Biopaliwa wytwarzane są z biomasy pozyskiwanej z roślin. Paliwa takie stanową alternatywę dla obecnie wykorzystywanych paliw kopalnych. Produkcja takich paliw może pozwolić na zredukowanie zużycia paliw kopalnych i zmniejszyć ceny paliw dostępnych na rynku. Konopie ze względu na możliwość wytwarzania z nich dużej ilości biomasy mogą być dobrym surowcem do produkcji biodiesla.
Czym są konopie?
Konopie to rośliny jednoroczne dorastające do trzech metrów wysokości. Odróżnić można trzy główne gatunki gatunki konopi do których należą: konopie siewne, indyjskie, oraz dzikie. Każdy z gatunków różni się od siebie wielkością i składem chemicznym.
Konopie to rośliny osiągające pełną dojrzałość w ciągu 100-150 dni w zależności od odmiany. Ich uprawę prowadzi się w wielu krajach świata. Ze względu na swoją charakterystykę odporne są one na warunki klimatyczne i mogą być siane nawet na glebach średnich. Rośliny te hoduje się w różnym celu w zależności od gatunku.
Jakie konopie wykorzystuje się w produkcji biopaliw?
Uprawa konopi regulowana jest przez prawo, a by ją rozpocząć, należy uzyskać stosowne zezwolenie. Do uprawy dopuszczone są jedynie:
- Konopie włókniste – siewne. Z roślin tych produkuje się papier, tworzywa sztuczne, beton i cement konopny, opakowania biodegradowalne, ekstrakty CBD, czy ubrania i tkaniny.
Konopie siewne ze względu na swoje właściwości i dużą ilość produkowanej biomasy, są właśnie stosowane do produkcji biopaliw. Rośliny te w ostatnich latach zyskały popularność, a co za tym idzie wzrosła ilość terenów uprawnych tej rośliny.
Zwyczajowo rośliny te produkuje się dla pozyskania kwiatów, nasion, a czasem łodyg. Całą resztę rośliny można przeznaczyć na potrzeby produkcji biopaliwa.
Istnieje możliwość hodowli innych odmian w celu produkcji biopaliw, jednak nie jest to opłacalne.
Jakie rodzaje biopaliw się produkuje z konopi?
Obecnie powszechnie wykorzystywane paliwa takie jak ropa, gaz ziemny, czy węgiel są paliwami kopalnymi, których zasoby kiedyś się skończą. Istnieje realna potrzeba opracowania nowych źródeł energii, w tym celu można zastosować właśnie konopie.
Potrzeba zaspokojenia ciągle rosnącego zużycia paliw kopalnych, a wraz z tym rosnące ceny, zmuszają naukowców i branżę chemiczną do opracowania nowych źródeł paliwa. Za pewien czas biopaliwa mogą okazać tańszym i bardziej ekologicznym paliwem, niż obecnie używane.
Z konopi można wyprodukować takie paliwa jak:
- Brykiet opałowy,
- biodiesel,
- biogaz,
- etanol,
- bioetanol.
Jak produkuje się biopaliwa?
Procesy produkcyjne paliw różnią się od siebie w zależności od tego jakie paliwo się produkuje, ale również i od zakładu produkcyjnego.
Oto jak produkuje się niektóre z biopaliw przy wykorzystaniu konopi:
- Brykiet opałowy – produkuje się go poprzez przemielenie suchej słomy konopnej. Przemieloną słomę prasuje się pod bardzo wysokim ciśnieniem bez wykorzystania kleju. Tak powstały brykiet ma podobną moc opałową co drewno.
- Biodiesel – produkowany jest przy wykorzystaniu oleju konopnego. Olej ten miesza się z metanolem i podgrzewa. W wyniku zachodzącej reakcji chemicznej powstaje biodiesel oraz gliceryna. Przed oczyszczeniem biodiesla należy oddzielić glicerynę, którą można wykorzystać min. przy produkcji mydła.
- Biogaz – wytwarzany jest poprzez fermentację biomasy. Fermentację taką prowadzi się przy wykorzystaniu bakterii fermentacji. Proces ten prowadzi się w specjalnych zbiornikach odprowadzających. Po produkcji takiego gazu pozostające odpady można wykorzystać do produkcji nawozów.
- Etanol – produkuje się go poprzez wykorzystanie bakterii fermentacji alkoholowej. Po procesie fermentacji uzyskany etanol poddaje się oczyszczaniu i destylacji w celu usunięcia zanieczyszczeń i zwiększenia jakości produktu gotowego.
Gdzie można wykorzystać biopaliwa?
