HYDROCARBON BIOCOMPONENTS USE IN AVIATION FUELS - PRELIMINARY ANALYSIS OF ISSUES

Podobne dokumenty
BioMotion. Wprowadzenie do dyskusji

Warszawa, dnia 30 czerwca 2017 r. Poz ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ENERGII 1) z dnia 12 czerwca 2017 r.

BADANIE PRZYDATNOŚCI BIOKOMPONENTÓW I GENERACJI DO PALIW STOSOWANYCH DO TURBINOWYCH SILNIKÓW LOTNICZYCH

Wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji CO 2 (WE) w roku do raportowania w ramach. Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji.

Wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji CO 2 (WE) w roku do raportowania w ramach. Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji.

Wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji CO 2 (WE) w roku 2006 do raportowania w ramach Wspólnotowego Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji za rok

Wartości opałowe (WO) i wskaźniki

Środowiskowe aspekty wykorzystania paliw metanowych w transporcie

Instytut Technologiczno-Przyrodniczy odział w Warszawie. Zakład Analiz Ekonomicznych i Energetycznych

Energetyka odnawialna w legislacji

Audyt energetyczny jako wsparcie Systemów Zarządzania Energią (ISO 50001)

ZOBOWIĄZANIA POLSKI DOTYCZĄCE OCHRONY KLIMATU. Prof. dr hab. inż. Maciej Nowicki

Warszawa, dnia 19 maja 2017 r.

System handlu emisjami a dywersyfikacja źródeł energii jako wyzwanie dla państw członkowskich Unii Europejskiej. Polski, Czech i Niemiec

PL Zjednoczona w różnorodności PL A8-0258/36. Poprawka. Peter Liese w imieniu grupy PPE

Oferta badawcza. XVI Forum Klastra Bioenergia dla Regionu 20 maja 2015r. dr inż. Anna Zamojska-Jaroszewicz

Skierniewice, r. Plan Gospodarki Niskoemisyjnej

INTELIGENTNE TECHNOLOGIE ENERGETYCZNO PALIWOWE (ITE-P)

APAKIET ENERGETYCZNY I INNE REGULACJE PRAWNE ŚWIATOWE TENDENCJE

Krajowy system wsparcia energetyki odnawialnej w Polsce

Możliwości rozwoju nowych technologii produkcji biopaliw. Perspektywa realizacji NCR na rok Jarosław Cendrowski Grupa LOTOS

Uchwała nr 35/2016. Zarządu Komunikacyjnego Związku Komunalnego Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego w Katowicach z dnia 17 maja 2016 roku

Benzyna E10 - fakty i mity, czyli nie taki diabeł straszny?

PL Zjednoczona w różnorodności PL A8-0021/4. Poprawka. Jakop Dalunde w imieniu grupy Verts/ALE

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W NOWYM SĄCZU SYLABUS PRZEDMIOTU. Obowiązuje od roku akademickiego: 2009/2010

Departament Energii Odnawialnej. Ustawa o biokomponentach i biopaliwach ciekłych - stan obecny, proponowane zmiany

Polityka rozwoju OZE w nowej polityce energetycznej i klimatycznej UE. 27 października 2008 Izabela Kielichowska, MBA Ecofys Poland Sp. z o.o.

Finansowanie infrastruktury energetycznej w Programie Operacyjnym Infrastruktura i Środowisko

gospodarki energetycznej Cele polityki energetycznej Polski Działania wspierające rozwój energetyki odnawialnej w Polsce...

Uwarunkowania prawne zastosowania biopaliw w transporcie w Polsce

Wybrane aspekty transportu zrównoważonego

Polityka energetyczna Polski Odnawialne źródła energii Regionalne Centrum Edukacji Ekologicznej w Płocku

Wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji CO 2 (WE) w roku 2005 do raportowania w ramach Wspólnotowego Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji za rok

Ograniczanie emisji gazów cieplarnianych z sektora transportu. dr inŝ. Olaf Kopczyński Z-ca Dyrektora Departament Ochrony Powietrza

Stan energetyki odnawialnej w Polsce. Polityka Ministerstwa Rolnictwa i Rozwoju Wsi w zakresie OZE

Wydział Mechaniczno-Energetyczny

Europejskie podejście do przedsięwzięć w zakresie efektywności energetycznej

Polityka zrównoważonego rozwoju energetycznego w gminach. Edmund Wach Bałtycka Agencja Poszanowania Energii S.A.

Bazowa inwentaryzacja emisji CO 2

Wpływ składu mieszanki gazu syntetycznego zasilającego silnik o zapłonie iskrowym na toksyczność spalin

regard to ecodesign requirements for solid fuel boilers, Brussels, XXX [ ](2013) XXX draft, Tabela 1a, Załącznik 1.

