THE MARKING SYSTEM OF AVIATION FUELS SYSTEM ZNAKOWANIA PALIW LOTNICZYCH



Podobne dokumenty
Możliwości wykorzystania recyklingu energetycznego odpadowych tworzyw sztucznych do sprężania gazu ziemnego dla potrzeb zasilania

BIOPALIWA DRUGIEJ GENERACJI

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

Ekonomiczne i ekologiczne aspekty stosowania systemu znakowania paliw akcyzowych

Wykorzystanie biogazu jako paliwa transportowego

ZNACZENIE I MONITOROWANIE JAKOŚCI PALIW

Biopaliwa w transporcie

BioMotion. Wprowadzenie do dyskusji

PROGRAM WDROŻENIA PALIW ALETERNATYWNYCH w MZK SŁUPSKS

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

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

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

Biokomponenty i biopaliwa ciekłe

Piotr MAŁECKI. Zakład Ekonomiki Ochrony Środowiska. Katedra Polityki Przemysłowej i Ekologicznej Uniwersytet Ekonomiczny w Krakowie

Obowiązek znakowania i barwienia paliw a wynikające stąd problemy

REDUXCO. Katalizator spalania. Leszek Borkowski DAGAS sp z.o.o. D/LB/6/13 GreenEvo

Problemy z silnikami spowodowane zaklejonymi wtryskiwaczami Wprowadzenie dodatku do paliwa DEUTZ Clean-Diesel InSyPro.

FUNCTIONAL AGRIMOTOR TESTING SUPPLIED BY THE VEGETABLE ORIGIN FUELS BADANIE FUNKCJONALNE SILNIKA ROLNICZEGO ZASILANEGO PALIWAMI POCHODZENIA ROŚLINNEGO

KATALIZATOR DO PALIW

Biogazownie w Polsce i UE technologie, opłacalność, realizacje. Anna Kamińska-Bisior

OFERTA TEMATÓW PROJEKTÓW DYPLOMOWYCH (MAGISTERSKICH) do zrealizowania w Katedrze INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ

INTERPRETACJA INDYWIDUALNA

Konsumpcja paliw ciekłych w I kwartale 2013 roku

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

Michał Cierpiałowski, Quality Assurance Poland

Energia słoneczna i cieplna biosfery Pojęcia podstawowe

Konsumpcja paliw ciekłych po 3 kwartałach 2016 roku

Ustawa z dnia 22 lipca 2010 roku o zmianie ustawy o podatku akcyzowym oraz innych ustaw (Dz. U. z 2010 r. Nr 151, poz. 1013) tekst jednolity

ESTRY METYLOWE POCHODZENIA ZWIERZĘCEGO JAKO PALIWO ROLNICZE. mgr inż. Renata Golimowska ITP Oddział Poznań

RYNEK OLEJÓW OPAŁOWYCH BADANIE UOKIK

Biogaz i biomasa -energetyczna przyszłość Mazowsza

Magdalena Borzęcka-Walker. Wykorzystanie produktów opartych na biomasie do rozwoju produkcji biopaliw

Metan z procesów Power to Gas - ekologiczne paliwo do zasilania silników spalinowych.

Pakiet przewozowy ustawa z dnia 9 marca 2017 r. o systemie monitorowania drogowego przewozu towarów

Niskoemisyjne, alternatywne paliwa w transporcie. Sławomir Nestorowicz Pełnomocnik Dyrektora ds. Paliw Metanowych

Silniki Scania Euro 6 moc na miarę każdego zadania

Konsumpcja paliw ciekłych po 3 kwartałach 2017 roku

Wpływ dodatku biokomponentów do paliw grzewczych na trwałość ich znakowania i barwienia

za rok: PODMIOTY REALIZUJĄCE NARODOWY CEL WSKAŹNIKOWY Sprawozdanie podmiotu realizującego Narodowy Cel Wskaźnikowy w zakresie realizacji tego celu

Drewno jako surowiec energetyczny w badaniach Instytutu Technologii Drewna w Poznaniu

Uwarunkowania prawne zastosowania biopaliw w transporcie w Polsce

HYDROCARBON BIOCOMPONENTS USE IN AVIATION FUELS - PRELIMINARY ANALYSIS OF ISSUES

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

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

RAF-2 Sprawozdanie o produkcji, obrocie, zapasach oraz o infrastrukturze magazynowej i przesyłowej ropy naftowej i produktów naftowych

Zaawansowane zastosowanie biomasy w przemyśle chemicznym

Warszawa, dnia 23 maja 2019 r. Poz. 973 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ENERGII 1) z dnia 17 maja 2019 r.

Opis modułu kształcenia Materiałoznawstwo paliw

Warszawa, dnia 23 marca 2018 r. Poz. 600 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ENERGII 1) z dnia 20 marca 2018 r.

