Rosnący popyt na paliwa kopalne powoduje zmniejszanie się zasobów tych paliw. Światowe zasoby paliw konwencjonalnych są obliczone (udokumentowane) na okres:
– ropa naftowa – 40 lat,
– gaz – 50 lat,
– węgiel – 180 lat.

W związku z tym istnieje coraz to większe zainteresowanie odnawialnymi nośnikami energii do których należy zaliczyć; biopaliwa, biomasę, biogaz, energetykę wodną, wiatrową, kolektory słoneczne, ogniwa fotowoltaiczne, pompy ciepła i energię geotermalną.

Polska podobnie jak kraje Unii Europejskiej, ratyfikowała Protokół z Kioto na mocy, którego kraje sygnatariusze zobowiązują się do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych przez między innymi zaspokojenie 10% ogólnego bilansu energetycznego ze źródeł odnawialnych. Unia Europejska wyznaczyła cel zawartości biopaliw w paliwie w wysokości 2% (udział energetyczny równy 3% udziałowi objętościowemu) do 2005 roku oraz 5,75% do 2010.

Do 2020 ten udział ma wzrosnąć do 20%. Wszędzie na świecie produkcja etanolu ma znaczenie strategiczne, ponieważ stanowi on odnawialne źródło energii zmniejszając zależność od importu ropy naftowej, a także tworzy nowe miejsca pracy, przynosi dodatkowe dochody rolnikom i skarbowi państwa. Ponadto etanol jako składnik paliw podwyższa liczbę oktanową i spala się w sposób czystszy dla środowiska niż konwencjonalne paliwo. Z tych wszystkich względów inwestycje w wytwarzanie bioetanolu powinny zyskiwać na znaczeniu i cieszyć się poparciem rządu polskiego i Unii Europejskiej.

Sądzę, że duże możliwości mocy przerobowych w produkcji etanolu posiadają istniejące jeszcze w naszym kraju cukrownie i gorzelnie, tylko aby produkcja etanolu była prowadzona na szerszą skalę muszą zadziałać odpowiednie przepisy i podjęte korzystne dla gospodarki naszego kraju decyzje…
Największymi producentami bioetanolu na świecie są: Brazylia (produkuje się tam etanol głównie z trzciny cukrowej i produkcja wyniosła w 2005 roku 173 milionów hektolitrów) i USA (166 milionów hektolitrów), w tym 151 milionów ton hl z kukurydzy). Po 25 latach rozwoju produkcji bioetanolu w USA funkcjonują 94 fabryki, 29 kolejnych jest w budowie a 9 jest powiększanych. Cały sektor wykreował ponad 120 tys. nowych miejsc pracy wnosząc równocześnie ogromny wkład w produkt narodowy brutto – rzędu 8,9 mld USD w 2003 r. (źródło raport USDA). W USA, planuje się podwojenie produkcji bioetanolu do roku 2010. Aktualnie największym producentem bioetanolu w Europie jest Hiszpania, produkująca ok. 2 miliony hektolitrów, przed Francją produkującą około 1 milion hektolitrów (w/g danych z 2004 roku).

Bioetanol, czyli odwodniony alkohol etylowy rolniczy produkowany jest z surowców rolniczych lub produktów ubocznych i odpadów. Głównym surowcem wykorzystywanym przez polskie gorzelnie do produkcji spirytusu są ziemniaki, zboża, kukurydza oraz melasa. Jednak z jednej tony ziarna kukurydzy uzyskuje się ponad czterokrotnie więcej etanolu niż z 1 tony buraków cukrowych i ponad trzykrotnie więcej niż z 1 tony ziemniaka.

Również porównanie takich wielkości jak efektywność energetyczna, czyli stosunek wartości energetycznej etanolu do nakładów energetycznych poniesionych w procesie uprawy i przetwarzania wskazuje na kukurydzę jako lepszy surowiec do produkcji biopaliw. Ponadto istnieje wiele czynników przemawiających za wykorzystaniem do produkcji bioetanolu z ziarna kukurydzy.

