CO TO JEST....HVO?

Co to jest HVO?

Skrót HVO powstał od słów Hydrotreated Vegetable Oil, co oznacza hydrorafinowany olej roślinny. Jest to paliwo wytwarzane w procesie hydrokrakingu lub uwodornienia oleju roślinnego. Hydrokraking rozbija długie cząsteczki węglowodorów na krótsze i zamyka ich łańcuchy za pomocą atomów wodoru, aby się ze sobą nie łączyły.

Źródło David ROUMANET - pixabay.com

Zarówno olej napędowy HVO (ekologiczny olej napędowy), jak i biodiesel są wytwarzane z tego samego surowca - oleju roślinnego. Jednakże technologie przetwarzania i skład chemiczny obu paliw różnią się. Olej napędowy powstający w wyniku hydrorafinacji nazywany jest ekologicznym olejem napędowym i różni się od biodiesla wytwarzanego w procesie estryfikacji.

Produkcja olejów roślinnych hydrorafinowanych polega na wprowadzeniu cząsteczek wodoru do cząsteczki surowego tłuszczu lub oleju. Proces ten związany jest z redukcją związku węgla. Dalej następuje przekształcenie triglicerydów/kwasów tłuszczowych w węglowodory poprzez hydrodeoksygenację (usunięcie tlenu w postaci wody) i/lub dekarboksylację (usunięcie tlenu w postaci dwutlenku węgla).

Wzór chemiczny oleju napędowego HVO to C_nH_2n+2

Oleje hydrorafinowane charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami niskotemperaturowymi. Temperatura zmętnienia występuje poniżej -40° C. Dlatego paliwa te nadają się do przygotowania paliwa premium o wysokiej liczbie cetanowej i doskonałych właściwościach niskotemperaturowych. Temperatura zatkania zimnego filtra (CFPP) praktycznie odpowiada wartości punktu zmętnienia, dlatego też wartość punktu zmętnienia jest istotna w przypadku olejów hydrorafinowanych.

Dlaczego HVO jest takie modne?

Uwodorniony olej roślinny HVO to wysokiej jakości olej napędowy, wykonany w całości z odpadów odnawialnych. Jest produkowany z olejów roślinnych, w tym oleju rzepakowego lub palmowego oraz ich pochodnych, a nawet ze zużytych olejów spożywczych (roślinnych i zwierzęcych). Ponieważ surowce do produkcji HVO można łatwo odzyskać, paliwo to zalicza się do ekologicznych olejów napędowych, które mogą odegrać ważną rolę w realizacji celów klimatycznych.

Obniżona szkodliwość paliwa wynika z faktu, że spalanie HVO powoduje mniejszą emisję gazów cieplarnianych, takich jak dwutlenek węgla (CO₂), tlenki azotu (NO_x) i cząstki stałe. Dokładny stopień redukcji emisji zależy jednak od źródła surowca, metody produkcji i konkretnej formy mieszanki paliwa HVO.

HVO ma o około 7% mniejszą gęstość, mniejszą zawartość związków aromatycznych i siarki oraz wyższą liczbę cetanową w porównaniu z olejem napędowym pochodzącym z ropy naftowej.

Lepkość HVO w temperaturze 40°C wynosi 2,5 – 3,5 mm²/s, podczas gdy biodiesel wyprodukowany w procesie estryfikacji (FAME) ma lepkość na poziomie 4,5 mm²/s. Liczba cetanowa HVO zawiera się w przedziale 80-99, natomiast biodiesla od 55 do 65. HVO zapewnia nawet 10% zmniejszenie emisji związków azotu NO_x.

Mimo tych różnic, HVO można mieszać z olejem napędowym w dowolnych proporcjach. HVO może być stosowany w olejach napędowych jako domieszka – np. HVO20 lub HVO30 lub też jako czyste paliwo HVO100 (liczba oznacza % domieszki HVO do standardowego oleju napędowego).

Jest to idealne rozwiązanie dla pracujących dziś flot pojazdów, ponieważ jest zgodne z normą DIN 590 dla olejów napędowych (z wyjątkiem gęstości) i w przypadku większości pojazdów nie wymaga żadnych modyfikacji silnika ani specjalnego systemu dystrybucji. HVO100 i inne czyste paliwa parafinowe zgodne z normą DIN EN 15940 mogą być zatem bez wahania stosowane w nowszych silnikach wysokoprężnych – zarówno w pojazdach ciężarowych, jak i dostawczych i osobowych. Warunkiem wstępnym jest jednak zatwierdzenie HVO przez producenta pojazdu.