Centrum Innowacji Edoradca Sp. z o.o S.K.

Załącznik 1. Propozycja struktury logicznej Programu (cele i wskaźniki)

Rosja UE Norwegia Pozostałe Razem Wartość rok mln ton udział mln ton mln ton mln ton mln ton importu mln EUR

SEMINARIUM. Produkcja energii z odpadów w technologii zgazowania Uwarunkowania prawne i technologiczne

Czujniki DrägerSensors

Opis modułu kształcenia Materiałoznawstwo paliw ciekłych

Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej

RAF-2 Sprawozdanie o produkcji, obrocie, zapasach oraz o infrastrukturze magazynowej i przesyłowej ropy naftowej, produktów naftowych i biopaliw

Noty wyjaśniające do Nomenklatury scalonej Unii Europejskiej (2018/C 7/03)

Fig. 1 Szacunkowa wielkość konsumpcji paliw ciekłych w kraju po 3 kwartałach 2018 roku w porównaniu do 3 kwartałów 2017 roku.

Warszawa, dnia 19 maja 2017 r.

EUROPEAN UNION EUROPEAN REGIONAL DEVELOPMENT FOUND KLASTER GREEN CARS

WYTWÓRNIA. Wytwórnia Bioagra-Oil S.A. składa się z 2 sekcji: 1. Sekcja produkcji estrów metylowych o wydajności ton / rok.

D E C Y Z J A Prezesa Agencji Rezerw Materiałowych Nr BPI 16/I/16 w sprawie udzielenia pisemnej interpretacji przepisów dotyczących opłaty zapasowej

OS-I EK Rzeszów,

Kierunki zmian jakości paliw i biopaliw ciekłych

Oferta firmy ITG Sp. z o.o.

I Forum Dialogu Nauka - Przemysł Warszawa, 9-10 października 2017 r.

PRZEMYSŁ i HANDEL NAFTOWY w ROKU 2012

VARIANT S.A. Projekt olejowy recykling olejów przepracowanych

Zagadnienia hydrokonwersji olejów roślinnych i tłuszczów zwierzęcych do węglowodorowych bio-komponentów parafinowych (HVO)

PODSUMOWANIE WYNIKÓW IH Spotkania z inwestorami instytucjonalnymi r.

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

BIOFUELS FOR TURBINE AVIATION ENGINES BASED ON BIOHYDROCARBONS AND OTHER BIOCOMPONENTS

Warszawa, dnia 22 grudnia 2014 r. Poz ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI 1) z dnia 9 grudnia 2014 r.

BIOGOSPODARKA. Inteligentna specjalizacja w Województwie Zachodniopomorskim SZCZECIN 20 \06 \ 2013

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

R O Z P O R ZĄDZENIE M I N I S T R A E N E R G I I 1) z dnia...

PREZENTACJA WYNIKOWA za I kwartał 2018 rok. 18 maja 2018

Paliwa alternatywne jako odnawialne źródła energii w formie zmagazynowanej. Prezentacja na podstawie istniejącej implementacji

Warszawa, dnia 23 maja 2019 r. Poz. 971 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ENERGII 1) z dnia 17 maja 2019 r.

OBJAŚNIENIA DO FORMULARZA DPE 4.3

Załącznik nr 4. Stawki akcyzy na Ukrainie

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(92)/2013

Współpraca z jednostkami B+R i uczelniami szansą na innowacyjny rozwój polskich przedsiębiorstw z sektora MŚP. Przykłady dobrych praktyk

Znakowanie kosmetyku nowe przepisy. mgr Katarzyna Kobza - Sindlewska

Wartość dodana podejścia procesowego

FORMULARZ OFERTY. /wzór/ My/Ja* niżej podpisani... /imię i nazwisko/ reprezentując... /pełna nazwa i adres wykonawcy/ Cena jedn.

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI 1) z dnia 22 stycznia 2009 r. w sprawie wymagań jakościowych dla biopaliw ciekłych 2)

Zasady koncesjonowania odnawialnych źródełenergii i kogeneracji rola i zadania Prezesa URE

Warszawa, dnia 15 maja 2017 r. Poz. 945 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ENERGII 1) z dnia 21 kwietnia 2017 r.

