Paliwo z konopi - co to jest?
min. czytania
Konopie to rośliny niezwykle użyteczne. Różne części rośliny mogą służyć do stworzenia prawie 2 tys. różnych produktów. Wśród nich coraz większe znaczenie nabiera użycie konopnej biomasy do produkcji energii oraz ciepła. Co prawda badacze i obserwatorzy branżowi twierdzą, że potrzebne są dalsze badania w zakresie praktyk przetwarzania konopi i współczynników konwersji biopaliw, jednak pierwsze testy konopnego paliwa są niezwykle obiecujące. Na obecnym etapie wiadomo, że ich wyprodukowanie wiąże się z mniejszą emisją dwutlenku węgla i jest tańsze, spalanie zaś emituje nawet to 80% mniej gazów cieplarnianych niż w przypadku tradycyjnej benzyny.
Spis treści
Biodiesel konopny
Naukowcy od ponad 100 lat testują potencjał biodiesla jako paliwa samochodowego i nawet pierwsze pojazdy Forda były zasilane tym rodzajem paliwa. O konopnym biodieslu, inaczej FAME, zrobiło się głośno w 2010 roku dzięki profesorowi Richardowi Parnasowi, który wykorzystał olej konopny do stworzenia paliwa podczas swojego eksperymentu na Uniwersytecie Connecticut. Parnas użył oleju z nasion konopi z pierwszego tłoczenia do stworzenia biodiesla przy użyciu znormalizowanego procesu transestryfikacji. Następnie grupa badawcza przetestowała paliwo pod kątem zestawu właściwości w Laboratorium Testowania Biopaliw w Centrum Nauki i Inżynierii Środowiska UConn. Od tej pory z roku na rok powiększa się ilość firm zainteresowana tym segmentem branży konopnej.
Rodzaje biopaliw konopnych
Konopie stały się wiodącym rywalem w wyścigu o produkcję zrównoważonych alternatywnych paliw. Istnieją dwa podstawowe rodzaje biopaliwa, które można pozyskać z konopi. Są to:
- Biodiesel konopny, który pochodzi z tłoczonego oleju z nasion konopi
- Konopny etanol / metanol, który pochodzi ze sfermentowanej łodygi
Pierwszy rodzaj paliwa to estry metylowe kwasów tłuszczowych, otrzymywane poprzez wykorzystanie oleju z konopi oraz mieszaniny katalitycznej. Biodiesel przypomina olej napędowy, ale różni się od niego tym, że nie bazuje na ropie naftowej. Konopny etanol to po prostu czysty alkohol, związek, który znamy z napojów alkoholowych.
Konopie to nie tylko bogate źródło etanolu / metanolu i biodiesla, ale także niezwykle opłacalny i łatwy w ekstrakcji surowiec. Produkowany z oleju biodiesel zalicza się do biopaliw trzeciej generacji, zaś etanol do drugiej generacji.
Produkcja paliw z konopi – jak wygląda?
Wykorzystując procesy takie jak hydroliza kwasowa i sucha destylacja, konopie można w zależności od potrzeby przetwarzać zarówno na etanol, jak i metanol. Te rodzaje biopaliw są czasami określane jako hempanol. Cała roślina, czyli łodygi, nasiona i kwiaty — może być wykorzystana do ich produkcji, w przypadku biodiesla są to nasiona, zaś do produkcji etanolu najczęściej wykorzystuje się paździerz konopny ze względu na jego wysoką wydajność energetyczną.
Celuloliza i sucha destylacja
Przekształcanie konopi w etanol wymaga procesu zwanego celulolizą, w którym zawartość celulozy w roślinie jest wstępnie przetwarzana i przekształcana w cukry, które są następnie fermentowane i destylowane do wykorzystania jako paliwo. Z kolei metanol powstaje w procesie suchej destylacji, takim jak piroliza. Materiał organiczny podlega rozkładowi termicznemu, procesowi, który zmienia skład mikstury i i wytwarza gazy, które można następnie skondensować do metanolu.