1. Ustala się Narodowe Cele Wskaźnikowe w wysokości:

Kierunki zmian jakości paliw i biopaliw ciekłych

Główne problemy. Wysokie koszty importu ropy: 1 mld dziennie w 2011 Deficyt w bilansie handlowym: ~ 2.5 % of PKB 7% wydatków gospodarstw domowych

Instytut Transportu, Silników Spalinowych i Ekologii

Wniosek DECYZJA PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY

Michał Cierpiałowski, Quality Assurance Poland

Polityka energetyczna Polski do 2030 roku. Henryk Majchrzak Dyrektor Departamentu Energetyki Ministerstwo Gospodarki

G S O P S O P D O A D R A K R I K NI N SK S O K E O M

Polityka energetyczna w UE a problemy klimatyczne Doświadczenia Polski

Warsztaty PromoBio, 17 Maja 2012 Ośrodek Doskonalenia Nauczycieli, ul. Bartosza Głowackiego 17, Olsztyn

Usytuowanie i regulacje prawne dotyczące biomasy leśnej

Polityka w zakresie OZE i efektywności energetycznej

Dostęp p do informacji naukowej i jej rozpowszechnianie w kontekście konkurencyjności ci oraz innowacyjności

Efektywny rozwój rozproszonej energetyki odnawialnej w połączeniu z konwencjonalną w regionach Biomasa jako podstawowe źródło energii odnawialnej

PLAN DZIAŁANIA KT 137. ds. Urządzeń Cieplno-Mechanicznych w Energetyce

ZIEMIA JAKO CZYNNIK WARUNKUJĄCY PRODUKCJĘ BIOPALIW

BADANIA STĘŻE Ń ZWIĄZKÓW SZKODLIWYCH SPALIN TURBINOWEGO SILNIKA ŚMIGŁOWEGO W USTALONYCH WARUNKACH EKSPLOATACYJNYCH

PLAN GOSPODARKI NISKOEMISYJNEJ DLA MIASTA MYSŁOWICE. Spotkanie informacyjne Mysłowice, dn. 16 grudnia 2014 r.

Zadania Komisji Europejskiej w kontekście realizacji założeń pakietu klimatycznoenergetycznego

Powiązanie z ustawodawstwem krajowym

Wydział Mechaniczny. INSTYTUT EKSPLOATACJI POJAZDÓW I MASZYN tel.

Dr Agnieszka Nitszke IE ćw. 2016/17 (12) POLITYKA ENERGETYCZNA UE

Rozwój nowoczesnych technologii w żegludze śródlądowejw aspekcie europejskich standardów ochrony środowiska. Wojciech Ignalewski

Europejskie systemy certyfikacji zrównoważonego rozwoju biopaliw

Wykorzystanie biomasy stałej w Europie

Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi. propozycje zmian. w Wieloletnim programie promocji biopaliw lub innych paliw odnawialnych na lata

Biopaliwa w transporcie

Przedstawiciel branży OZE. Podstawy prawne OZE

Drewno jako surowiec energetyczny w badaniach Instytutu Technologii Drewna w Poznaniu

REC Waldemar Szulc. Rynek ciepła - wyzwania dla generacji. Wiceprezes Zarządu ds. Operacyjnych PGE GiEK S.A.

Eltis+najważniejszy portal internetowy dotyczący mobilności w Europie

Energetyka odnawialna w procesie inwestycyjnym budowy zakładu. Znaczenie energii odnawialnej dla bilansu energetycznego

Zasady koncesjonowania odnawialnych źródełenergii i kogeneracji rola i zadania Prezesa URE

Euro Oil & Fuel Biokomponenty w paliwach do silników Diesla wpływ na emisję i starzenie oleju silnikowego

WPROWADZENIE DO ZAGADNIEŃ OCHRONY KLIMATU I GOSPODARKI NISKOEMISYJNEJ

Zużycie Biomasy w Energetyce. Stan obecny i perspektywy

Energia ukryta w biomasie

Analiza emisji związków szkodliwych spalin z silnika odrzutowego zasilanego biopaliwem

OFERTA TECHNOLOGICZNA

REDUCING CARBON FOOTPRINT DIRECTION OF THE DEVELOPMENT OF AVIATION FUELS REDUKCJA EMISJI DWUTLENKU WĘGLA KIERUNKIEM ROZWOJU PALIW LOTNICZYCH

WYSOKOTEMPERATUROWE ZGAZOWANIE BIOMASY. INSTYTUT BADAWCZO-WDROŻENIOWY MASZYN Sp. z o.o.