Centrum Innowacji STB Sp. z o.o S.K. OFERTA LABORATORIUM. Tworzymy dla Ciebie innowacyjne rozwiązania technologiczne dopasowane do Twoich potrzeb

RAF-2 Sprawozdanie o produkcji, obrocie, zapasach oraz o infrastrukturze magazynowej i przesyłowej ropy naftowej, produktów naftowych i biopaliw

RAF-2. Przychód ogółem (wiersze: ) 09. Rozchód ogółem (wiersze: ) 24. Sprawozdanie o produkcji i obrocie produktami naftowymi

1. Ustala się Narodowe Cele Wskaźnikowe w wysokości:

Stawki akcyzy na Ukrainie (według stanu na dzień 1 czerwca 2016 roku)

PERSPEKTYWICZNE WYKORZYSTANIE WĘGLA W TECHNOLOGII CHEMICZNEJ

POLSKA IZBA EKOLOGII. Propozycja wymagań jakościowych dla węgla jako paliwa dla sektora komunalno-bytowego

Aktualne regulacje prawne wspierające wytwarzanie energii i ciepła z biomasy i innych paliw alternatywnych

Finansowanie infrastruktury energetycznej w Programie Operacyjnym Infrastruktura i Środowisko

Powyższy artykuł określa kto jest odpowiedzialny za wprowadzenie do obrotu produktu kosmetycznego. Może to być producent, dystrybutor lub importer.

Transkrypt:

Journal of KONBiN 1(17) 2011 ISSN 1895-8281 THE MARKING SYSTEM OF AVIATION FUELS SYSTEM ZNAKOWANIA PALIW LOTNICZYCH Urszula Kaźmierczak, Andrzej Kulczycki Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych urszula.kazmierczak@itwl.pl; andrzej.kulczycki@itwl.pl Abstract: The topic of the publication is a labeling system for aviation fuel, allowing for every stage of their distribution, until the fuel in the aircraft identification of the product. Aviation fuels are subject to specific rules of supervision of quality in the whole chain from their production to the tank on the plane. An important element is the ability to assign a specific batch of fuel specified manufacturer. This follows from one side of the manufacturer's responsibility for product quality, on the other hand allows to assign a specific batch of fuel appropriate to the composition of the component manufacturer, which in specific cases, the distribution and use of aviation fuels is important. Such cases should include breakdowns and plane crashes. The paper presents the technical possibilities of marking aviation fuel. Pointed to the known and used for dye-based markers and a new generation of tags based on the type of DNA molecules. Presents techniques for the detection tag-based dyes and the DNA code. In the final part of the paper switched AFIT developed a concept of a family of tags based on the special, not present in the air-fuel molecules. Indicated the detection of these markers as well as their advantages compared to known products. Keywords: aviation fuel, fuel quality, tags Streszczenie: Tematem publikacji jest system znakowania paliw lotniczych, umożliwiający na każdym etapie ich dystrybucji, aż do układu paliwowego w samolocie identyfikację produktu. Paliwa lotnicze podlegają szczególnym zasadom nadzoru jakościowego w całym łańcuchu od ich wytwarzania do zbiornika w samolocie. Ważnym elementem jest możliwość przypisania konkretnej partii paliwa określonemu wytwórcy. Wynika to z jednej strony z odpowiedzialności wytwórcy za jakość produktu, z drugiej zaś umożliwia przypisanie konkretnej partii paliwa właściwego dla danego wytwórcy składu komponentowego, co w szczególnych przypadkach dystrybucji i eksploatacji paliw lotniczych jest ważne. Do takich przypadków zaliczyć należy awarie i katastrofy lotnicze. W referacie przedstawiono techniczne możliwości znakowania paliw lotniczych. Wskazano na znane i stosowane znaczniki oparte na barwnikach oraz nową generację znaczników opartych na molekułach typu DNA. Przedstawiono techniki detekcji znaczników opartych na barwnikach i kodzie DNA. W końcowej części referatu przestawiono opracowaną w ITWL koncepcję rodziny znaczników opartych na specjalnych, nie występujących w paliwach lotniczych molekułach. Wskazano na sposób detekcji tych znaczników oraz ich zalety w stosunku do produktów znanych. Słowa kluczowe: paliwo lotnicze, jakość paliwa, znaczniki 135

