Biopalivá a ich čoskoro zašlá sláva

Aj majster tesár sa občas sekne. Takto by sa dalo jemne napísať o smernici 2003/30ES z roku 2003, ktorej cieľom bol 10% podiel biozložky v palivách pre dopravné prostriedky v krajinách európskej únie. Biopalivá sa získavali z repky olejnej, rôznych obilnín, kukurice, slnečnice a ďalších plodín. Politici nielen z Bruselu ich ešte nedávno vyhlasovali za ekologický zázrak zachraňujúci planétu, a tak pestovanie s následnou výrobou biopaliva podporovali štedrými dotáciami. Ďalšie porekadlo hovorí, že každá palica má dva konce a pred pár mesiacmi sa stalo niečo nevídané, aj keď od počiatku predvídateľné. Predstavitelia EÚ sa nedávno oficiálne vyjadrili, že pestovanie plodín na výrobu a tiež samotnú výrobu biopalív nebudú už ďalej podporovať, inými slovami štedro dotovať.

Poďme ale pekne poporiadku ako sa tento naivný ba až hlúpy projekt s biopalivami začal. Z dôvodu finančnej podpory začali farmári pestovať vhodné plodiny na výrobu biopalív, postupne sa znižovala produkcia klasických plodín pre obživu ľudí a v treťom svete dokonca akcelerovalo ďalšie odlesňovanie čoraz vzácnejších pralesov na získanie pôdy pre pestovanie plodín. Je jasné, že negatívny efekt nenechal na seba dlho čakať. Okrem rastu cien základných potravín a následného prehlbovania hladu v najchudobnejších krajinách, dovoz surovín z tretích krajín príliš nepomohol ani európskemu poľnohospodárstvu. Rovnako pestovanie a výroba biopalív zvyšovalo emisie CO₂ viac ako samotné spaľovanie klasických palív. Naviac sa pri tak masívnom pestovaní plodín s pomocou dusíkatých hnojív vhodných na výrobu biopalív podstatne zvyšovali emisie oxidu dusného (niektoré zdroje hovoria až o 70%), ktorý je oveľa nebezpečnejší skleníkový plyn ako oxid uhličitý – CO₂. Inými slovami, biopalivá viac poškodzovali životné prostredie ako toľko nenávidené fosílne. Netreba zabúdať ani na nie príliš šetrný vplyve biopalív na samotný motor a jeho príslušenstvo. Palivá s väčším množstvom biozložiek môžu zaniesť vstrekovacie čerpadlá, trysky a tiež poškodiť gumené časti motora. Z metanolu sa vplyvom tepla môže postupne stať kyselina mravčia a z etanolu zase kyselina octová. Obe môžu pri dlhodobom používaní spôsobiť koróziu v spaľovacom a výfukovom trakte.

Pár legislatívnych noriem

Nedávno síce zaznelo oficiálne vyhlásenie o zrušení podpory pestovania plodín na výrobu biopalív, nezaškodí si však pripomenúť ako sa celá situácia okolo biopalív vyvíjala. Všetko začala smernica 2003/30ES z roku 2003, ktorej cieľom bol 10% podiel biozložky v palivách pre dopravné prostriedky v krajinách európskej únie. Tento zámer z roku 2003 potvrdili ekonomickí ministri krajín EÚ ešte v marci 2007. Ďalej ho dopĺňajú smernice 2009/28ES a 2009/30 ES schválené Radou Európy a Európskym parlamentom v apríli 2010. Z praktického hľadiska upravovali normy napr. EN 590, ktoré boli postupne novelizované – maximálny povolený objemový podiel biopalív v palive pre konečného spotrebiteľa. Najskôr norma EN 590 z roku 2004 upravovala maximálne množstvo FAME (metylester mastných kyselín, u nás najčastejšie metylester repkového oleja) päť percent do motorovej nafty. Posledná EN590/2009 platná od 1. novembra 2009 povoľuje až sedem percent. Podobne je to aj s primiešavaním bioliehu do benzínu. Kvalitu biozložiek upravujú ďalšie smernice, konkrétne naftu a pridávanie biozložky FAME (MERO) norma EN 14214-2009. Tá stanovuje meradlá kvality samotnej zložky FAME, predovšetkým parametre limitujúce oxidačnú stálosť (jódové číslo, obsah nenasýtených kyselín), korozívne pôsobenie (obsah glyceridov) a zanášanie trysiek (voľné kovy). Keďže obe normy popisujú len zložku, ktorá sa pridáva do paliva a koľko jej smie byť, museli vlády jednotlivých štátov prijať národné zákony, ktorými sa konkrétna krajina zaväzuje pridávať do motorových palív taký objem biopaliva, ktorý zaručí splnenie záväzných smerníc EÚ. Podľa týchto zákonov sa od septembra 2007 do decembra 2008 pridávali do motorovej nafty najmenej dve percentá FAME, v roku 2009 najmenej 4,5% a pre rok 2010 bolo stanovené minimálne 6% pridávanej biozložky. Tento percentuálny podiel musí každý distribútor splniť priemerne za celé obdobie, čo znamená, že môže priebežne kolísať. Inak povedané, keďže požiadavky normy EN590/2004 primiešavané množstvo nesmelo v jednotlivej dávke prekročiť päť percent, respektíve od začiatku platnosti EN590/2009 sedem percent, skutočný podiel FAME v nádržiach čerpacích staníc sa mohol pohybovať v rozmedzí 0-5 percent a v súčasnosti 0-7 percent.