Należą do nich:
– najwyższa wydajność etanolu z tony surowca spośród wszystkich rolniczych masowych surowców (buraków, ziemniaków),
– najwyższy wskaźnik efektywności energetycznej,
– niższe koszty transportu, magazynowania oraz przerobu surowca,
– potencjał wzrostu areału w strukturze zasiewów w Polsce,
– duży potencjał plonotwórczy odmian kukurydzy,
– atrakcyjność cenowa ziarna kukurydzy,
– przyjazny dla środowiska proces produkcji.

Przy wykorzystywaniu ziarna kukurydzy do produkcji bioetanolu istotny jest koszt jego konserwacji i przechowywania. Przerabiając wilgotne ziarno kukurydzy można zdecydowanie obniżyć koszty produkcji. Obliczono, że przy przetwarzaniu wysuszonego ziarna koszt wytworzenia 1 litra etanolu obciążony jest kwotą 0,25-0,50 zł, wynikającą z nakładów na suszenie. Biorąc pod uwagę średnie ceny uzyskiwane przez gorzelnie rolnicze (kształtują się na poziomie poniżej 2,0 zł/litr), koszty suszenia obniżają przychód o około 20-30%. Alternatywnym dla suszenia rozwiązaniem jest jego zakiszanie. Mokre ziarno kukurydzy łatwo się kisi po ześrutowaniu, można też kisić w całości, np. w rękawach foliowych. Wiele argumentów wskazuje, że kukurydza należy do roślin najbardziej przydatnych do produkcji bioetanolu. Interes rolnika, jak i gospodarki krajowej, jest tu w dużym stopniu zbieżny. Poprzez gorzelnie można bowiem spożytkować także ziarno o mniejszej wartości, np. ziarno porażone przez choroby grzybowe na polu czy zawilżałe w magazynach. Ważniejsze argumenty przemawiające za szerszym wykorzystaniem kukurydzy w produkcji bioetanolu to:
– wysokie plonowanie kukurydzy,
– na glebach słabych – plony dwa razy wyższe niż innych zbóż,
– duże zainteresowanie rolników uprawą na ziarno,
– zagospodarowanie ziarna nadpsutego i o niskiej wartości paszowej,
– doskonale nadaje się do zagospodarowania nie użytków, odłogów itp.

Obecnie ponad 70% spirytusu surowego w Polsce produkowane jest ze zbóż, w tym głównie z żyta, kukurydzy i pszenicy. Średnie wydajności spirytusu z tych surowców wynoszą (w litrach z tony surowca): żyto – 330, pszenica 350, kukurydza 300-360. Według danych Ministerstwa Rolnictwa z 2004 roku, krajowe gorzelnie rolnicze wyprodukowały łącznie 142,6 mln l spirytusu ze zbóż.
Przyjmując założenie, że całość produkcji bioetanolu na zaspokojenie potrzeb wyłącznie krajowych rafinerii pochodziłoby z żyta oraz uwzględniając systematyczny wzrost udziału biopaliw na rynku, już w bieżącym roku gorzelnie rolnicze mogłyby przerobić ok. 550 tys. ton zapewniając udział 2 5 biopaliw. Udział ten docelowo w roku 2010 wzrósłby do 1,4-1,5 mln ton żyta, zajmując powierzchnie uprawy około 0,5 mln ha.

W 2004 roku krajowy rynek paliwowy wykorzystał zaledwie 48 mln l bioetanolu. Jest to spadek o około 50% w stosunku do średniego zużycia z poprzednich lat. Według oceny MRiRW gorzelnie rolnicze w Polsce dysponują potencjałem ok. 600 mln l spirytusu surowego rocznie.