The marking system of aviation fuels System znakowania paliw lotniczych 1. Wstęp Znakowanie paliw znane jest i stosowane od wielu lat. Dotychczas znaczniki stosowane były w paliwach węglowodorowych pochodzenia naftowego. Znakowanie tych paliw służy przede wszystkim identyfikacji produktów, dla których obowiązują szczególne regulacje podatkowe. W Polsce lekkie oleje opałowe charakteryzują się właściwościami bardzo zbliżonymi do właściwości olejów napędowych. Stawka podatku akcyzowego dla lekkich olejów opałowych, przeznaczonych do zasilania instalacji grzewczych jest jednak istotnie niższa niż dla olejów napędowych. Tego rodzaju rozwiązania podatkowe sprzyjają rozwojowi tzw. szarej strefy. Jednym z koniecznych działań dla przeciwdziałania jej rozwojowi jest znakowanie produktu obłożonego niższą stawką akcyzową. Na mocy rozporządzenia Ministra Finansów istnieje obowiązek znakowania lekkich olejów opałowych znacznikiem Solvent Yellow 124. Pole zastosowań znaczników zaczyna obecnie się zwiększać. Pojawia się, sygnalizowana przez przemysł paliwowy potrzeba znakowania produktów od danego wytwórcy (identyfikacja wytwórcy biokomponentu, biopaliwa lub paliwa). Sygnalizowana jest również potrzeba dysponowania narzędziem pozwalającym jednoznacznie stwierdzić, że paliwo przeznaczone jest dla określonego użytkownika, np. instytucji wojskowych, policji itp. Pole potencjalnego zastosowania znaczników wymaga dysponowania szeroką ich gamą. 2. Znane i stosowane znaczniki do paliw/biopaliw Znaczniki oparte na barwnikach [1-3, 5-7] Znane są metody znakowania paliw ciekłych barwnikami, najczęściej organicznymi, których pasma absorpcyjne są położone w zakresie widzialnym od 300 1200 nm.[1 3] Substancje te cechują specyficzne własności optyczne - pasma absorpcji w zakresie UV-VIS i podczerwieni oraz emisji, które są zależne od rozpuszczalnika i koncentracji barwników. W Polsce dla kontroli sprzedaży paliw i poboru akcyzy stosowane są odpowiednie zestawy barwnikowe. Jako środki znakujące dodaje się związki barwnikowe z grupy ftalocyjanin, naftalocyjanin, kompleksów niklu z ditiolanem, związków aminiowych pochodnych amin aromatycznych, barwników metynowych. Stosowane środki znakujące wykazują maksimum absorpcji w zakresie od 620 do 1200 nm i/albo maksimum fluorescencji w zakresie od 620 do 1200 nm. Wykrywanie środka znakującego prowadzi się przez pomiar absorpcji albo fluorescencji.[8] Podobne rozwiązania są stosowane w innych krajach UE oraz w USA. Mocną stroną barwników stosowanych jako znaczniki jest relatywnie niski ich koszt oraz dostępność. Słabą stroną jest niemożliwość ich detekcji w obecności innych znaczników, mała liczba możliwych do zastosowania barwników oraz łatwość ich usuwania ze znakowanych paliw. 136

Urszula Kaźmierczak, Andrzej Kulczycki Znaczniki izotopowe [4] Wady znaczników opartych na barwnikach powodują, że poszukiwane są inne rozwiązania. Przykładem może być technologia znakowania paliw opracowana przez firmę Isotag. Technologia Isotag polega na modyfikacji niewielkiej liczby cząsteczek paliwa, np. przez zastąpienie atomów wodoru atomami deuteru. W ten sposób oznaczona benzyna ma identyczne właściwości co ich nieoznaczone odpowiedniki, jednak ich ciężar jest większy. Ten odcisk palca w paliwie pozwala je błyskawicznie zidentyfikować za pomocą specjalnego czytnika. Wprowadzenie tej technologii wiąże się z kosztami. Amerykanie realistycznie oceniają, że ich technologia nie daje 100-procentowego zabezpieczenia przed dystrybucją paliwa w szarej strefie. Jednak spodziewane 65 % odzyskanych przychodów budżetu, co stanowi około 850 mln USD (3,4 mld zł) rocznie jest już kwotą znaczącą. Znaczniki oparte na kodzie DNA [9] Znane i wprowadzane w bardzo ograniczonej skali są znaczniki typu DNA. Syntetyczne łańcuchy DNA opracowane przez wyspecjalizowaną francuską firmę mogą zapewnić nieograniczoną ilość niepowtarzalnych kodów, całkowicie niewidocznych i dostępnych jedynie stronom uprawnionym. Pozwala to na pełne przemysłowe śledzenie w oparciu o niemożliwy do złamania ukryty system, ponieważ dostęp do zakodowanej informacji wymaga użycia specjalnych kluczy molekularnych, posiadanych jedynie przez użytkownika technologii. Kody DNA tworzone są w postaci ciekłej lub proszkowej i mogą być stosowane w cieczach, ciałach stałych i dymach (systemy bezpieczeństwa). Znaczniki DNA, aczkolwiek umożliwiające wprowadzenie na rynek szerokiego ich asortymentu, są kosztowne i wytwórcy paliw nie korzystają z nich, gdyż wywołałoby to wzrost kosztów wytwarzania paliw i biopaliw. Francuska firma specjalizuje się w markerach bezpieczeństwa na bazie DNA. Sprzedaje elastyczne wielopoziomowe systemy znaczników w celu monitorowania źródła lub udowadniania pochodzenia produktów. Firma posiada wiedzę w zakresie narzędzi biologii molekularnej oraz technik optycznych pozwalających na dostarczanie dostosowanych do potrzeb klienta, odpornych na środowisko i niepodrabialnych markerów. Podsumowując, znakowanie może odbywać się na dowolnym etapie produkcji, zależnie od konkretnej potrzeby, jakiej będzie służyć w polityce śledzenia produktu przez producenta. Analiza DNA oparta jest na własnych zautomatyzowanych technikach. Może być przeprowadzana w laboratoriach firmy lub podzlecana lokalnym laboratoriom biologii molekularnej, pod warunkiem, że konkretne klucze molekularne zostaną im powierzone przez klienta. Użytkownicy technologii mogą korzystać także z przenośnych urządzeń testowych w celu stwierdzenia obecności znaczników molekularnych na miejscu. Ta podstawowa detekcja umożliwia także weryfikację prawidłowego oznaczenia towarów przed rozesłaniem ich do sieci dystrybucji. 137