CO 2 w transporcie. Tomasz Chruszczow Dyrektor Departamentu Zmian Klimatu i Ochrony Atmosfery

Wątpliwe korzyści? Ekonomiczne aspekty polityki biopaliwowej UE. Kontekst. Kwiecień 2013

PROGRAM WDROŻENIA PALIW ALETERNATYWNYCH w MZK SŁUPSKS

Miejsce polskiej energetyki w realizacji polityki klimatycznoenergetycznej koszty, źródła finansowania, derogacje. Zarządca Rozliczeń,

KRAJOWE CENTRUM INWENTARYZACJI EMISJI NATIONAL EMISSION CENTRE. Wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji CO2 (WE) w roku 2003

Nowe wyzwania stojące przed Polską wobec konkluzji Rady UE 3 x 20%

Rolniczy potencjał surowcowy produkcji biopaliw zaawansowanych w Polsce

PL Zjednoczona w różnorodności PL A8-0409/11. Poprawka. Angelo Ciocca w imieniu grupy ENF

ROZPORZĄDZENIE DELEGOWANE KOMISJI (UE) / z dnia r.

BIOETANOL Z BIOMASY KONOPNEJ JAKO POLSKI DODATEK DO PALIW PŁYNNYCH

Jednostkowe stawki opłaty za gazy lub pyły wprowadzane do powietrza z procesów spalania paliw w silnikach spalinowych 1)

PANEL EKONOMICZNY Zakres prac i wyniki dotychczasowych analiz. Jan Pyka. Grudzień 2009

BADANIA EMISJI ZWIĄZKÓW SZKODLIWYCH W STATKACH POWIETRZNYCH

Odnawialne źródła energii w projekcie Polityki Energetycznej Polski do 2030 r.

Rozwój zrównoważonego transportu w świetle przepisów dyrektyw Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE ORAZ 2009/30/WE

Wniosek DECYZJA RADY

Tomasz Pańczyszyn, Ministerstwo Gospodarki

Transkrypt:

Journal of KONBiN 3,4 (27,28)2013 ISSN 1895-8281 DOI 10.2478/jok-2013-0106 HYDROCARBON BIOCOMPONENTS USE IN AVIATION FUELS - PRELIMINARY ANALYSIS OF ISSUES BIOKOMPONENTY WĘGLOWODOROWE DO ZASTOSOWAŃ W PALIWACH LOTNICZYCH WSTĘPNA ANALIZA ZAGADNIENIA Bartosz Gawron, Urszula Kaźmierczak Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych e-mail: bartosz.gawron@itwl.pl, urszula.kazmierczak@itwl.pl Abstract: Article is related to the aspect of the introduction of biofuels to power turbine aircraft engines. The paper presents the current trends in the use of alternative fuels in aviation and the problems connected with the introduction of hydrocarbon biocomponents. It is pointed to the need to take research and implementation works in the field of the subject, also in Poland. Keywords: fuels, aircraft industry, biocomponents. Streszczenie: Treść artykułu związana jest z aspektem wprowadzenia biopaliw do zasilania turbinowych silników lotniczych. Przedstawiono aktualne trendy dotyczące stosowania paliw alternatywnych w lotnictwie oraz problematykę związaną z wprowadzaniem biokomponentów węglowodorowych. Wskazano również na potrzebę podjęcia prac badawczo-wdrożeniowych w zakresie tej tematyki, również i w Polsce. Słowa kluczowe: paliwa, przemysł lotniczy, biokomponenty. 63

Hydrocarbon biocomponents use in aviation fuels... Biokomponenty węglowodorowe do zastosowań w paliwach lotniczych... 1. Wprowadzenie Aktywność UE w realizacji idei zrównoważonego rozwoju i troska o środowisko naturalne znajduje odzwierciedlenie w ustanawianych przez Parlament Europejski i Radę Europy dyrektywach. Za podstawowe działanie przyjęto identyfikację jakościową i ilościową źródeł emisji zanieczyszczeń do środowiska. Już pierwszy, inicjowany w połowie lat 90-tych przez UE program badawczy EPFE miał na celu identyfikację źródeł zanieczyszczenia powietrza w aglomeracjach miejskich przez transport samochodowy i wskazanie obszarów, w których podjęte działania dadzą największe rezultaty. Kolejne działania, będące rezultatem szczytu klimatycznego i protokołu z Kioto skłoniły UE do szczególnej aktywności w redukowaniu emisji gazów cieplarnianych, w tym głównie CO 2. W pierwszym rzędzie zidentyfikowano źródła emisji gazów cieplarnianych (GHG). Na Rys. 1 przedstawiono [8] dane z 2007 r. dotyczące całkowitego poziomu emisji gazów cieplarnianych w 27 państwach członkowskich Unii Europejskiej, w podziale na sektory gospodarki. Rys.1 Emisja gazów cieplarnianych w 27 państwach członkowskich Unii Europejskiej, w podziale na sektory gospodarki W sektorze transportu za emisję GHG w największym stopniu odpowiada transport samochodowy, na drugim miejscu jest transport lotniczy (Rys. 2.) Sytuacja przedstawiona na Rys. 2 jednoznacznie wyjaśnia dlaczego główna aktywność UE skupiła się na transporcie samochodowym. Już w końcu lat 90-tych pojawiła się Dyrektywa 98/70 określająca wymagania środowiskowe stawiane benzynom samochodowym i olejowi napędowemu. Pojawiły się również dyrektywy regulujące dopuszczalny skład spalin z silników o zapłonie iskrowym i o zapłonie samoczynnym. 64