Charakterystyka etanolu:
– etanol zawiera 113 oktanów, w porównaniu do 95 oktanów w zwykłej benzy-
nie i 98 w benzynie Premium,
– etanol zawiera 35 % tlenu. Wnosząc go do paliwa otrzymuje się bardziej korzystne (kompletne) spalanie, co redukuje szkodliwą emisję z układu wydechowego,
– etanol zastępuje toksyczne składniki benzyny takie jak: benzen, czteroetylek ołowiu, które są rakotwórcze,
– w odróżnieniu od tradycyjnych benzyn, etanol nie jest toksyczny, jest rozpuszczalny w wodzie i ulega biodegradacji,
– etanol jest szeroko propagowany w programach mających na celu zwiększenie zdrowia publicznego w miastach gdzie przekroczone są normy zanieczyszczeń powietrza.

Drugim odnawialnym paliwem jest biodiesel, który jest wytłaczany z roślin oleistych. Surowcem do produkcji biodiesla mogą być takie rośliny jak: rzepak, soja i inne rośliny oleiste. Wprowadzenie oleju rzepakowego do napędu silników wysokoprężnych nie jest czymś nowym. Rudolf Diesel już ponad sto lat temu powiedział; ,,że silnik wysokoprężny może być zasilany olejami roślinnymi, które pozwolą rozwinąć rolnictwo w krajach, gdzie silnik ten będzie stosowany”. W ostatnich latach wzrasta zainteresowanie wykorzystaniem paliw pochodzenia roślinnego do napędu ciągników i maszyn rolniczych jako paliwo alternatywne w stosunku do oleju napędowego. Wprowadzenie estrów oleju rzepakowego jako składnika do paliwa powinno mieć na celu w szczególności aktywizację rolnictwa. To rolnik powinien odegrać najważniejszą rolę w tym przedsięwzięciu nie tylko po stronie wkładu pracy, ale przede wszystkim przy podziale zysków. Jeśli rola rolnika ograniczy się do produkcji i dostawy ziarna rzepaku, to nie wiele się zmieni i cały zysk z przedsięwzięcia przypadnie producentom biodiesla, pośrednikom i innym podmiotom w to zaangażowanym.

Biopaliwo rzepakowe występuje lokalnie i powinno być wykorzystywane lokalnie, dlatego właściwym rozwiązaniem wydają się być małe wytwórnie skojarzone z lokalnymi tłoczniami oleju roślinnego. Dzięki małym, tanim prostym w obsłudze wytwórniom paliwa, których właścicielami mogą być zorganizowani z zespół producentów rolnicy; jako producenci ziarna rzepaku, producenci, paliwa, konsumenci makuchów i konsumenci paliwa tańszego od oleju napędowego.

W ogólnym bilansie skorzysta na tym sprawa oleju i środowisko, bo:
– znikają problemy z transportem ziarna, które będzie dostarczone z okolicznych pól,
– uboczny produkt tłoczenia oleju – makuchy będą wchłonięte jako wartościowy produkt paszowy na terenie, gdzie powstały,
– rolnicy uzyskają gotowe – nie zanieczyszczające środowiska paliwo do napędu swoich maszyn i pojazdów.

Wytwarzanie biopaliwa z rzepaku w porównaniu z produkcją bioetanolu charakteryzuje się prostszą technologią i w związku z tym jest to możliwe do zorganizowania lokalnie na mniejszą skalę; np. rolnicy lub grupy rolników posiadają własne tłocznie, które będą tłoczyć olej surowy i odstarczać go do lokalnych zakładów przetwarzających ten olej na biodiesel. Natomiast w przypadku produkcji bioetanolu ze względu na wysokie koszty instalacji proponowane są rozwiązania na skale przemysłową (gorzelnie i możliwe do wykorzystania cukrownie).

Ze względu na przedstawione argumenty, kukurydza i rzepak powinny zając znaczące miejsce w rządowych programach produkcji energii ze źródeł odnawialnych w naszym kraju.

Opracowanie: mgr inż. Eugeniusz Mystkowski
W oparciu o materiały pozyskane na seminarim w CDR Brwinów i biuletyn KPK