Teise näitajana saab kasutada taastuvkütuse tootmiseks kulutatud fossiilse energia kogust[1]: F = (kasutatud fossiilsete kütuste energia, MJ) / (toodetud biokütuse energiasisaldus, MJ) Bioetanooli ning biodiisli tootmise energiabilansside näidet saab näha jooniselt 3 ning jooniselt 4. Eelnimetatud näidete puhul on biokütuse tootmiseks vaja kulutada mitmeid kordi rohkem energiat kui fossiilkütuste tootmisel - mõnel juhul on energia kulu suurem biomassi kasvatamisel (väetised, taimekaitse), mõnel juhul ümbertöötlemisprotsessis.[1] BioetanoolEtanool mootorikütusenaKuigi etanool e. etüülalkohol on üks tuntumaid alkohole, on seda võimalik kasutada ka mootorikütusena nii puhtal kujul kui ka segus bensiiniga. Kuivõrd etanooli oktaanarv on väga kõrge, saab seeläbi suurendada ka bensiini oktaaniarvu. Kuni 10 % etanooli sisaldav bensiin sobib tavalistele bensiinimootoritele, suurema etanoolisisaldusega bensiini korral on vajalik mootorite ümberseadistamine.[1] Sealjuures tuleb arvestada, et etanoolis, mida tahetakse kasutada mootorikütusena, tohib olla maksimaalselt 0,5 %-i vett (tavalise destillatsiooni käigus saadakse 96 %-list etanooli). Etanooli kütteväärtus on bensiini omast ~33 % väiksem (23,3 MJ/l vs 34,8 MJ/l). Seega kaasneb etanooli kasutamisega mõningane kütusekulu suurenemine (läbitavate kilomeetrite vähenemine). Seda efekti aitab mõningal määral vähendada oktaaniarvu suurenemisest tingitud mootori võimsuse suurenemine.[1] Mootorikütusena kasutatakse peamiselt 10 ja 85 %-lise etanoolisisaldusega kütuseid (joonis 5). Kütusesegude kasutamisel jagatakse kütused kahte klassi:
TootmineSenini on eristatud kahte peamist bioetanooli tootmise allikat[1]:
Seega toodetakse praegu veel peamiselt I ja II põlvkonna biokütuseid. Euroopas muundatakse etanool enne bensiiniga segamist ETBE-ks (etüül-tert-butüüleetriks). Eestile sobivaks bioetanooli tootmise mudeliks on bioetanooli totmise integreerimine põlevkivienergeetikaga, mille tulemusena asendatakse elektri- ja soojuse koostootmisel osa põlevkivist etanooli tootmisjääkide ning põhuga, sealjuures toodetakse jääkauru baasil etanooli. Sellise toote CO2-sääst, võrreldes kütusestandardi normiga 83,8 g CO2/MJ, on 62...65%.[1] KvaliteedinõudedMootorikütusena kasutatavale bioetanooli kvaliteedile kehtib Euroopa standard EN15376 Bioetanool. Spetsifikatsioonid. Sealjuures on kvaliteedinõuded (tabel 2) rangemad kui joogipiiritusel[1]. Bioetanooli tootmise eelised ning kõrvalmõjudEuroopa Liidus kasutatav bioetanool peab vastama mitmete eespool kirjeldatud direktiivides sätestatud säästlikkuse kriteeriumitele. Eestil on bioetanooli tootjamaana mitmesuguseid eeliseid võrreldes teiste Euroopa riikidega. Need tulenevad nii põllumajanduslikest ja põlevkivipõhisest elektri- ning soojatootmise iseärasustest kui ka EL-i regulatsioonidest.[1] Eestis toodetud bioetanooli olulisim eelis tuleneb elutsükli-põhisest KHG-heidete vähenemise arvutamiset. Ülevaade bioetanooli tootmise eelistest ning kõrvalmõjudest on toodud tabelis 3. Peamisteks takistusteks bioetanooli tootmise arendamisel on[1]:
BiodiislikütusBiodiisel mootorikütusenaBiodiislikütust saab käsitleda kahes erinevas tähenduses[3]:
Euroopas toodetakse biodiislikütust (FAME) peamiselt rapsiõlist, sealjuures on biodiislikütus oma omadustelt sarnane tavadiislikütusega, kuid teda kasutatakse enamasti segus fossiilse diislikütusega. Biodiislikütuse energiasisaldus on tavadiislikütusest väiksem (vastavalt 37 MJ/kg ning 43 MJ/kg).