Bartosz Gawron, Urszula Kaźmierczak Rys. 2 Udział transportu w emisji gazów cieplarnianych Rozwój konstrukcji silników samochodowych, jak również technologii przerobu ropy naftowej pozwalał stopniowo zaostrzać wymagania ekologiczne stawiane paliwom; dyrektywa 98/70 została zmodyfikowana w 2003 r., a ostatnio w 2009 r. Komunikat Komisji Europejskiej w sprawie planu utworzenia jednolitego europejskiego obszaru transportu [4] mówi w punkcie 7, że mimo znacznego postępu technicznego oraz potencjału w zakresie oszczędnych pod względem kosztów i energii rozwiązań i działań politycznych, system transportowy praktycznie się nie zmienił. Ze względu na to, że planowanie, budowa i wyposażenie infrastruktury trwa latami, zaś pociągi, samoloty i statki są wykorzystywane przez dziesięciolecia, podejmowane obecnie wybory będą decydować o transporcie w 2050 r. Rozwiązanie powyższych problemów oznacza, że do 2050 r. zrealizowane zostaną bardzo trudne cele, zaś do lat 2020/2030 ambitne cele pozwalające na zapewnienie właściwego kierunku działań. Wizja Komisji dotyczy trzech głównych segmentów sektora: transportu na średnie odległości, dalekie odległości i transportu miejskiego. W drugiej części dokumentu, pt.: Innowacje z myślą o przyszłości: technologia i zachowanie zgodnie z europejską polityką badań i innowacji w dziedzinie transportu przedstawiono plan działania w zakresie technologii. Jednym z celów jest zrównoważona alternatywna strategia w zakresie paliw, obejmująca również stosowną infrastrukturę. Dokumenty powyższe wyznaczają jednak kierunki rozwoju w zakresie technologii zarówno silników lotniczych, jak i paliw lotniczych, które muszą być dostosowane do możliwości zastosowania ich jako napędu statków powietrznych. W lotnictwie stosowane są dwa rodzaje paliw silnikowych: benzyny lotnicze do tłokowych silników lotniczych; paliwa do turbinowych silników lotniczych. 65

Hydrocarbon biocomponents use in aviation fuels... Biokomponenty węglowodorowe do zastosowań w paliwach lotniczych... W eksploatacji statków powietrznych znacznie większe znaczenie ma paliwo do turbinowych silników lotniczych, gdyż stosowane jest obecnie w dominującej ilości samolotów i śmigłowców. Paliwo lotnicze JET A-1 jest produkowane z komponentów uzyskiwanych w określonym reżimie technologicznym w procesach hydroodsiarczania, hydrokrakingu i destylacji. Komponenty odpowiadają ustalonym wymaganiom jakościowym. Paliwo jest uszlachetniane dodatkami uszlachetniającymi (antyutleniającym i antyelektrostatycznym) spełniających wymagania Dokumentu "Turbine Fuel, Aviation Kerosine Type Jet A-1 NATO Code: F35". 2. Redukcja emisji GHG przez transport lotniczy Transport lotniczy to obecnie najszybciej rosnące źródło emisji ditlenku węgla. W okresie 1998 2006 transport lotniczy, generując wzrost z 12,4% do 14% ilości zużywanej energii, plasował się na drugim miejscu [2]. Dla Polski, zobowiązanej do inwentaryzacji emisji krajowej gazów cieplarnianych z sektora lotniczego według metodologii 1) IPCC (1997) Revised 1996-IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Reference Manual IPCC oraz 2) IPCC (2006) 2006-IPCC Guidelinesfor National Greenhouse Gas Inventories, podano w Tablicy 1 dane dotyczące wskaźników emisji [8]. Tablica 1. Wskaźniki emisji GHG z paliw sektora lotniczego Paliwo Wskaźnik emisji CO 2 [kg/gj] Wskaźnik emisji CH 4 [kg/gj] Wskaźnik emisji N 2 O [kg/gj] Paliwo do turbinowych silników lotniczych w lotnictwie międzynarodowym Paliwo do turbinowych silników lotniczych w lotnictwie cywilnym krajowym 73,26 0,0005 0,0023 73,26 0,0005 0,0023 Benzyna lotnicza 72,10 0,0600 0,0009 Zużycie energii w odniesieniu do benzyn lotniczych i paliwa do turbinowych silników lotniczych w Polsce według [6] w 2007 r. wynosiło odpowiednio 176,00 TJ i 928,80 TJ. Komisja Europejska, mając na uwadze powyższe, już w 1999 r. przygotowała dla Rady Europy, Parlamentu Europejskiego, Komitetu Ekonomiczno-Społecznego i Komitetu Regionów komunikat w sprawie wpływu transportu lotniczego na środowisko naturalne z propozycjami rozwiązań w zakresie zrównoważonego rozwoju [5]. 66