The marking system of aviation fuels System znakowania paliw lotniczych Najnowocześniejsze rozwiązania umożliwiają technologie typu tak-nie (jedynie weryfikacja autentyczności) lub ograniczony zakres kodowania. Zakres kodowania oferowany przez technologię DNA jest praktycznie nieograniczony. Najnowocześniejsze rozwiązania zapewniają absolutną niełamliwość znaków DNA: oferowane rozwiązania do śledzenia produktów są systemami całkowicie ukrytymi, w zupełności niemożliwymi do wykrycia przez strony niepowołane. Innowacja zasadza się także w ich uniwersalności: znaczniki mogą być wprowadzane do ciał stałych, cieczy, masy materiału lub pojedynczych przedmiotów. Mogą zostać włączone w szereg procesów przemysłowych, dla których zaprojektowane zostały specjalne sposoby znakowania. 3. Koncepcja indywidualnych pakietów znacznikowych opracowana przez ITWL Istotą badań realizowanych przez ITWL jest określenie możliwości wykorzystania organicznych lub nieorganicznych związków zawierających heteroatomy, w tym związków metali jako znaczników do paliw i biopaliw. Opracowana zostanie metoda detekcji znacznika. W odniesieniu do organicznych związków zawierających heteroatomy, w tym związków metali opracowana zostanie metoda komponowania pakietu znacznikowego. W oparciu o wstępne badania postawiono tezę, że stosując pakiety składające się z dwu lub większej liczby związków zawierających tlen, azot lub siarkę, a w przypadku związków metali różniących się rodzajem metalu można wytworzyć rodzinę pakietów znacznikowych, w skład której wejdzie wiele indywidualnych pakietów znacznikowych. Każdy pakiet znacznik zawiera charakterystyczną relację stężeń poszczególnych składników. Określając w znakowanym paliwie lub biokomponencie rodzaj związków i relację ich stężeń można zidentyfikować konkretny pakiet znacznikowy. Koncepcja pakietu znacznikowego Przyjęto, ze zarówno w kompozycji dwuskładnikowej, jak i przy większej liczbie składników pakietu jeden ze składników wprowadzany będzie w znacząco większym stężeniu niż pozostałe. Składnik taki, jako wiodący przy detekcji znaczników pozwoli na zwiększenie liczby kombinacji, a więc zwiększenie liczby możliwych do zastosowania pakietów znacznikowych. Cechą innowacyjną tego rozwiązania jest nowoczesna, niestosowana dotychczas kompozycja pakietu znaczników molekularnych oraz metoda ich detekcji. Powyższe założenia zostaną osiągnięte poprzez przeprowadzenie prac badawczych mających na celu opracowanie zasad doboru i komponowania znaczników molekularnych do paliw i biopaliw dla transportu, w tym lotniczego, będących kompozycjami dwu i więcej związków organicznych zawierających metale i/lub heteroatomy, zmieszanych w ściśle określonych proporcjach oraz opracowanie metod detekcji tak skomponowanych znaczników. Aktualna oferta rynkowa nie daje możliwości wprowadzenia na rynek potrzebnej dużej liczby znaczników, których koszt nie będzie zauważalnie wpływał na koszty 138