Biopaliwa mogą być wykorzystywane między innymi w przemyśle żywnościowym do zasilania maszyn spalinowych, ogrzewaniu domów, zastąpienia gazu ziemnego wykorzystywanego w ogrzewnictwie, produkcji energii elektrycznej, czy do napędzania aut.
Nie wszystkie gałęzie przemysłu są przystosowane do wykorzystania biopaliw jednak prace nad modernizacją technologii ciągle trwają. Teoretycznie możliwe jest wykorzystanie biodiesla w autach w z silnikami diesla jednak może skrócić to żywotność silnika. Powinny być one przystosowane do wykorzystania biopaliw bez uszczerbku na wydajność ich pracy oraz zmniejszenia ich żywotności.
Warto wiedzieć, że obecnie prawie 20% zapotrzebowania energetycznego Finlandii pokrywane jest przez wykorzystanie biopaliw.
Ile kosztuje wytworzenie biopaliw?
Produkcja biopaliw stanowi obecnie 15% produkcji paliw na całym świeci, i stosunek ten stale rośnie. Ulepszane są nowe metody wytwarzania paliw, które mają na celu zmniejszenie kosztów produkcji i zwiększenie jakości produkowanych paliw.
Cena kosztów wytworzenia paliw związane jest z typem paliwa jakie jest produkowane. Oto przykładowe koszty produkcji niektórych biopaliw:
- Brykiet opałowy – produkcja jednego kilograma tego paliwa kosztuje około 10 groszy.
- Biodiesel – wytworzenie jednego galonu biodiesla kosztuje około 50 groszy.
- Biogaz – produkcja litra tego gazu kosztuje około 1 grosza.
- Etanol– wytworzenie jednego litra etanolu z konopi to koszt około 30gr.
Należy pamiętać o tym, iż największe koszty produkcji biopaliw związane są z pozyskaniem surowca, jego transportem, oraz dalszym przechowywaniem paliwa. Cena wyprodukowania takich paliw związana jest także z technologią używaną w zakładzie.
Jaki wpływ mogą mieć biopaliwa na środowisko?
Jedną z głównych przyczyn powstania biopaliw jest troska o dobro klimatu. Paliwa te mają odciążyć środowisko naturalne poprzez zmniejszenie emisji spalin do atmosfery. Dzieje się tak za sprawą tego, iż spalane biopaliwa wydzielają 20% dwutlenku węgla do atmosfery w porównaniu z powszechnie stosowanymi paliwami kopalnymi.
Biopaliwa są korzystne dla środowiska także ze względu na ograniczenie uciążliwej produkcji przemysłu paliwowego.
Wykorzystanie biopaliw może nieść ze sobą także pewne ryzyka. Szerokie zastosowanie biopaliw zmusiło by hodowców do wycinania lasów pod uprawę biomasy. Kolejnym ryzykiem jest to, iż wydajność biodiesla jest mniejsza od wydajności obecnie używanych paliw.
Zagrożeniem jest także możliwość nadmiernego wykorzystania gruntu na cele uprawne. Zbyt intensywnie wykorzystywana ziemia staje się jałowa i niezdatna do dalszego wykorzystania. To z kolei prowadzi do konieczności stosowania nawozów, które z kolei zasalają glebę.
Jaki wpływ mogą mieć biopaliwa na społeczeństwo?
Biopaliwa mogą w przyszłości być wykorzystywane na szeroką skalę, bez pogłębiania katastrofy klimatycznej. Jaki wpływ miałyby wpływ na społeczeństwo?
Pierwszą zauważalną zmianą byłaby obniżka cen paliw. Wyprodukowanie jednego galonu biodiesla kosztuje kilkukrotnie mniej niż wyprodukowanie tej samej ilości diesla.
Innym zauważalnym efektem byłoby zwiększenie cen żywności. Ceny żywności wzrosłyby ponieważ część pól uprawnych należy przeznaczyć na potrzebę hodowli biomasy.
Istnieje wiele argumentów za oraz przeciw uprawie jednak wszystko zależy tylko i wyłącznie od opracowania nowych technologii, które zwiększa wydajność i zmniejsza koszty produkcji.
Warto na koniec zaznaczyć, że cała branża energetyczna zmierza w kierunku produkcji energii ze słońca, która to napędzać ma silniki elektryczne. Co jednak z ogromną ilością wyprodukowanych paneli fotowoltaicznych? Czy ich recykling w końcu okaże się uciążliwy? Czy starczy nam minerałów do ich dalszej produkcji? Na te i inne pytania odpowiedź poznamy dopiero za kilka dekad, dlatego warto nastawiać się na różne alternatywne sposoby produkcji energii, w tym także z biopaliw pochodzących z konopi.