Bartosz Gawron, Urszula Kaźmierczak Jednym z rozwiązań jest postulowane przez Unię Europejską ustalenie limitów emisji ditlenku węgla z przelotów, np. na poziomie 2005 r., i stopniowe, rok po roku ich ograniczanie (system cap&trade). Osiąganie celu nastąpi w pierwszej kolejności poprzez regulację liczby przelotów (cena przelotu), tak aby wielkość ta zapewniła spełnienie ustalonych limitów emisji. Ma to na celu stymulowanie rozwoju technologii silników lotniczych o dwukrotnie niższym spalaniu, co z kolei pozwoli dwukrotnie zwiększyć liczbę przelotów. W następnej kolejności opracowanie silników lotniczych np. z wykorzystaniem ogniw paliwowych może prowadzić do przywrócenia nieograniczonej możliwości przelotów bez negatywnego wpływu na środowisko, z jednoczesną zmianą procesów przemysłowych i energetycznych, które odpowiadają za znaczą część emisji związanej z budową samolotów i utrzymaniem infrastruktury. Przyjęty przez Parlament Europejski pakiet klimatyczny obejmuje dyrektywę RED (Dyrektywa 2009.28/WE), która dotyczy trzech sektorów gospodarki: produkcji energii elektrycznej, ciepłownictwa oraz transportu [3,10]. Państwa członkowskie same decydują o tym, jaki wkład będą mieć poszczególne sektory w osiągnięciu ogólnego celu 20% udziału, ale sugeruje się, aby państwa członkowskie zapewniły 10-proc. udział energii odnawialnej w sektorze transportowym do 2020 r. Przegląd systemu ETS wprowadzonego dyrektywą 2003/87/ EC [7] w stosunku do sektora lotniczego wskazuje, że od 2012 r. system ten obejmie również emisję ditlenku węgla generowaną przez samoloty lotnictwa cywilnego. To oznacza, że linie lotnicze realizujące loty na terenie Europy oraz do i z Europy będą zobowiązane do uzyskania uprawnień na emisje wygenerowane podczas tych lotów. Wykorzystanie handlu emisjami do zmierzenia się z kwestią szybko rosnących emisji w transporcie lotniczym jest w pełni zgodne z międzynarodowymi zobowiązaniami UE oraz z decyzjami podjętymi na zgromadzeniu Międzynarodowej Organizacji Lotnictwa Cywilnego w 2004 r. W odniesieniu do paliw lotniczych pierwsze kroki w zakresie ograniczania emisji szkodliwych składników z transportu lotniczego w UE podjęto w stosunku do paliwa lotniczego Jet A. Komisja Europejska wraz z Airbusem i przedstawicielami lotnictwa cywilnego oraz producentów biopaliw zainicjowali działanie pod nazwą Europejska Droga Wykorzystania Biopaliw w Lotnictwie (Launch of the European Advanced Biofuels Flightpath) [1,9]. Jego zadaniem jest wprowadzenie do lotnictwa biopaliw węglowodorowych i osiągnięcie zużycia 2 mln ton/rok w 2020 r. W tym celu konieczne jest połączenie sił w tworzeniu właściwych i skutecznych mechanizmów finansowych, by wesprzeć budowę zaawansowanych, innowacyjnych przemysłowych zakładów produkcji biopaliw. Akcja koncentruje się na następujących zagadnieniach: ułatwianiu postępu w normalizacji dla rozwijanych biopaliw i ich certyfikacji do użytku w komercyjnych samolotach; współpracy całego łańcucha dostaw w celu dalszego rozwoju powszechnie przyjętych ram certyfikacji zrównoważonego rozwoju; 67