Urszula Kaźmierczak, Andrzej Kulczycki wytworzenia paliwa i biopaliwa. Znane i stosowane znaczniki oparte na barwnikach mają bardzo duże ograniczenia asortymentowe, co więcej możliwości ich detekcji w przypadku mieszanki paliw zawierających różne barwniki są silnie ograniczone, a znaczniki DNA nadmiernie podnoszą koszt wytwarzania paliw. Na podstawie planowanych przez ITWL, przeprowadzonych badań zostaną wskazane najkorzystniejsze materiały oraz technologie do wykonania prototypów pakietów znacznikowych i detektora znaczników. Dzięki wykonanym pracom badawczym poszerzona zostanie wiedza na temat znakowania paliw i biopaliw. W wyniku wdrożenia konstrukcji nowego typu detektora, dostosowanego do kompozycji pakietów znacznikowych będzie ona mogła mieć zastosowanie do identyfikacji paliw i biopaliw pod kątem określenia ich wytwórcy, przeznaczenia oraz pochodzenia. Założeniem bowiem jest osiągnięcie możliwości wytwarzania dużej liczby niepowtarzających się, nieusuwalnych znaczników pozwalających na wszystkich etapach dystrybucji paliw i biopaliw określić ich pochodzenie i przeznaczenie oraz przypisać do określonego wytwórcy. Cechą innowacyjną rozwiązania jest nowoczesna, niestosowana dotychczas kompozycja pakietu znaczników molekularnych oraz metoda ich detekcji. Dla porównania zanalizowano wady i zalety proponowanego rozwiązania w odniesieniu do obecnie dostępnych na rynku. Wadą dotychczas stosowanych znaczników jest: relatywnie mała liczba możliwych do zastosowania związków, trudności lub wręcz niemożność wykrycia obecności znacznika w produkcie, jeśli został on zmieszany z innym produktem, zawierającym inny znacznik, w odniesieniu do niektórych typów znaczników wysoki koszt znakowania i detekcji. W sytuacji gdy wielu wytwórców paliw i biopaliw zamierza znakować swoje produkty potrzebna jest duża liczba znaczników, które nie będą wykazywały powyższych wad. Opracowywana rodzina znaczników molekularnych spełni ten warunek. Cechą nową opracowywanej rodziny znaczników jest możliwość ich wykrycia w obecności innych znaczników z opracowywanej rodziny oraz innych typów znaczników, a więc barwników oraz molekuł DNA. Opracowany nowy innowacyjny pakiet znacznikowy stanowi nowość w skali kraju, UE i świata. Przedstawiony wyżej aktualny stan wiedzy w zakresie znaczników do paliw i biopaliw wyraźnie wskazuje, że stosowane dotychczas rozwiązania nie opierają się na kompozycjach kilku składników. Opracowana nowa innowacyjna rodzina pakietów znacznikowych charakteryzowała będzie się znacząco wyższą użytecznością niż stosowane dotychczas znaczniki. Wynika to ze znacznie większych możliwości identyfikacji jakościowej i ilościowej w przypadku mieszanin paliw i biopaliw znakowanych jednym z opracowanych pakietów znacznikowych i paliw i biopaliw znakowanych innymi znacznikami, w tym z rodziny opracowywanych pakietów znacznikowych. 139

The marking system of aviation fuels System znakowania paliw lotniczych Opracowana nowa innowacyjna rodzina pakietów znacznikowych stanowi nową ofertę dla producentów i dystrybutorów paliw i biopaliw. Daje to możliwość dostosowania produktów pakietów znacznikowych do indywidualnych potrzeb klientów. Przewaga konkurencyjna nowego produktu, jakim będzie opracowana rodzina pakietów znacznikowych określona została poprzez porównanie słabych i mocnych stron nowego produktu w odniesieniu do innych znanych produktów stosowanych jako znaczniki paliw. Opracowana rodzina pakietów znacznikowych charakteryzować będzie się mocnymi stronami znaczników izotopowych i opartych na kodach DNA, nie wykazując jednocześnie ich słabych stron. Źródła przewagi konkurencyjnej wynikać będą z: możliwości wprowadzenia na rynek dużej liczby indywidualnych znaczników; możliwości detekcji jakościowej i ilościowej pakietu znacznikowego w obecności innych znaczników; relatywnie niskiego kosztu opracowanych pakietów znacznikowych, wstępnie szacowany na kwotę poniżej 10 zł/1000 kg znakowanego wyrobu. Konkurencyjnymi w odniesieniu do opracowywanej w ramach projektu rodziny pakietów znacznikowych są: znaczniki oparte na barwnikach; znaczniki izotopowe; znaczniki oparte na strukturze kodu DNA. W odniesieniu do znaczników opartych na barwnikach występują następujące słabe strony: możliwości wprowadzania na rynek znaczników opartych na barwnikach są bardzo ograniczone; liczba dostępnych barwników o strukturze i właściwościach fizykochemicznych umożliwiających ich wprowadzanie do paliw i biopaliw jest ograniczona; detekcja danego znacznika, oparta na reakcji barwnej jest trudna lub wręcz niemożliwa w obecności większości innych znaczników tego typu; Paliwa i biopaliwa zawierać mogą szereg składników zaburzających detekcję znacznika opartego na barwnikach; przykład Solvent Yellow 124 daje z kwasem solnym takie samo czerwone zabarwienie, jak niektóre składniki żywic obecnych w olejach napędowych. Mocną stroną znaczników opartych na barwnikach są: wieloletnie doświadczenie w ich stosowaniu w produktach naftowych; relatywnie niska cena; W odniesieniu do znaczników opartych na izotopach występują następujące słabe strony: stosunkowo trudna detekcja, zwłaszcza w warunkach polowych; 140