Trocha techniky

Nikde v smerniciach a ani oficiálnych vyjadreniach sa nikto nezmieňuje, či je povinnosť testovať aj už jazdiace alebo ešte len pripravované nové automobily. Logicky totiž vyvstáva otázka, že skutočnosť, či dotyčné miešané biopalivá budú dobre a dlhodobo spoľahlivo fungovať, všeobecne nikto nezaručuje žiadnou smernicou ani zákonom. Môže sa totiž stať, že používanie biopalív môže mať za následok odmietnutie reklamácie pri poruche palivovej sústavy vášho auta. Riziko je síce pomerne nízke, ale existuje a keďže ho nezohľadňuje žiadna právna úprava, bolo fakticky prenesené na vás, ako užívateľa bez toho by sa vás niekto pýtal. Okrem poruchy palivového systému či samotného motora musí užívateľ počítať aj s rizikom obmedzenej skladovateľnosti. Biozložky oveľa rýchlejšie podliehajú znehodnoteniu a napríklad taký biolieh pridávaný do benzínu absorbuje vlhkosť zo vzduchu a tým pádom celé palivo postupne znehodnocuje. Po čase totiž dôjde k jeho znehodnoteniu, pretože koncentrácia vody v liehu dosiahne určitej hranice, pri ktorej sa voda z liehu vylúči. Okrem korózie súčiastok palivovej sústavy existuje aj riziko zamrznutia prívodného potrubia, najmä ak vozidlo na dlhšiu dobu odstavíte v zimnom počasí. Biozložka v nafte pre zmenu veľmi rýchlo oxiduje a platí to aj o nafte uskladnenej vo veľkých nádržiach, keďže tie musia byť vybavené ventiláciou. Oxidácia po čase spôsobí gélovatenie metylesterových zložiek, čo sa odrazí vo zvýšenej viskozite paliva. Bežne používaným vozidlám, v ktorých sa natankované palivo spáli v priebehu niekoľkých dní či týždňov, riziká spojené s degradáciou paliva nehrozia. Približná doba skladovateľnosti je tak na úrovni cca 3 mesiace. Ak teda patríte medzi užívateľov, ktorí skladujú z rôzneho dôvodu palivo (v aute alebo mimo neho), budete nútení pridať do svojho miešaného biopaliva nejaké aditívum, do biobenzínu napr. Velfobin, do bionafty Diesel Aditiv. Pozor tiež na rôzne podozrivo lacné pumpy, tie totiž môžu ponúkať palivo po záruke, ktoré sa nepodarilo včas predať na iných pumpách.

Diesel

V prípade dieselového motora panujú najväčšie obavy o životnosť vstrekovacej sústavy, pretože biozložka obsahuje kovy a minerály, ktoré môžu zanášať otvory trysiek, obmedzovať ich priechodnosť a znižovať kvalitu rozprášeného paliva. Taktiež obsiahnutá voda a určitý podiel glyceridov môže vyvolávať koróziu kovových častí vstrekovacieho systému. Európska koordinačná rada CEC (Coordinating European Council) uviedla v roku 2008 metodiku F-98-08 pre testovanie dieselových motorov so vstrekovaním Common Rail. Na základe tejto metodiky, ktorá pracuje na princípe umelo zvýšeného obsahu nežiaducich látok počas relatívne kratšieho obdobia testovania, sa skutočne preukázalo, že ak diesel nie je aditivovaný účinnými detergentami, deaktivátormi kovov a inhibítormi korózie, môže obsah biozložky rýchlo obmedziť priechodnosť otvorov trysiek, postupne ich upchať a tým výrazne ovplyvňovať chod motora. Výrobcovia sú si vedomí tohto rizika a preto kvalitná nafta predávaná značkovými stanicami spĺňa všetky požadované kritériá aj s obsahom biozložky a uchovajú vstrekovaciu sústavu v dobrom stave po dlhý čas prevádzky. V prípade tankovania neznámej nafty, ktorá môže byť nekvalitná a nedostatočne aditivovaná, vzniká riziko spomínaného upchatia a v prípade nízkej mazivosti dokonca aj zadretia citlivých komponentov vstrekovacej sústavy. Treba dodať, že staršie dieselové motory majú vstrekovaciu sústavu menej citlivú na čistotu a mazivosť nafty, zanášaniu trysiek zvyškovými kovmi po esterifikáciu rastlinných olejov ich však neminie.