Hydrocarbon biocomponents use in aviation fuels... Biokomponenty węglowodorowe do zastosowań w paliwach lotniczych... uzgodnieniu systemu logistyczno- ekonomicznego wprowadzania biopaliw w określonym czasie; promowaniu odpowiednich publicznych i prywatnych działań w celu zapewnienia wprowadzania na rynek parafinowych biopaliw w sektorze transportu lotniczego; ustanowieniu struktury finansowania przedsięwzięć w celu ułatwienia realizacji projektów biopaliw drugiej generacji (2G); przyspieszeniu badań i innowacji; ukierunkowanych na zaawansowane technologie związane z biopaliwami, a zwłaszcza związanych z wykorzystaniem alg; podjęciu działań w celu informowania obywateli europejskich o korzyściach z zastępowania paliwa naftowego przez certyfikowane, zrównoważone biopaliwa. Metody pracy i zarządzania zawarto w Strategicznym Planie Technologii Energetycznych (SET-P) Unii Europejskiej, przedstawionym przez Komisję i zatwierdzonym przez Parlament Europejski oraz szefów państw i rządów 4 lutego 2011 r. 3. Technologie konwersji biomasy do biokomponentów/biopaliw węglowodorowych Biopaliwa do turbinowych silników lotniczych staną się w niedalekiej przyszłości produktem rynkowym, obecnym na lotniskach cywilnych i wojskowych, również w Polsce. Kierunek badań prowadzonych przez czołowe w świecie firmy lotnicze wskazuje, że biopaliwami stosowanymi w lotnictwie będą biowęglowodory komponenty węglowodorowe otrzymywane z biomasy. Biokomponenty te pod względem budowy chemicznej są zbliżone do paliw otrzymywanych z ropy naftowej, jednak ich własności różnią się od własności stosowanych dotychczas paliw mineralnych. Dlatego też uznano, że sam fakt spełnienia przez mieszanki paliwa mineralnego i komponentu biowęglowodorowego wymagań normatywnych dla paliwa Jet A1 jest niewystarczający, aby dopuścić takie biopaliwo do stosowania w silnikach lotniczych. Stąd firmy lotnicze, mające już pewne osiągnięcia we wdrażaniu biopaliw prowadzą badania na poziomie laboratorium, hamowni silnikowej oraz eksploatacji w rzeczywistych silnikach w próbach naziemnych i w locie. W rezultacie takich badań dopuszczone może być do stosowania w określonym typie silnika biopaliwo o określonym składzie chemicznym i wynikających z niego właściwościach. Dopuszczający do stosowania zakłada, że w toku produkcji przemysłowej biokomponentów ich skład chemiczny będzie stabilny. Stabilność składu i właściwości biokomponentów węglowodorowych zależna jest od rodzaju i jakości surowców biomasowych oraz od technologii ich konwersji do komponentów biowęglowodorowych. Dlatego dopuszczający biopaliwo do stosowania w silnikach lotniczych określa nie tylko wymagane właściwości 68

Bartosz Gawron, Urszula Kaźmierczak biopaliwa, ale również określa rodzaj i jakość surowca biomasowego oraz technologię jego konwersji do biokomponentu paliwa lotniczego. W wyniku przeprowadzonych badań mających na celu pozyskanie wiedzy teoretycznej w zakresie możliwości stosowania biopaliw w lotnictwie stwierdzono, że technologiami o największej przydatności do wytwarzania biopaliw dla lotnictwa są: synteza Fischera Tropscha, technologia HVO i polimeryzacja biobutanolu. Zanalizowano dostępność w Polsce surowców biomasowych do produkcji biokomponentów / biopaliw dla lotnictwa przy zastosowaniu tych technologii. W wyniku analizy stwierdzono, że potencjalnymi surowcami są: rzepak (produkcja RME i biowęglowodorów technologią HVO) - zakładając zużycie na cele spożywcze na stałym poziomie do 2020 roku krajowe rolnictwo może dostarczyć (2300 tys. t 1100 tys. t) + 1200 tys. t = 2400 tys. t ziarna rzepaku na produkcję RME oraz jako surowca do procesu współuwodornienia. drewno i odpady drewna (technologia Fischera Tropscha) - potencjał drewna i odpadów drewna oraz tzw. drewna poużytkowego jest trudny do oszacowania; według KPD na cele energetyczne może być wykorzystane około 560 tys. t odpadów drewna i około 2 800 tys. t drewna poużytkowego; zaznaczyć należy, że w konsumpcji drewna i odpadów drewna bardzo silną konkurencję stanowi energetyka (współspalanie z węglem + zielone certyfikaty ); w strategii MRiRW biomasa drzewna nie jest uwzględniana jako surowiec energetyczny zakłada się zastępowanie w energetyce biomasy drzewnej produktami rolniczymi. słoma (technologia Fischera Tropscha) - ocena zasobów słomy, a zwłaszcza prognozy jej wykorzystania na cele energetyczne są bardzo zróżnicowane; nadwyżka do wykorzystania na cele energetyczne według KPD wynosi 4,8 mln t. uprawy energetyczne - aktualnie uprawy energetyczne pozostają na poziomie doświadczalnym areał około 10 tys. ha; 4. Założenia do programów badawczo wdrożeniowych w zakresie stosowania biopaliw w lotnictwie Przedstawiona powyżej analiza wskazuje na potrzebne dla polskiego przemysłu paliwowego i sektora transportu lotniczego kierunki badań, które może i powinien prowadzić ITWL. W ramach badań prowadzonych w ITWL opracowana powinna być szczegółowa koncepcja wprowadzenia do lotnictwa cywilnego i Sił Zbrojnych RP biopaliw do turbinowych silników lotniczych. Opracowany powinien być algorytm postępowania przy wyborze rodzaju wdrażanych do lotnictwa biopaliw, badania właściwości eksploatacyjnych wybranych biopaliw na poziomie laboratoryjnym, opracowanie wstępnych wymagań dla wybranych biopaliw, weryfikacja wymagań eksploatacyjnych wybranych biopaliw w testach silnikowych. 69