Urszula Kaźmierczak, Andrzej Kulczycki ograniczona dostępność znaczników; relatywnie mała liczba możliwych do zastosowania izotopów; relatywnie wysoki koszt znaczników i ich detekcji; brak doświadczeń w stosowaniu tego rodzaju znaczników. Mocną stroną znaczników izotopowych jest: możliwość jakościowej i ilościowej detekcji znacznika w obecności innych znaczników. W odniesieniu do znaczników opartych na strukturze kodu DNA występują następujące słabe strony: stosunkowo trudna detekcja, zwłaszcza w warunkach polowych; ograniczona dostępność znaczników; relatywnie wysoki koszt znaczników i ich detekcji około 45 zł/ 1000 kg znakowanego wyrobu + koszt specjalistycznych detektorów; brak doświadczeń w stosowaniu tego rodzaju znaczników. Mocna stroną znaczników opartych na strukturze kodu DNA są: duża liczba możliwych do zastosowania struktur DNA; możliwość jakościowej i ilościowej detekcji znacznika w obecności innych znaczników; 4. Potrzeba stosowania znaczników do paliw lotniczych Potrzeba znakowania paliw lotniczych wynika z dwóch zasadniczych powodów: Paliwa lotnicze, zarówno do zastosowań wojskowych, jak i cywilnych dedykowane są konkretnemu instytucjonalnemu odbiorcy. Nałożony na lotnictwo obowiązek redukcji emisji CO 2 powoduje potrzebę wdrożenia paliw lotniczych zawierających biokomponenty składniki paliwa o innych cechach strukturalnych, niż w pełni mineralne komponenty. Paliwa lotnicze od różnych wytwórców mogą być mieszane zarówno w sieci dystrybucji (zmiana dostawcy), jak i w zbiornikach statków powietrznych (tankowanie na różnych lotniskach) Aktualny rozwój paliw lotniczych, przede wszystkim do turbinowych silników lotniczych zakłada wprowadzanie w coraz większych ilościach biokomponentów. Biokomponentami najlepiej nadającymi się do zastosowania w paliwach lotniczych są biowęglowodory frakcje węglowodorowe otrzymywane z biomasy. Ten rodzaj biokomponentów może być otrzymywany przy użyciu różnych technologii. Technologie te pozostają na poziomie doświadczalnym, część z nich realizowana jest już w przemysłowej skali pilotażowej. 141

The marking system of aviation fuels System znakowania paliw lotniczych Do najbardziej zaawansowanych należą technologie: HVO (Hydrotreated Vegetable Ols) [10]. BtL (Biomass to Liquid) [11]. Spośród wymienionych jedynie technologia HVO realizowana jest w skali przemysłowej. Technologie BtL wytwarzania syntetycznego biopaliwa drugiej generacji pozwalają na stosowanie prawie wszystkich surowców roślinnych. Technologie te oparte są na zgazowaniu biomasy. Jako surowiec stosowane mogą być: drewno oraz rośliny energetyczne, jak również odpady organiczne. Pierwszą wytwórnię Carbo-V-Technologie o mocy produkcyjnej 15 tys.t./rok paliw silnikowych wybudowała niemiecka firma Choren Industries we Freibergu. Rozwój technologii BtL napotyka na trudności techniczne. Wynikają one z faktu, że ostatnie ogniwo łańcucha technologicznego synteza biowęglowodorów metodą Fischer-Tropscha, nie pozwala na obecnym etapie otrzymywać w pełni powtarzalnych produktów. Wprowadzanie biowęglowodorów do paliw typu JET powoduje, że właściwości tych paliw, zwłaszcza zauważane w warunkach eksploatacyjnych mogą być inne, niż paliw czysto mineralnych o podobnych wartościach parametrów normatywnych. Jednocześnie badania fizykochemiczne paliw zawierających biowęglowodory nie pozwolą na określenie ich zawartości w badanym paliwie. Rozpowszechnienie biowęglowodorów, jako komponentów paliw, w tym lotniczych stworzyć więc może zagrożenie niekontrolowanej ich dystrybucji, a w konsekwencji stosowania. Jest to niedopuszczalne w lotnictwie, zarówno wojskowym, jak i cywilnym. Wprowadzenie obowiązku znakowania biokomponentów biowęglowodorów przeznaczonych do stosowania w paliwach lotniczych w istotnym stopniu pozwoli na kontrolę dystrybucji paliw zawierających te biokomponenty. W konsekwencji znakowanie paliw lotniczych zawierających biokomponenty poprzez wprowadzanie znacznika razem z biokomponentem znacząco zmniejszy zagrożenie awariami lub katastrofami lotniczymi, wynikającymi z niewłaściwej jakości paliw. Opracowanie przez ITWL rodziny znaczników molekularnych dwu i więcej składnikowych stwarza nową, realną z punktu widzenia technicznego i ekonomicznego możliwość wprowadzenia systemu zwiększającego skuteczność nadzoru nad wytwarzaniem i dystrybucją paliw lotniczych. Dzięki znakowaniu biokomponentów i gotowych paliw przez ich wytwórców indywidualnymi pakietami znacznikowymi możliwa będzie na całej drodze od komponowania do zbiornika w samolocie identyfikacja wytwórcy oraz obecności biokomponentu. 142

