Szukaj na tym blogu

piątek, 5 czerwca 2009

Biopaliwo najbardziej nieefektywny sposób pozyskiwania energii

Dziś postaram się matematycznie udowodnić, że pomysł korzystania z biopaliw jest

1 – wysoce nieefektywnym sposobem wykorzystywania zasobów
2 - jest technicznie niemożliwy w realizacji


Celem wspólnoty europejskiej jest pozyskiwanie 10% paliw płynnych z upraw energetycznych. Czy ktoś zastanawiał się, jaki areał ziemi będzie potrzebny, aby osiągnąć ten cel?

Korzystając z danych GUS można sprawdzić, że w Polsce zużywa się rocznie ok.

7 500,000 ton ON
4 000,000 ton benzyny

Z uwagi że biodiesel zaczyna trafiać na nasze staje. Policzmy, jaki areał będzie potrzebny, aby osiągnąć poszczególne udziały procentowe biodiesla w sprzedaży oleju napędowego.


Z tony rzepaku można otrzymać 270 – 300 kg biodiesla. Dalej z danych GUS możemy wyliczyć, że średni plon z hektara rzepaku wynosi w Polsce 2,5 tony, co da ok. 760 kg biodiesla z hektara lub innymi słowy 1,32 hektara jest potrzebne do wyprodukowania tony tego biopaliwa

Korzystając dalej z GUS dowiemy się, że grunty orne w Polsce zajmują 11 972 709 ha – ile biopaliwa wyprodukujemy z takiego obszaru ?



Wyniki pokazują że każdy procent udziału biodesla w ON wymaga pod uprawy prawie procenta obszaru gruntów ornych ! A to jedynie diesel. Doliczając potrzebę produkcji etanolu, który zastąpi benzynę unijny plan 10% udziału biopaliw w bilansie kosztowałby Polskę konieczność przeznaczenia pod biouprawy grubo ponad 10% wszystkich gruntów ornych! Twierdzenie, że jest to technicznie możliwe bez wpływu na inne uprawy i ceny żywności jest szczytem naiwności. Należy dodać że Polska i tak jest w dobrej sytuacji (mała gęstość zaludnienia i niskie zużycie paliw) W takich krajach UK, Niemcy czy Belgia osiągnięcie 10% biplapiw oznaczałoby konieczność obsiania rzepakiem wszystkich pól!

Dlaczego potrzebne są aż tak duże obszary pod uprawy ?

Problemem biopaliw jest to że są wybitnie nieefektywne energetycznie. Wielu twierdzi np. że mało efektywne to są ogniwa fotowoltaiczne gdyż ich sprawność to średnio 15%.

Porównajmy efektywność wykorzystania powierzchni przez biouprawę i fotowoltaikę



Z tabeli widać że przy wykorzystaniu ziemi pod uprawę rzepaku uzyskujemy biopaliwo o wartości energetycznej 7 828 kWh/ha jednocześnie pokrywając ten sam obszar foto ogniwami uzyskamy 1 650 000 kWh czyli ponad 200 razy więcej energii. Dodatkowo ogniwa można montować na dachach - miejscach już wyjętych z użytku.



Kontynuując tą analizę sprawdzamy, jaki dystans mógłby przejechać pojazd elektryczny na energii z ogniw fotowoltaicznych z jednego hektara oraz samochód spalinowy na biodieslu z jednego hektara.



W przypadku biodiesla będzie to zaledwie ok. 15 000 km, czyli krócej niż średnio rocznie podróżuje statystyczny Polak. Oznacza to, że aby nakarmić 1 nasz samochód będziemy potrzebować sporo ponad hektar ziemi!!! Z drugiej strony wracając do ogniw PV i samochodu elektrycznego z hektara uda nam się przejechać 13 750 000 km! Czyli ponad 900 razy dalej niż na biodieslu. (w obliczeniach nie założyłem nakładów energetycznych na produkcję biodiesla z uwagi na niskie EROEI tego procesu 0.8-1.2 bez korzystania przy uprawie rzepaku z paliw kopalnych mogłoby się okazać że na biopaliwie rzepakowym nie przejedziemy ani kilometra gdyż ilość energii jaka zawarta jest w biopaliwie musi zostać użyta w procesie uprawy i przetwarzania tego paliwa)