Odnawialny olej napędowy wytwarzany z oleju roślinnego jest coraz większym substytutem oleju napędowego produkowanego z ropy naftowej. Już w 2017 r. floty kalifornijskie zużyły ponad 200 000 000 galonów odnawialnego oleju napędowego. Kalifornijska Rada ds. Zasobów Powietrznych przewiduje, że w ciągu najbliższych dziesięciu lat w tym stanie zostanie zużyte ponad 2 miliardy galonów paliwa zgodnego z wymogami normy dotyczącej paliw niskoemisyjnych. W całej Europie już na ponad 650 stacjach benzynowych możliwe jest tankowanie tego paliwa.

Czy HVO to to samo, co paliwa GTL?

Pod względem fizycznym i chemicznym paliwa te są tym samym paliwem i spełniają specyfikację paliwa EN 15940. HVO charakteryzuje się jednak niższą emisją dwutlenku węgla w całym cyklu życia w porównaniu z paliwami GTL. Dzieje się tak, ponieważ HVO jest produkowane z surowców odnawialnych, podczas gdy paliwa GTL są produkowane z gazu ziemnego, który jest paliwem kopalnym.

Wady i zalety

Ponieważ paliwa HVO powstają z olejów roślinnych i innych materiałów, które można stosunkowo łatwo pozyskać, obciążenie środowiska jest znacznie mniejsze niż w przypadku produkcji innych rodzajów paliw. Dodatkowo zastosowanie wodoru jako katalizatora reakcji, w przeciwieństwie do metanolu, sprawia, że paliwo HVO jest czystsze podczas jego stosowania. Emisje szkodliwych substancji, takich jak CO₂, są niższe w przypadku spalania paliw HVO w porównaniu z innymi rodzajami paliw.

Ze względu na sposób produkcji, czyli wykorzystania wodoru jako katalizatora w procesie, powstałe paliwo ma znacznie dłuższy czas przydatności do użycia i może być dłużej składowane. W przeciwieństwie do paliw produkowanych w procesie estryfikacji wykorzystującym etanol – HVO nie wiąże wilgoci.

Paliwo HVO uznawane jest za paliwo typu drop-in, co oznacza, że nie trzeba zmieniać istniejącej infrastruktury ani sprzętu.

Łyżka dziegciu w beczce miodu

Na razie dostępność HVO jeszcze jest ograniczona. Ponadto z tym paliwem związanych jest wiele kontrowersji. Podnosi się szereg kwestii dotyczących zrównoważonego rozwoju HVO, przede wszystkim dotyczących pozyskiwania surowców lipidowych służących do jego produkcji. Oleje odpadowe, takie jak zużyty olej kuchenny, są zasobem ograniczonym i ich wykorzystanie nie może przekraczać pewnego poziomu. Dalszy popyt na HVO musiałby zostać zaspokojony przez oleje roślinne z pierwszego tłoczenia pochodzenia roślinnego, jednak przekierowanie olejów roślinnych z rynku spożywczego do sektora biopaliw zostało powiązane ze wzrostem światowych cen żywności oraz globalną ekspansją i intensyfikacją rolnictwa. Wiąże się to z różnymi konsekwencjami ekologicznymi i środowiskowymi. Co więcej, emisje gazów cieplarnianych wynikające ze zmiany sposobu użytkowania gruntów mogą w pewnych okolicznościach zniweczyć lub przewyższyć wszelkie korzyści wynikające z wyparcia paliw kopalnych i stosowania HVO.

Badanie z 2022 r. opublikowane przez Międzynarodową Radę ds. Czystego Transportu wykazało, że przewidywane zwiększenie mocy produkcyjnych odnawialnych źródeł oleju napędowego w USA szybko wyczerpałoby dostępną podaż olejów odpadowych i pozostałościowych oraz w coraz większym stopniu opierałoby się na krajowym i importowanym oleju sojowym. W raporcie zauważono również, że zwiększona produkcja oleju napędowego ze źródeł odnawialnych w USA może pośrednio wpłynąć na rozwój upraw oleju palmowego w Azji Południowo-Wschodniej, gdzie przemysł oleju palmowego nadal jest endemicznie kojarzony z wylesianiem i niszczeniem torfu.

Źródło: Neste, Cummins, HVOFuelUK, Renewable Diesel Fuel from Processing of Vegetable Oil in Hydrotreatment Units: Theoretical Compliance with European Directive 2009/28/EC and Ongoing Projects in Spain - Daniel Garraín, Israel Herrera, DOI: 10.4236.