Urszula Kaźmierczak, Andrzej Kulczycki 5. Podsumowanie, wnioski Przedstawione prace zespołu ITWL nad indywidualnymi, molekularnymi znacznikami pozwoliły stwierdzić, że: 1) Znakowanie paliw lotniczych jest potrzebne z następujących powodów: Paliwa lotnicze, zarówno do zastosowań wojskowych, jak i cywilnych dedykowane są konkretnemu instytucjonalnemu odbiorcy. Nałożony na lotnictwo obowiązek redukcji emisji CO 2 powoduje potrzebę wdrożenia paliw lotniczych zawierających biokomponenty składniki paliwa o innych cechach strukturalnych, niż w pełni mineralne komponenty. 2) Dotychczas dostępne na rynku znaczniki z grupy barwników oraz związków typu DNA nie pozwalają na znakowanie paliw i biokomponentów znacznikami identyfikującymi wytwórcę. 3) Opracowywane przez zespół ITWL nowe, innowacyjne rozwiązanie - rodzina pakietów znacznikowych, po zakończeniu badań pozwoli na wprowadzenie na rynek paliw i biokomponentów dużej liczby znaczników indywidualnych, pozwalających na jednoznaczną identyfikację wytwórcy paliwa lub biokomponentu oraz skuteczniejszy nadzór nad dystrybucją i stosowanie paliw lotniczych. 6. Literatura [1] US Patent 4735631-Colored petroluem markers [2] US Patent: 4209302-Marker for petroleum fuels [3] US Patent: Marking of products to establish identity and source; Garner - July, 1998-577671 [4] US Patent: Method for tagging petroleum products; Krutak et al. - June, 1996-5525516 [5] US Patent: Marking of products to establish identity and source; Garner et al. - July, 1995 5429952 [6] US Patent: Base extractable petroleum markers; Hallisy - October, 1993 5252106 [7] US Patent: Markers for petroleum, method of tagging, and method of detection; Friswell et al. - April, 1993-5205840 [8] US Patent: WO/1994/002570 July, 1993,Use of Compounds which absorb and/or fluorescein the IR range as markers for liquids [9] Mikołajczyk K. -Development and Practical Use of DNA Markers -Advances in Botanical Research, Volume 45, 2007, pages 99-138 143

The marking system of aviation fuels System znakowania paliw lotniczych [10] Aatola H., Larmi M., Sarjovaara T., Mikkonen S. - Hydrotreated Vegetable Oil (HVO) as a Renewable Diesel Fuel:Trade-off between NOx, Particulate Emission, and Fuel Consumption of a Heavy Duty Engine, SAE Technical Paper, 2008-01-2500, Published 06 Oktober 2008. [11] Kreutz T.G., Larson E.D., Liu G., Williams R. H.: Fischer-Tropsch Fuels from Coal and Biomass; 25th Annual International Pittsburgh Coal Conference Pittsburgh, Pennsylvania, USA 7 October 2008 Urszula Kaźmierczak, absolwentka Uniwersytetu Kardynała Stefana Wyszyńskiego, w latach 1993 2009 pracownik Instytutu Paliw i Energii Odnawialnej (poprzednio CLN). Od 2007 do 2009 roku dyrektor Instytucji Wdrażającej POIiŚ w strukturze IPiEO i dyrektor ds. ekonomiczno-organizacyjnych IPiEO. W 2009 roku pełniła obowiązki dyrektora Instytutu Paliw i Energii Odnawialnej. Aktualnie pracownik inżynieryjno - techniczny ITWL. Specjalistka w dziedzinie prawno ekonomicznych zagadnień rynku paliw i jakości paliw oraz zarządzania projektami badawczymi. Dr hab. Andrzej Kulczycki, absolwent Uniwersytetu Warszawskiego, w latach 1975-1982 pracownik badawczo techniczny WAT. Od 1982 do 1992 pracownik Instytutu Technologii Nafty, od 1992 do 2009 pracownik Centralnego Laboratorium Naftowego, następnie Instytutu Paliw i Energii Odnawialnej. W latach 1992 2008 dyrektor Instytutu. Aktualnie profesor ITWL. Doktor habilitowany nauk technicznych. Specjalista w zakresie paliw i płynów eksploatacyjnych, szczególnie paliw lotniczych i biopaliw. 144