Odnawialne źródła energii w rolnictwie – biopaliwa płynne

Biopaliwa płynne towarzyszą człowiekowi od długiego czasu chociażby, jako olej do kaganków, ponadto były wykorzystane w przemyśle motoryzacyjnym od jego powstania. Rudolf Diesel (twórca silnika Diesla) w 1900 roku do napędu prototypów swoich silników wykorzystywał olej z orzeszków ziemnych. Henry Ford (twórca samochodu Forda) do napędu swoich samochodów w 1920 r. wykorzystywał alkohol etylowy. W Polsce produkcję mieszanek paliwowych rozpoczęto w 1929 r. W późniejszym okresie produkty te zostały wyparte przez tańsze paliwa otrzymywane z ropy naftowej. Współcześnie na popularność biopaliwa wpływa fakt rosnącej ceny ropy naftowej i paliw ropopochodnych jak również regulacje prawne związane z tzw. polityką klimatyczną dążącą do ograniczenia zmian w klimacie.

Biopaliwa płynne są to paliwa produkowane z surowców odnawialnych, szczególnie z biomasy roślinnej, olei roślinnych, jak również oczyszczonych odpadów komunalnych i przemysłowych. Stosowanie biopaliw, jako dodatku do paliw na bazie ropy naftowej, przyczynia się do zwiększenia w czystości ich spalania a przez to wpływa na zmniejszenie emisji tlenku węgla i cząstek stałych.

Polityka Europejska

Globalne zastosowanie biopaliw ma wzrastać przez kolejnych kilka lat. Ogólne zwiększenie wykorzystania biopaliw w krajach Europejskich wyznaczane jest przez Dyrektywę w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych, która zakłada zwiększenie, do co najmniej 10% udziału biopaliw transportowych do 2020 roku. Ponadto nakłada obowiązek wykonywania analizy wpływu biopaliw, biopłynów i ich odpowiedników kopalnych na emisję gazów cieplarnianych. W Polsce zagadnienia związane z biopaliwami płynnymi reguluje przede wszystkim ustawa z dnia 25 sierpnia 2006 r. o systemie monitorowania i kontrolowania, jakości paliw oraz ustawa o biokomponentach i biopaliwach ciekłych. Ustawa ta obowiązująca od dnia 1 stycznia 2007 umożliwia produkcję biopaliw zarejestrowanym rolnikom indywidualnym, jednakże w ograniczonej ilości 100 l/ha lub w energetycznym ekwiwalencie innego paliwa np. gazowego. Technologia do produkcji biodiesla są doskonale opracowane jak również urządzenia do tłoczenia oleju są łatwo dostępne. Jednak przepisy zezwalające na produkcję biodiesla na własne potrzeby są bardzo restrykcyjne, co bardzo ogranicza a wręcz uniemożliwia jego popularyzację wśród rolników. Wykorzystanie biopaliw z każdym rokiem na świecie wzrasta.

Przyjmuje się, że największy wzrost powinien nastąpić w Stanach Zjednoczonych Ameryki Północnej gdzie wykorzystanie biopaliw powinno wzrosnąć o 30 %. Najprawdopodobniej Brazylia zwiększy swą moc produkcyjną o 30 procent, przez co podwoi ilość biopaliwa, które obecnie eksportuje, pozostając największym na świecie eksporterem biopaliw. W Europie, Niemcy pozostaną nadal największym europejskim producentem biopaliw. W Polsce podobnie do innych krajów przewiduje się, że zwiększenie zastosowanie oraz zwiększenie ilości biopaliw w transporcie w latach 2008-2020 będzie miało duże znaczenie w wielu dziedzinach gospodarki. Zwiększenie udziału biopaliw będzie stwarzać możliwość rozwoju wielu sektorów gospodarki, między innymi rolnictwa. Wprowadzone środki mają będą zasilać rolnictwo, a także inne działy gospodarki, poprzez rozwój produkcji w działach wspierających te sektory. Ponadto zgodnie z unijnym programem oraz założeniami przyjętymi w kraju około roku 2015 rozpocznie produkcja biopaliw drugiej generacji, która do roku 2020 powinna osiągnąć, co najmniej 20% całości wytwarzanych biopaliw ciekłych.