Dokonałem tych obliczeń, aby pokazać jak błędna jest obecna polityka wsparcia w energetyce. Fundusze wydawane są na utopijne i ekstremalnie nie efektywne projekty. Mam nadzieje, że zwrócę tym uwagę na fundamentalnie ważną sprawę, jaką jest efektywność w pozyskiwaniu energii i racjonalność w zarządzaniu zasobami naturalnymi. Jeżeli już coś dotujemy to wspierajmy technologie które mają realne szanse zapewnić nam czystą energię a po okresie rozwoju staną się konkurencyjne cenowo. Niepoważnym byłoby twierdzić że już teraz fotowoltaika zapewni mam całą energię lecz niewątpliwie jest to jedna z technologii godnych wparcia o dużym potencjale rozwoju. Należałoby się również zastanowić czy nie pora zakończyć parodię z biopaliwami a zamiast marnować pieniądze podatników pójść wzorem Irlandii UK, Holandii, krajów które stawiają na elektryfikację transportu.

27 komentarzy:

  1. Dlatego tylko samochody elektryczne zasilane ze źródeł energii odnawialnej są dla nas rozwiązaniem na przyszłość.

    Potrzebujemy co prawda jeszcze trochę czasu na rozwój akumulatorów, ale nie ma innej drogi.

    Pozdrawiam
    RaveN

    OdpowiedzUsuń
  2. Od zawsze uważałem, że biopaliwa nie powinny być traktowane jako cel sam w sobie, tylko jako etap przejściowy, pozwalający w łatwy sposób przestawić samochody na napęd z alternatywnego względem ropy źródło energii. Każdy krok dalej będzie wymagać przestawienia całej infrastruktury, wymiany samochodów, i tak dalej.

    Inna sprawa, że biopaliwa póki co są rzeczywiście mocno nieefektywne. Czy szacując ilość energii w biodieslu z hektara wziąłeś pod uwagę energię, która trzeba zużyć na napęd ciągnika i resztę procesu produkcji biodiesla?

    OdpowiedzUsuń
  3. @Krzysztof
    Z uwagi że nie mam w tej materii rzetelnych danych w ilości energii biodiesla z hektara nie uwzględniłem energii jaka jest potrzebna do jego wytworzenia (orka, siew, nawozy itp). To z pewnością znacznie pogorszyłoby wynik. Kiedyś czytałem (nie wiem na ile jest to wiarygodne) że produkcja biopaliwa z rzepaku ma EROEI bliskie 0.

    OdpowiedzUsuń
  4. Bliskie zera to chyba nie -- raczej bliskie jedności. ;)

    OdpowiedzUsuń
  5. racja dokładnie było to 0.8 Niemniej jednak wniosek była taki że więcej energii należało włożyć w proces uprawy + przetwarzania niż uzyskiwano biopaliwa. Generalnie problem takich obliczeń jest taki że w zależności od przyjętych założeń są duże rozbieżności

    OdpowiedzUsuń
  6. W książce "Alternatywne paliwa i układy napędowe pojazdów" (J. Merkisz, I. Pielecha, Poznań 2004) znalazłem taki bilans energii, zacytowany z jakiegoś opracowania firmy Daimler-Benz: nakład energetyczny rzędu 32,5 GJ/ha (z czego ok. 20 GJ na samą uprawę) daje 1 290 kg/ha estru metylowego i tym saym 40,6 GJ/ha energii w tym paliwie -- czyli EROEI rzędu 1,25. I to przy traktowaniu energii w słomie rzepakowej, śrucie rzepakowej oraz gliceryny jako odpad.

    Biodiesel jest akurat całkiem niezłym biopaliwem, bo do przerobu nasion na biodiesel nie potrzeba wiele energii. To nie bioetanol, który wymaga rektyfikacji albo destylacji...