Olej z nasion konopi – jedyne alternatywne źródło paliwa
Biodiesel jest pozyskiwany z oleju z nasion konopi i jest jedynym alternatywnym źródłem paliwa, które może pracować w każdym silniku wysokoprężnym. Paliwo powstaje wyniku połączenia oleju z katalizatorem, np. metanolem i metanolanem sodu. W wyniku katalizy mieszanina rozdzieli się na jasną górną warstwę biodiesla i ciemniejszą dolną warstwę z gliceryny, mydła i katalizatora. Co ważne – katalizator potrzebny do stworzenia biodiesla można wykonać “w jednym naczyniu”, co jest pomocne dla chemików i inżynierów, ponieważ oszczędza wiele pracy. Po oddzieleniu górnej warstwy surowego biodiesla od reszty mikstury należy go przepłukać wodą i osuszyć. Przekształcenie oleju w paliwo cechuje się wysoką konwersją, nawet do 97%. Warto dodać, tak powstałe paliwo jest bezpieczne w przechowywaniu, obsłudze i transporcie oraz ulega biodegradacji. Ma również znacznie wyższą temperaturę zapłonu niż olej napędowy na bazie ropy naftowej, dlatego też jest mniej łatwopalny.
Z jakiego typu konopi produkuje się biopaliwo?
Naukowcy z Wielkiej Brytanii badali różne odmiany konopi pod kątem ich wydajności w produkcji biopaliw. W testach wykorzystano zarówno odmiany przeznaczone na włókno i ziarno oraz te uprawiane tylko pod kątem włókna. Spośród kilkunastu odmian wyłoniono dwie, który uznano za najbardziej wydajne pod kątem produkcji biopaliw – było to: polska odmiana Białobrzeskie, oraz NWG 331 z Kolorado. Obie określa się jako odmiany o podwójnym przeznaczeniu, czyli pozyskuje się z nich zarówno włókno, jak i nasiona. Dr Jian Shi, adiunkt na Wydziale Biosystemów i Inżynierii Rolniczej w Wielkiej Brytanii, oszacował, zwrot z produkcji biopaliw w przypadku odmiany Białobrzeskie na 1564 USD na hektar, zaś w przypadku odmiany NWG 331 był on nieco niższy i wynosił 1482 USD na hektar. Zespół badawczy doszedł także do wniosku, iż przy określonej ilości biomasy konopie mają potencjał wytwarzania biopaliw porównywalny z innymi uprawami bioenergetycznymi, takimi jak kenaf, proso rózgowe i sorgo.
Ile kosztuje paliwo z konopi?
Jednostkowy koszt produkcji biodiesla konopnego z konopiami zawierającymi 2, 5 i 10% lipidów wyniósł odpowiednio 18,49 USD, 7,87 USD i 4,13 USD/galon. Jednostkowy koszt produkcji biodiesla przy wykorzystaniu konopi zawierających 10% lipidów był porównywalny z biodieslem sojowym przy wysokości 4,13 USD/galon.
Gdzie kupić paliwo konopne?
Mimo iż konopne paliwo osiąga doskonałe parametry w testach, zaś w zakresie jego produkcji udało się osiągnąć pewne znaczące efekty, wciąż nie jest to paliwo głównego nurtu. Jego dostępność zarówno w Europie jak i na całym świecie wciąż jest mocno ograniczona. Ponieważ konopie stają się coraz bardziej powszechne, biopaliwa konopne mogą być głównym pretendentem w naszych poszukiwaniach ekologicznych źródeł energii w najbliższej przyszłości. W perspektywie globalnej – biopaliwa ogółem, nie tylko te z konopi wciąż pozostają w cieniu.
Wpływ paliwa konopnego na środowisko i społeczeństwo
Produkcja i wykorzystanie konopnego paliwa jest dużo bardziej ekologicznym rozwiązaniem w porównaniu do paliw z ropy naftowej. Już na etapie uprawy konopie mają ujemny ślad węglowy (mogą pochłaniać od 8 do 15 ton CO2 na hektar). Z kolei wyprodukowanie biodiesla wiąże się z mniejszą emisją dwutlenku węgla niż u innych paliw. Stosowanie tego rodzaju paliwa niesie ze sobą wiele zalet: wydziela śladowe ilości tlenku siarki, może być stosowane w niższych temperaturach niż jego odpowiedniki, do tego jego spalanie emituje 85% mniej gazów cieplarnianych niż tradycyjna benzyna. Może być użyte w każdym silniku diesla! Konopie mogłyby zaspokoić znaczną część światowego zapotrzebowania na energię, zmniejszając naszą zależność od paliw ropopochodnych, których ilość jest ograniczona.
Zobacz także
Papier z konopi – co to takiego?
Źródła
- https://today.uconn.edu/2010/10/hemp-produces-viable-biodiesel-uconn-study-finds/#
- https://www.cannabisbusinesstimes.com/article/postponed-promise-hemp-biofuel-biomass-hempseed-oil-uk-uconn-hia/
- https://www.hemp.com/hemp-university/uses-of-hemp/hemp-fuel/making-hemp-biodiesel/
Facebook
Instagram
Dodaj komentarz