Rodzaje biopaliw płynnych

Biopaliwa płynne mogą być podzielone na cztery główne kategorie, wprawdzie jedynie pierwsza z spośród nich jest wykorzystywana na skalę przemysłową (paliwa I generacji), druga natomiast jest w fazie testów na poziomie przemysłu (paliwa II generacji). Pozostałe dwie grupy pozostają na etapie badań laboratoryjnych.

Konwencjonalne lub „pierwszej generacji” biopaliwa ” są to biopaliwa z cukru, skrobi i oleju roślinnego.
Bioalkohole
Biologicznie wytwarzane alkohole, najczęściej etanol, propanol rzadziej natomiast butanolu, są wytwarzane przez działanie mikroorganizmów i enzymów w wyniku fermentacji cukrów lub skrobi.
Bioetanol, który powstały w procesie fermentacji produkowany głównie z roślin cukrowych i skrobiowych takich jak zboża, ziemniaki, topinambur, burak cukrowy, trzcina cukrowa. Etanol może być stosowany w silnikach benzynowych, jako zamiennik benzyny w czystej postaci jak również może być mieszany z benzyną w różnych proporcjach. Szeroko stosowany w USA i Brazylii.
Biooleje
Proste niezmodyfikowanej jadalne oleje roślinne nie są generalnie wykorzystywane jako paliwo, jedynie w starszych typach silnika diesla mogą być stosowane. Oleje roślinne w coraz większym stopniu przetwarzane są głównie na biodiesel, który po zmieszaniu z konwencjonalnym olejem napędowym może być stosowany w większości silników Diesla.
Biodiesel jest to paliwo powstałe na bazie olejów roślinnych wytłaczanych z nasion roślin oleistych z rzepaku, słonecznika, soi, gorczycy, lnu, konopi oraz bardziej egzotycznych jak palmy czy jatrofa. Biodiesel stosowany, może być w czystej postaci lub dodatek do oleju napędowego. Jest najbardziej popularnym biopaliwem w Europie.

Zaawansowane lub biopaliwa „Drugiej generacji”
Są to biopaliwa powstałe przy wykorzystaniu zaawansowanych technologii produkcji, które umożliwiają wykorzystanie materiałów celulozowych takich jak drewno i drewnopochodne materiały odpadowe a także słoma, rośliny energetyczne jak również odpady z produkcji rolnej. To sprawia, że wielkość emisji dwutlenku węgla (CO2) jest mniejsza niż w przypadku biopaliw pierwszej generacji. Ważną cechą biomasy wykorzystywanej do produkcji biopaliw drugiej generacji jest to, że pochodzą z grupy upraw do celów niespożywczych lub są to niejadalne produkty uboczne, przez co nie stanowią konkurencji do produkcji żywności. Technologie produkcji paliw nie są jeszcze dostępne w skali przemysłowej, paliwa te wejdą na rynek w ciągu najbliższych pięciu do dziesięciu lat.
Etanol z celulozy wyprodukowany z biomasy lignocelulozowej (wierzba, miskant, słoma). Produkcja etanolu z lignocelulozy ma tę zaletę, że istnieje bogata i różnorodna baza surowcowa wadą natomiast jest to, że wymaga większej ilości energii do przetwarzania lignocelulozy do cukrów dostępnych dla mikroorganizmów, które są zwykle używane do produkcji etanolu przez fermentację.
Biowodór jest definiowany jest, jako wodór produkowany biologicznie, najczęściej przez bakterie z odpadów organicznych.

Trzecia generacja biopaliw.
Paliwa trzeciej generacji będą produkowane z glonów. Glony są niskonakładowe oraz charakteryzują się wysokiej wydajności surowcem. Produkcja tych biopaliw jest dopiero na poziomie laboratoryjnym, aczkolwiek ma duże grono entuzjastów.

Czwarta generacja biopaliw jest trudną do określenia grupa, ponieważ skupia bardzo różne technologie. Należą tu rośliny genetycznie modyfikowane tak, aby zużywać i wiązać we własnej biomasie więcej dwutlenku węgla, lub w połączeniu z bakteriami, które przekonwertuje biopaliwa na bardziej wydajne paliwa.