    OdpowiedzUsuń
  7. W moim przypadku (plon rzepaku wg GUS)
    uzysk estru wyliczyłem na 760 kg / ha co da ok 29GJ/ha

    Skoro prawdą jest że nakład energetyczny pozyskania biodiesla jest rzędu 32,5 GJ/ha daje to EROEI 0.89 czyli więcej energii zostaje włożone w niż zostaje uzyskane.

    OdpowiedzUsuń
  8. http://www.adamduda.pl/2008/07/13/ile-paliwa-w-biopaliwie/

    OdpowiedzUsuń
  9. Wszyscy kierują się w stronę produkcji biodiesla z nasion rzepaku lub innych roślin oleistych. Ale nie rozumiem dlaczego ludzie nie zwracają uwagi na fakt, że większość oleju wyprodukowanego na cele spożywcze, po przesmażeniu ląduje w ściekach. To jest dopiero marnotrastwo!

    W Japonii, niektóre firmy odbierają od swoich pracowników zużyty olej jadalny i przerabiają go na biodiesla, na którym jeżdżą firmowe samochody. Trudne? W Japonii nie, ale w Polsce jak najbardziej, bo nie licząc biurokracji i obciążeń podatkowych, postawa społeczeństwa jest tragiczna. Chcąc coś takiego wprowadzić, zostałbym uznany za wariata, tymczasem za granicą to się nazywa innowacyjność. Nie chcemy segregować śmieci, nie chcemy płacić więcej za ekologiczny prąd czy oczyszczanie ścieków, ale wszyscy chcemy żeby żyło się lepiej. Dlatego Polska była, jest i będzie zaściankiem i kolonią reszty europy.

    Skwituje to dwoma polskimi powiedzeniami: "jak sobie pościelesz, tak się wyśpisz" (ale polacy chyba ścielić
    nie umieją) oraz "nową przypowieść sobie kupim, że polak i przed szkodą i po szkodzie głupi".

    Pozdrawiam
    PRZYGNĘBIONY

    OdpowiedzUsuń
  10. @Przygnębiony: nie jest z tym w Polsce aż tak źle. Czytałem już lamenty nad tym, że nie można nigdzie zdobyć oleju posmażalniczego na tanie paliwo. ;)

    OdpowiedzUsuń
  11. Duzi producenci zużytego oleju już dawno są obstawieni:)

    Problem jest w tym że olej używany do konsumpcji jest kroplą w morzu potrzeb transportu.

    Nie sztuką jest zaangażować olbrzymie środki i fundusze aby w skali kraju przerobić kilkadziesiąt ton oleju z frytek.

    Ja też jestem za ochroną środowiska ale jeszcze bardziej jestem za działaniami efektywnymi a nie efektownymi

    OdpowiedzUsuń
  12. Ja nie wiem, dlaczego autor tak jednostronnie krytykuje biopaliwa. Nie jest tak źle. Wprowadź poprawki do swoich obliczeń - dobry rolnik jest w stanie wyprodukować 5 ton rzepaku z hektara, czyli dwa razy więcej niż założyłeś. Pozatym nie martw się o zasoby gruntów ornych w Polsce. Wiele ziemi leży niewykorzystanej, wiele jest wykorzystywane bardzo mało intensywnie. Jest i tak nadprodukcja żywności, więc chleba nie braknie. Jeśli produkcja biodiesla miałaby napędzić rolnictwo - jestem jak najbardziej za.

    OdpowiedzUsuń
  13. Błażej
    5 ton rzepaku - piszesz to z doświadczenia ? Zajrzyj do danych GUS średni plon a hektara to właśnie 2.5 tony - wiec czemu miałabym założyć dwa razy więcej?

    1- Duże plony można otrzymać przy bardzo intensywnej uprawie (nawozy pestycydy, sztucznie nawadnianie) podnosi to koszty uprawy i ma wysoce negatywny wpływ na środowisko.