Okrem vstrekovacej sústavy existuje ďalšie riziko týkajúce sa reakcie motorového oleja na biopalivo, keďže vieme, že v každom motore malé množstvo nespáleného paliva preniká do oleja, obzvlášť ak je vybavené DPF filtrom bez externého aditíva. Palivo sa do motorového oleja dostáva pri častých krátkych jazdách i za studena, taktiež pri nadmerne opotrebovanom motore cez piestne krúžky a v poslednej dobe aj vďaka regenerácii filtra pevných častíc. Motory, ktoré sú vybavené filtrom pevných častí bez externého aditíva (močoviny), potrebujú na uskutočnenie regenerácie vstreknúť naftu do valca počas výfukového zdvihu a dopraviť ju do výfukového potrubia v nespálenom stave. Za určitých okolností však táto dávka nafty namiesto odparenia kondenzuje na stenách valcov a riedi motorový olej. Takéto riziko je vyššie práve pri bionafte, keďže biozložky majú vyššiu teplotu destilácie, a tak je ich schopnosť kondenzovať na stenách valcov a následne riediť olej o niečo vyššia ako pri klasickej-čistej nafte. Odporúča sa preto skrátiť interval výmeny oleja na obvyklých 15 000 km, čo platí najmä pre užívateľov tzv. Long Life režimov.

Benzín

Ako už bolo spomínané, najväčšie riziko v prípade biobenzínu predstavuje miešateľnosť etanolu s vodou. To má za následok, že biozložky budú pohlcovať vodu z palivovej sústavy a okolia. Kto odstavuje auto na dlhšiu dobu, napríklad na zimu, môže mať problematický štart, taktiež existuje riziko zamrznutia prívodného potrubia a taktiež korózia súčiastok palivovej sústavy.

Za hrsť prepočtov

Ak vás ešte bionadšenie úplne neopustilo, prečítajte si nasledovných pár riadkov, ktoré sa tentoraz dotknú samotnej ekonomiky prevádzky.

• Približná výhrevnosť čistého benzínu je cca 42 MJ/kg.
• Približná výhrevnosť etanolu je cca 27 MJ/kg.

Z uvedených hodnôt  je vidieť, že lieh má menšiu tepelnú výhrevnosť ako benzín, z čoho logicky vyplýva, že sa prevedie menej chemickej energie na energiu mechanickú. Lieh má teda menšiu výhrevnosť, čo však nebude mať vplyv na výkon alebo krútiaci moment na výstupe z motora. Vozidlo teda pôjde rovnako, len spotrebuje viac paliva a relatívne menej vzduchu ako keby spaľovalo klasický čistý fosílny benzín. V prípade liehu je optimálny pomer miešania so vzduchom 1:9, v prípade benzínu 1:14,7.

Posledné nariadenie EK hovorí o 7% prímesi biozložky v palive. Ako už bolo spomenuté, 1 kg benzínu má výhrevnosť 42 MJ a 1 kg etanolu 27 MJ. Čiže 1 kg zmiešaného paliva (7% biozložky) má výslednú výhrevnosť 40,95 MJ/kg (0,93 x 42 + 0,07 x 27). V reči spotreby to znamená, že potrebujeme získať 1,05 MJ/kg naviac, aby sme sa vyrovnali spaľovaniu klasickému neriedeného benzínu. Inými slovami spotreba sa zvýši o 2,56%.

Aby sme si to vyjadrili rečou praktických čísel, spravme si taký výlet z PB do Bratislavy Fabiou 1,2 HTP v 12 ventilovom tuningu. Keďže sa bude jednať o diaľničnú jazdu, kombinovaná spotreba bude cca 7,5 litra na 100 km. Pri vzdialenosti 2 x 175 km bude celková spotreba 26,25 litra. Cenu benzínu stanovme na kamarátskych 1,5 €, a tak celkové náklady budú 39,375 €. V tomto prípade zaplatíme na bio-ortieľ vlasti 1,008 €.

Z uvedených výpočtov teda vyplýva, že skutočná úspora fosílnych palív je len 4,44% (7% – 2,56%). Takže biopalivo nám o málo, ale predsa predražuje prevádzku vozidla.

Záver

Cieľom článku bolo poukázať dopady zavedenia povinnej biozložky do klasického fosílneho paliva. Táto nepremyslená iniciatíva niektorých úradníkov nielenže spôsobila chaos v pestovaní a cenách základných druhov potravín, klčovaní pralesov, technických problémov a pod., ale v konečnom dôsledku priniesla aj predraženie samotnej prevádzky automobilu. Možnože v Bruseli ešte nepoznajú naše slovenské porekadlo „dva krát meraj a raz strihaj“.