[3] Biodiislikütus sobib puhtal kujul kasutamiseks eeskätt vanemates diiselmootorites. Seejuures ei ole sätestatud ühtseid reegleid (tuleb lähtuda autotootja kasutusjuhendist). Üldjuhul ei sobi biodiislikütus kasutamiseks uutes EURO 4 ja EURO 5 nõuetele vastavates mootorites. Samuti ei tööta puhtal biodiislikütusel veokite või busside salongi soojendused (seisuküte). TootmineNagu eelnevalt mainitud, kasutatakse Euroopas biodiislikütusena peamiselt rasvhapete metüülestreid, mille tootmiseks kasutatakse peamiselt rapsiõli (joonis 6). (mujal maailmas on kasutatud ka soja, Jathropa palmi vilju, kookospähkleid jms).[4] Eestis on põhiliseks põllukultuuriks, millest saaks toota kvaliteetset biodiislikütust, raps (tabel 4). KvaliteedinõudedBiodiislikütus peab vastama standardile EN 14214. Biodiislikütuse omaduste võrdlus fossiilse diislikütusega on toodud tabelis 5. Vedelate biokütuste tootmise võimalikkusest EestisTakistusedSeotud artikkel: Kütuste regulatiivne keskkond
VõimalusedJätkusuutlikkuse ja säästlikkuse kriteeriumeid arvestades saaks Eestis toota energiakultuuridena kasutatavat rapsi/rüpsi ~15 000 hektari suurusel maa-alal, mis saagikuse 2 t/ha juures võimaldaks toota umbes 10 000 tonni biodiislikütust. Sellise tootmismahuga ettevõtte (ka suurema võimsusega) taasavamine või rajamine ei oleks majanduslikult otstarbekas praeguses situatsioonis, kus Euroopa Liidus on umbes 50% tootmisvõimsustest suletud.[3] Samal ajal saaks biometaani ja bioetanooli tootmise abil Eestis üsna hõlpsalt võimalik täita Euroopa Liidu ees võetud kohustusi kasutada transpordikütuste lõpptarbimises 10% ulatuses taastuvate energiaallikate baasil toodetud kütuseid või elektrit. Kuna kinnistub nõue, et vähemalt pool (või umbes pool) kasutatavate vedelate biokütuste hulgast tuleb toota teise põlvkonna või säästlikkuse kriteeriume täitvate biokütustega, siis seda on lihtsam saavutada biometaani ja bioetanooliga[1]. II põlvkonna biodiislikütuste (BtL) valmistamise tehnoloogiad on oma arendusjärgus II põlvkonna bioetanooli tootmise tehnoloogiatest maas.[3] Esimeses lähenduses võiks riiklike toetusmehhanismide abil toetada jäätmetest biometaani ja kohaliku toorme baasil I põlvkonna bioetanooli tootmise alustamist (sest umbes 5% võib olla I põlvkonna biokütuse osa transpordikütuste lõpptarbimises). I põlvkonna bioetanoolitehase saab hiljem ümber seadistada II põlvkonna bioetanooli tootmiseks (peale viljaterade muundataks etanooliks ka õled, millede koristusmass on enam-vähem võrdne viljaterade massiga). Seejärel on mõistlik tegeleda ka kõigi II põlvkonna biokütuste alaste uuringutega ja tootmise arendamisega.[3]
|
|
Viited
- ↑ 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 1,11 1,12 1,13 1,14 1,15 1,16 1,17 1,18 1,19 Kask, Ü. Bioetanooli kasutamise eeldused ja võimalused Eestis (energia- ja kütusemajandus), Tallinn 2013.
- ↑ Alaru, M.; Vollmer, E. Mitmeaastaste heintaimede biomassi väärindusahelad - BIOREF projekt Eesti Maaülikoolis.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 Kask, Ü. Biodiislikütuse tootmise ja kasutamise võimalused Eestis (energia- ja kütusemajandus), Tallinn 2013.
- ↑ 4,0 4,1 UFOP. Biodiesel 2012/2013 - Report on the Current Situation and Prospects - Abstract from the UFOP Annual Report, august 2013.
- ↑ Eesti Maksu- ja Tolliamet. Aktsiisimäärad. (19.01.2014).
- ↑ Tiit Maidre, Eesti Biokütuste Ühing. E-kiri 19.12.2014.
- ↑ Volpi, G. The role of bioenergy in the European Union. (19.09.2013).
- ↑ Reiska, R. Bioetanool puidust. (27.09.2013).
Täiendavat lugemist
Kontaktvõrgustik
Alljärgnevalt on näha artikli kontaktvõrgustikuga liitunuid ning nende panust artikli valmimisse. Kui soovite ka ise kontaktvõrgustikuga liituda, võtke ühendust artikli teemahalduriga.
On Teil ettepanekuid, kuidas "VEDELAD BIOKÜTUSED" artiklit täiendada? Leidsite infot, mis ei ole enam ajakohane või vajab täpsustamist? Võtke ühendust artikli "VEDELAD BIOKÜTUSED" teemahalduriga JAANUS UIGA e-aadressil jaanus.uiga@arengufond.ee või avaldage arvamust selle artikli ARUTELU all. |