    2-Nadprodukcja żywności to rolnicza propaganda. Drożeje ona z roku na rok patrz inflacja, światowe giełdy towarowe

    3 - biodeisel bez podatków jest często droższy od ON z podatkami. Bez dotowania taka produkcja niema sensu. A ja się nie zgadzam się aby dotowana była najpierw produkcja rzepaku później produkcja biodiesla tylko po to że ktoś ma kaprys lać do baku olej do sałatek

    OdpowiedzUsuń
  14. Piszę z doświadczenia. 4t/ha uzyskać można na glebie IV klasy. Duże plony to nie tylko intensywna uprawa - to przedewszystkim wiedza. Bada się glebę i wtedy rozsądnie dawkuje odpowiednie makro i mikroskładniki. Nie ma to "wysoce negatywnego wpływu na środowisko". Nawozy owszem, mogą być sztuczne, ale dąży się do naturalnych ze względu na cenę. Nawadnienie jest i tak na każdym polu, na którym się uprawia rośliny. Jedyne co może być szkodliwe to środki ochrony roślin, to już "ciężka chemia", ale i tak trzeba jest stosować i się stosuje, w przeciwnym wypadku plony będą marne.
    To co trafia do przemysłu spożywczego to zboże pochodzące z dużych, nowoczesnych, wydajnych gospodarstw. Ci "ekologiczni" rolnicy to tyle zbierają, że co najwyżej mogą kury karmić.

    Uprawa rzepaku jest kosztowna to fakt. Rzepak jest chyba jednym z najkosztowniejszych z płodów rolnych. Może i masz częściowo rację, ale ugryzło mnie, że tak niski wskaźnik wydajności przyjąłeś. I śmieszy mnie jak ktoś mówi, że braknie miejsca pod uprawę, jest tyle nieużywanych gruntów! Ciekawi mnie też, że są rolnicy, którzy na własną rękę kupują tłocznie i robią olej na własny użytek i im się to opłaca.

    OdpowiedzUsuń
  15. @Błażej: ale masz jakieś wsparcie odnośnie ilości gruntów odłogowanych w Polsce? Jeśli chcesz, policz sobie, ile z tych gruntów jesteś w stanie wyprodukować biodiesla a potem zobacz, ile potrzeba nam w kraju oleju napędowego. :)

    OdpowiedzUsuń
  16. Błażej
    Danych odnośnie wydajności nie wiozłem z kosmosu lecz z danych GUS - średnia 10 letnia. Rolnikiem nie jestem tylko interpretuje dane. Pewnie 4t/ha można uzyskać ale jak pokazuje GUS w słabych latach jest to poniżej 2t/ha. Jeżeli chcesz coś wiarygodnie policzyć nie możesz przyjmować skrajnych wartości czy opierać się na tym że coś jest potencjalnie możliwie do zrobienia.

    Nieużytki
    GUS niestety nie podaje ile ich jest dokładnie gdyż wrzuca je do jednego koszyka z innymi. Problem nieużytków jest taki że są to zazwyczaj gleby niskiej klasy więc nie atrakcyjne rolniczo.

    Abstrahując od tego w energetyce zawsze gdzieś musi być bilans energetyczny oraz ekonomiczny a w przypadku biopaliw z tym ciężko. Jeżeli by się to kalkulowało to rolnicy sadzili by rzepak na potęgę i tłoczyli olej ale tego nie robią mino wsparcia (dopłaty i zwolnienie z akcyzy)

    OdpowiedzUsuń
  17. solaris masz bardzo akademickie wpisy.......
    dopóki nie sprzedaż 1 kV tak będzie...

    OdpowiedzUsuń
  18. W jednym z numerów kwartalnika " Agroenergetyka " pisano , że Indie i GB planują produkcję biopaliw z jatrofy . Wydajność z hektara 3 razy większa niż rzepaku.