Hydrocarbon biocomponents use in aviation fuels... Biokomponenty węglowodorowe do zastosowań w paliwach lotniczych... Opracowany algorytm postępowania pozwoli na planowanie projektów badawczych ITWL, stanowiących element spójnej polityki wdrażania biopaliw w Siłach Zbrojnych RP, zgodnie z polityką NATO oraz uwarunkowaniami w lotnictwie cywilnym i w sektorze paliwowym. Na tej podstawie określona będzie strategia prac badawczych i wdrożeniowych realizowanych przez ITWL w zakresie biopaliw dla lotnictwa, koniecznych ze względu na bezpieczeństwo lotów oraz wkład ITWL do określenia polityki Rządu RP w zakresie redukcji emisji CO 2 w lotnictwie. Na obecnym etapie proponowane jest podjęcie następujących badań: Wybór, na podstawie wyników badań wykonanych w 2013 r., technologii wytwarzania biokomponentów do paliw dla turbinowych silników lotniczych, preferowanych ze względu na dostępność surowców i jakość produktu. Określenie, na podstawie danych literaturowych i kontaktów bezpośrednich z zagranicznymi wytwórcami biokomponentów węglowodorowych składu chemicznego wybranych biokomponentów i zakresu jego zmienności. Opracowanie reprezentatywnego dla wybranych technologii składu chemicznego modeli biokomponentów i wykonanie ich w laboratorium. Przygotowanie mieszanek modeli biokomponentów z paliwem Jet A1 i badania ich własności fizykochemicznych. Badanie wybranych mieszanek modeli biokomponentów i Jet A1 w testach silnikowych. Prowadzenie testów silnikowych w aspekcie stosowania alternatywnych paliw na hamowni rzeczywistego turbinowego silnika lotniczego jest bardzo kosztowne. Dlatego po weryfikacji nowego paliwa w zakresie własności fizykochemicznych w laboratorium, korzystnie jest przeprowadzić pośrednie testy hamowniane na modelowych silnikach odrzutowych. Badania tego typu mogą być realizowane na stanowisku hamownianym miniaturowego turbinowego silnika lotniczego, które jest aktualnie budowane w Zakładzie Materiałów Pędnych i Smarów ITWL. Zasadniczym elementem całego stanowiska jest modelowy turbinowy silnik odrzutowy serii GTM (Rys. 3). Rys. 3 Miniaturowy silnik odrzutowy serii GTM [11] 70

