Prémiová nafta z obnovitelných zdrojů: směs HVO a TME
Pod bionaftou si minimálně v České republice doposud asi většina lidí stále představí MeŘo (methyl estery z řepkového oleje), jehož anglickým ekvivalentem je RME (rapeseed oil methyl ester). Díky této zkratce motoristé zřejmě doposud vnímali bionaftu obecně jako daň za přínos k redukci emisí CO2 nejen v podobě zvýšené ceny, ale i ve zhoršené kvalitě.
Kvalitativní limity u bionafty MeŘo souvisí především s nízkou oxidační stabilitou (danou především vstupní surovinou v podobě nenasycených mastných kyselin, a tím pádem vysokým počtem dvojných vazeb) a s negativním účinkem zanášení motoru. Ten je způsoben především vysokým obsahem monoglyceridů, což je kromě charakteru vstupní suroviny dáno také tím, že se MeŘo při zpracování nedestiluje.
Není FAME jako FAME
Zavádějící je tento pohled z toho důvodu, že MeŘo/RME je pouze jedním ze zástupců široké skupiny bionaft typu FAME (fatty acid methyl ester, tedy methyl estery mastných kyselin), i když jedním z nejrozšířenějších. Nicméně esterifikací a případně následnou destilací jdou zpracovat do podoby bionafty různé druhy rostlinných i živočišných tuků. A v závislosti na použité surovině i konkrétní formě zpracování se vlastnosti výsledné bionafty významně liší.
Na opačné straně spektra k MeŘo/RME je z pohledu kvality TME (tallow methyl ester, tzn. FAME z odpadních živočišných tuků). TME má z pohledu motoristů vysokou kvalitu danou vysokým cetanovým číslem, vysokou stabilitou, nízkým obsahem monoglyceridů a čistícími účinky pro palivovou soustavu. Kromě charakteru vstupní suroviny (nasycené mastné kyseliny) je vysoká kvalita TME dána také tím, že se v rámci zpracování destiluje. Jeho využití však limituje co do rozsahu vyšší obsah síry a bod tuhnutí (naopak nízký obsah síry a nízký bod tuhnutí jsou přednostmi pro uplatnění MeŘo/RME ve větším rozsahu a celoročně).
HVO a FAME: rozdílné technologie zpracování stejné surovinové báze
Kromě bionafty typu FAME čím dál větší podíl na trhu získává bionafta typu HVO (hydrotreated vegetable oil, tzn. pro hydrogenizované rostlinné tuky). V Evropě aktuálně HVO tvoří už zhruba třetinu trhu s bionaftou (zbylé dvě třetiny tvoří FAME). U HVO je tedy zkratka lehce zavádějící, protože FAME i HVO se vyrábějí v principu ze stejné surovinové báze, tedy z rostlinných i živočišných tuků.
Zároveň ta terminologická nepřesnost není u HVO náhodná. HVO výroba je citlivější na kvalitu suroviny a zejména odpadní živočišné tuky horších kvalit jsou zpracovatelné v rámci HVO výroby jen omezeně, obtížně a nákladně. Zatímco při výrobě FAME se lidově řečeno uhlíkaté řetězce mastných kyselin chemicky a tepelně „pozměňují a filtrují“, u HVO výroby se tzv. „rozstřelují vodíkem a přeskládají“. Rozdíl je potom ve výsledné kvalitě produktu i v ceně.
Hlavní výhodou HVO oproti FAME je, že se dá použít až ze 100 procent a po izomeraci se dá použít i jako letecké palivo. Výroba je ale nákladnější a i z pohledu kvality má HVO určité nevýhody. Pro vznětové motory optimalizované na fosilní naftu je nevýhodou nižší hustota HVO a malá mazivost.
HVO přináší změnu paradigmatu z hlediska produktových možností
Zvýšené klimatické požadavky v dopravě (přijaté Evropským parlamentem na konci roku 2023) implikují vzhledem k rychlosti náběhu a limitům alternativ (tzn. elektromobilita, biometan, syntetická paliva atd.) potřebu více než zdvojnásobit podíl bionafty ve spotřebě do roku 2030. Jelikož FAME narazí na limit maximálního podílu výši 7–10 procent ve směsné naftě (aktuální limit B7 či případná extenze na B10), dá se očekávat, že potřebný nárůst potřeby bionafty bude muset pokrýt především bionafta typu HVO.
Systematické zapojení HVO do spotřeby zároveň přináší nové možnosti mixu jednotlivých složek, neboť HVO se svojí kvalitou významně liší od fosilní nafty. Zjednodušeně se dá říci, že jde o čistší a tím pádem kvalitnější produkt, než je fosilní nafta (zejména díky redukci obsahu síry, glyceridů a aromátů). Avšak v kombinaci s motory optimalizovanými konstrukčně na spalování fosilní nafty je z pohledu hustoty a mazivosti suboptimální.
Směs HVO a TME: lepší kvalita než fosilní nafta
Z pohledu kvality nejzajímavější kombinaci představuje HVO s příměsí TME, ať už v čisté formě 100procentního obnovitelného paliva, tak v různých koncentracích ve směsi s fosilní naftou.
Je to dáno tím, že směs HVO a TME eliminuje nevýhody a kumuluje benefity obou složek. TME kompenzuje částečně nižší hustotu a zvyšuje mazivost HVO, HVO naopak kompenzuje vyšší bod tuhnutí a obsah síry u TME. Obě složky vynikají vyšším cetanovým číslem než fosilní nafta a vysokou stabilitou. TME dodává čisticí účinek.
Širší perspektiva
Je zřejmé, že bionafta prošla a prochází významným posunem jak z pohledu zlepšení kvality, tak z hlediska dostupnosti. V této perspektivě se jeví o to nesmyslněji zákaz prodeje aut se spalovacími motory (aktuálně platný od roku 2035). Při pohledu na všechny dostupné formy obnovitelné energie v dopravě se zdá, že žádná z forem nemá potenciál vítěze, který „bere vše“.
Zákaz spalovacích motorů by tak naopak znamenal ztrátu možnosti zhruba až 25 procent fosilní energie v dopravě nahradit obnovitelnými zdroji za relativně přijatelnou cenu, a to bez nutnosti investic do přeměny infrastruktury i vozového parku. To je významnou výhodou společnou pro všechna kapalná biopaliva (FAME a HVO jako substituty nafty a bioetanol jako substitut benzínu).
Ing. Lukáš Marek, Temperatior, s.r.o.
Foto: Temperatior Liberec
1