    OdpowiedzUsuń
  19. @jpmorg

    Ciekawe tylko gdzie to będą uprawiać?
    Indie mają powierzchnię mniejszą od UE i prawie 3 razy więcej ludności. Poza tym od lat importerem żywności a w 2008r z powodu braku żywności dochodziło tam do zamieszek

    OdpowiedzUsuń
  20. Może i akademickie,ale bez takich ludzi nie byłoby postępu. Niech pisze zawsze to lepsze niż na przykład nadurzywanie alkoholu. Ja n.p.kończyłem studia w 1972 roku.Głęboka komuna. Takich możliwości jak w obecnym czasie to nie miałem.

    OdpowiedzUsuń
  21. Oczywiście możliwości wypowiedzi ponieważ nie było komputerów.

    OdpowiedzUsuń
  22. Nieużytki mają ogromną wartość, której nie da się przeliczyć na pieniądze i słupki. Nie zapominajmy o tym.

    OdpowiedzUsuń
  23. Biodiesel z rzepaku i bioetanol z kukurydzy ma zbyt wysokie EROEI i zbyt dużo pól trzeba by obsiać, aby zaspokoić popyt na paliwa. Jeśli chodzi o biomasę (słoma, wierzba itp.), to zbyt mało można jej wyprodukować dla wielkich elektrociepłowni i zbyt drogi jest transport na większe odległości. Nie znaczy to jednak bioetanol i biomasa nie ma przyszłości. Brazylia jeździ na bioetanolu (u nas coraz więcej etanolu produkuje się z sucrosorga. Powstają coraz lepsze efektywniejsze technologie przerobu celulozy na etanol wykorzystujące mikroorganizmy GMO. Rolnicy, a wręcz całe gminy powinny montować piece na słomę i uprawy energetyczne uprawiane u nich na miejscu (np. na terenach zalewowych, zdegradowanych itd). Niestety, czy tego chcemy, czy nie czeka nas za kilkanaście lat kryzys energetyczny, bo EROEI kopalnych surowców rośnie, a zasoby ropy, gazu, uranu dosyć szybko się skończą. Pisanie, że samochody powinny jeździć na prąd elektryczny nic nie wnosi, bo to nie jest podstawowy problem Problemem jest znalezienie źródła energii pozwalającego wytworzyć ten prąd. Jedynym wyjściem jest energetyka rozproszona z wykorzystaniem wszelkich odnawialnych źródeł energii i badania naukowe nad wytwarzaniem energii z OZE oraz nad coraz oszczędniejszymi technologiami.Jestem też za energetyką jądrową. Jeśli chodzi o gaz łupkowy, to Polska ma za małe zasoby wody pitnej, by go wydobywać.

    OdpowiedzUsuń
  24. Przesadzacie, wystarczy wziąć wielkość europy i przenieść na mapę samej Rosji. W Rosji zmieściłoby się od groma takich Europ. Więc to nie jest argument. Problem nie leży w Ropie tylko w jej reliktowym spalaniu. Cena paliw kopalnych jest tak droga ze względu na podatki. Rosyjskie ministerstwo podało koszt wydobycia baryłki na 2 - 3 USD baryłka to 159 Litrów ropy. Skoro wydobycie kosztuje 2 - 3 USD za 159 Litrów. To koszt wydobycia 1 L równy jest 0,018 USD, niecałe 6 groszy. Koszt transportu rafinacji to z 12 15 groszy na litrze. A więc mamy około 21 groszy na wytworzenie 1 Litra. A ceny na stacjach to 5.50 zł/litr. To teraz wystarczy sobie pomyśleć czym jest ten cały przemysł lichwiarski, wyzyskujący ludzi.

    OdpowiedzUsuń
  25. Faktycznie bardzo ciekawie napisane. Czekam na więcej.

    OdpowiedzUsuń

Komentarze zawsze są mile wdziane pod warunkiem że są w jakiś sposób związane z tematem i nie są reklamą urządzenia lub usługi.

Jeżeli chcesz zamieścić link "klikalny" użyj kodu HTML

<a href="długi_link"> jakaś_nazwa</a>
(z zachowaniem cudzysłowu)


Jeżeli nie posiadasz konta na Blogerze i zamieszczasz anonimowy komentarz podpisz się