Bartosz Gawron, Urszula Kaźmierczak Charakteryzuje się on pracą z zakresie 33-120 tys. obr/min. oraz maksymalnym ciągiem o wartości 140 N. Zbudowany jest w oparciu o jednostopniową sprężarkę promieniową, napędzaną jednostopniową turbiną osiową oraz pierścieniową komorę spalania wraz z zestawem parownic. Sterowanie pracą silnika odbywa się poprzez mikroprocesorowy kontroler z panelu wyświetlacza LCD. Na stanowisku pomiarowym miniaturowego silnika odrzutowego istnieje możliwość pomiaru podstawowych parametrów pracy silnika: siły ciągu, zużycia paliwa, prędkości obrotowej oraz temperatury gazów wylotowych. Oprócz badań realizowanych na stanowisku hamownianym związanych bezpośrednio z pomiarami parametrów pracy silnika, będzie istniała możliwość wykonania również badań emisji spalin oraz pomiarów wielkości cząstek stałych. W zakresie badań emisji spalin możliwe będzie wykonanie pomiarów stężeń: CO, CO 2, NO, NO 2, C x H y oraz SO 2. 5. Wnioski 1. W wyniku przeprowadzonych badań mających na celu pozyskanie wiedzy dotyczącej prawnych i standaryzacyjnych uregulowań odnoszących się do wprowadzania biopaliw do lotnictwa stwierdzono, że: aktywność UE w realizacji idei zrównoważonego rozwoju i troska o środowisko naturalne znajduje odzwierciedlenie w ustanawianych przez Parlament Europejski i Radę Europy dyrektywach. w odniesieniu do paliw lotniczych pierwsze kroki w zakresie ograniczania emisji szkodliwych składników z transportu lotniczego w UE podjęto w stosunku do paliwa lotniczego Jet A. Komisja Europejska wraz z Airbusem i przedstawicielami lotnictwa cywilnego oraz producentów biopaliw zainicjowali działanie pod nazwą Europejska Droga Wykorzystania Biopaliw w Lotnictwie (Launch of the European Advanced Biofuels Flightpath). Jego zadaniem jest wprowadzenie do lotnictwa biopaliw węglowodorowych i osiągnięcie zużycia 2 mln ton/rok w 2020 r. 2. W wyniku przeprowadzonych badań mających na celu pozyskanie wiedzy teoretycznej w zakresie możliwości stosowania biopaliw w lotnictwie stwierdzono, że: technologiami o największej przydatności do wytwarzania biopaliw dla lotnictwa są: synteza Fischera Tropscha, technologia HVO i polimeryzacja biobutanolu; dostępność surowców biomasowych dla w/w technologii jest w Polsce ograniczona ze względu na wymóg stabilności rodzaju i jakości tych surowców. 6. Literatura [1] 2 million tons per year: A performing biofuels supply chain for EU aviation, 2011. [2] 2008 Environment Policy Review, European Communities, 2009. 71

Hydrocarbon biocomponents use in aviation fuels... Biokomponenty węglowodorowe do zastosowań w paliwach lotniczych... [3] Antosz A., Syrek H.: Emisje gazów cieplarnianych w procesach wydobycia i transportu ropy naftowej, Nafta-Gaz, 2012, s. 233 240. [4] BIAŁA KSIĘGA. Plan utworzenia jednolitego europejskiego obszaru transportu dążenie do osiągnięcia konkurencyjnego i zasobooszczędnego systemu transportu, Komunikat (2011) 144 Komisji Europejskiej z 28.03.2011r. [5] Communication from the Commission to the Council, the European Parliament, the Economic and Social Committee and the Committee of the Regions. Air Transport and the Environment, Towards meeting the Challenges of Sustainable Development, Brussels, 1.12.1999 COM (1999) 640 final. [6] Dębski B.: Inwentaryzacja emisji krajowej gazów cieplarnianych z lotnictwa, Zespół Krajowego Centrum Inwentaryzacji Emisji, Warszawa 2009. [7] Dyrektywa 2003/87/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 13 października 2003 r. ustanawiająca system handlu przydziałami emisji gazów cieplarnianych we Wspólnocie oraz zmieniająca dyrektywę Rady 96/61/WE. [8] Działania UE przeciw zmianom klimatu. Europejski System Handlu Emisjami (ETS), Komisja Europejska, 2009. [9] Launch of the European Advanced Biofuels Flightpath. [10] Syrek H., Rogowska D.: Development of refining industry and reduction of greenhouse gas emission, Nafta-Gaz, 2011, s. 474 482. [11] Materiały firmy JETPOL wykonującej małe silniki turboodrzutowe. dr inż. Bartosz Gawron - absolwent Wojskowej Akademii Technicznej na kierunku mechatronika, specjalność: samoloty i śmigłowce, w latach 2008-2012 doktorant na studiach III stopnia w WAT na Wydziale Mechatroniki i Lotnictwa, od 09.2012 doktor nauk technicznych w dyscyplinie naukowej mechanika. Aktualnie pracownik naukowy w Instytucie Technicznym Wojsk Lotniczych. mgr Urszula Kaźmierczak - od 1993 r. zatrudniona była w Centralnym Laboratorium Naftowym, przekształconym w 2006 r. w Instytut Paliw i Energii Odnawialnej. W 2007 roku objęła stanowisko dyrektora Instytucji Wdrażającej POIiŚ. Obecnie jest zatrudniona w Instytucie Technicznym Wojsk Lotniczych, gdzie zajmuje się zagadnieniami zrównoważonego rozwoju, w tym biopaliwami. 72