Čo je konopné palivo?

Hoci výskumníci a pozorovatelia z odboru tvrdia, že je potrebný ďalší výskum postupov spracovania konope a miery konverzie biopaliva, prvé testy konopného paliva sú veľmi sľubné. V tejto fáze je známe, že jeho výroba je menej náročná na emisie oxidu uhličitého a lacnejšie, pričom pri jeho spaľovaní vzniká až o 80 % menej skleníkových plynov ako pri spaľovaní klasického benzínu.

 

Konopná bionafta

Vedci testujú potenciál bionafty ako automobilového paliva už viac ako 100 rokov a dokonca aj prvé vozidlá Ford boli poháňané týmto typom paliva. Konopná bionafta alebo FAME sa dostala na titulné stránky novín v roku 2010 vďaka profesorovi Richardovi Parnasovi, ktorý pri svojom experimente na Connecticutskej univerzite použil konopný olej na výrobu tohto paliva.

 

Spoločnosť Parnas použila panenský konopný olej na výrobu bionafty pomocou štandardizovaného procesu transesterifikácie. Výskumná skupina potom testovala palivo na súbor vlastností v laboratóriu pre testovanie biopalív v Centre pre environmentálnu vedu a inžinierstvo na Kalifornskej univerzite. Odvtedy sa počet spoločností, ktoré sa zaujímajú o tento segment konopného priemyslu, z roka na rok zvyšuje.

 

Druhy konopných biopalív

Konope sa stalo hlavným kandidátom v závode o výrobu udržateľných alternatívnych palív. Z konope je možné získať dva hlavné typy biopalív. Ide o:

 

• Konopná bionafta, ktorá sa získava z lisovaného konopného oleja.
• Konopný etanol/metanol, ktorý sa získava z fermentovanej stonky.

 

Prvým typom paliva sú metylestery mastných kyselín, ktoré sa získavajú použitím konopného oleja a katalytickej zmesi. Bionafta sa podobá motorovej nafte, ale líši sa od nej tým, že nie je založená na rope. Konopný etanol je jednoducho čistý alkohol, zlúčenina, ktorú poznáme z alkoholických nápojov.

 

Konope je nielen bohatým zdrojom etanolu/metanolu a bionafty, ale aj mimoriadne cenovo výhodnou a ľahko získateľnou surovinou. Bionafta vyrobená z oleja je klasifikovaná ako biopalivo tretej generácie, zatiaľ čo etanol je biopalivo druhej generácie.

 

Ako vyzerá výroba paliva z konope?

Pomocou procesov, ako je kyslá hydrolýza a suchá destilácia, možno konope podľa potreby premeniť na etanol aj metanol. Tieto typy biopalív sa niekedy označujú ako hempanol. Na ich výrobu je možné použiť celú rastlinu, tj stonky, semená i kvety, v prípade bionafty sú to semená, zatiaľ čo konopné steblá sa vďaka vysokej energetickej výťažnosti najčastejšie používajú na výrobu etanolu.

 

Celulolýza a suchá destilácia

Premena konope na etanol vyžaduje proces zvaný celulolýza, pri ktorom sa obsah celulózy v rastline vopred spracuje a premení na cukry, ktoré sa potom fermentujú a destilujú na použitie ako palivo. Metanol sa naproti tomu vyrába suchou destiláciou, napríklad pyrolýzou. Organický materiál prechádza tepelným rozkladom, čo je proces, pri ktorom sa mení zloženie zmesi a vznikajú plyny, ktoré je možné následne kondenzovať na metanol.

 

Konopný olej - jediný alternatívny zdroj paliva

Bionafta sa získava z konopného oleja a je jediným alternatívnym zdrojom paliva, ktorý je možné použiť v akomkoľvek vznetovom motore. Palivo vzniká spojením oleja s katalyzátorom, ako je metanol a metanolát sodný. V dôsledku katalýzy sa zmes rozdelí na svetlú hornú vrstvu bionafty a tmavšiu spodnú vrstvu glycerínu, mydla a katalyzátora.

 

Dôležité je, že katalyzátor potrebný na výrobu bionafty je možné vyrobiť "v jednom hrnci", čo je užitočné pre chemikov a inžinierov, pretože to ušetrí veľa práce. Akonáhle je vrchná vrstva surovej bionafty oddelená od zvyšku zmesi, treba ju opláchnuť vodou a vysušiť. Premena oleja na palivo má vysokú mieru konverzie, až 97%. Je potrebné dodať, že takto vytvorené palivo je bezpečné na skladovanie, manipuláciu a prepravu a je biologicky odbúrateľné. Má tiež oveľa vyšší bod vzplanutia ako nafta na báze ropy, a preto je menej horľavá.

 

 

Aký druh konope sa používa na výrobu biopaliva?

Výskumníci vo Veľkej Británii testovali rôzne odrody konope z hľadiska ich výkonnosti pri výrobe biopalív. V testoch boli použité tak odrody pre vlákno a zrno, ako aj odrody pestované iba pre vlákno. Z viac ako desiatky odrôd boli ako najefektívnejšie na výrobu biopalív vybrané dve: poľská odroda Białobrzeskie a NWG 331 z Colorada. Obe odrody sú označované ako dvojúčelové, tj produkujú ako vlákno, tak osivo.

 

Dr. Jian Shi, odborný asistent na katedre biosystémov a poľnohospodárskeho inžinierstva UK, odhadol výnos z produkcie biopalív pri odrode Białobrzeskie na 1564 USD na hektár, zatiaľ čo výnos pri odrode NWG 331 bol o niečo nižší a predstavoval 1482 USD na hektár. Výskumný tím tiež dospel k záveru, že pri danom množstve biomasy má konope potenciál na výrobu biopalív porovnateľný s inými bioenergetickými plodinami, ako je kenaf, proso a cirok.

 

Koľko stojí konopné palivo?

Jednotkové náklady na výrobu konopnej bionafty z konope s obsahom 2, 5 a 10 % lipidov predstavovali 18,49 USD, 7,87 USD a 4,13 USD/galón. Jednotkové náklady na výrobu bionafty z konope s obsahom 10 % lipidov boli porovnateľné s nákladmi na výrobu sójovej bionafty a predstavovali 4,13 USD/galón.

 

Kde kúpiť konopné palivo?

Napriek tomu, že konopné palivo dosahuje v testoch vynikajúce výsledky a pri jeho výrobe boli dosiahnuté niektoré významné výsledky, stále nejde o bežné palivo. Jeho dostupnosť v Európe aj vo svete je stále veľmi obmedzená. Konopné biopalivo by sa mohlo v blízkej budúcnosti stať jedným z hlavných konkurentov pri hľadaní ekologických zdrojov energie, pretože konope sa stále viac rozširuje. Z globálneho hľadiska sú biopalivá všeobecne, nielen tie z konope, stále v tieni.

 

Environmentálny a sociálny vplyv konopného paliva

Výroba a používanie konopného paliva je v porovnaní s palivami na báze ropy oveľa ekologickejším riešením. Konope má negatívnu uhlíkovú stopu už vo fáze pestovania (môže absorbovať 8 až 15 ton CO2 na hektár). Na druhej strane výroba bionafty je spojená s nižšími emisiami oxidu uhličitého ako pri iných palivách. Použitie tohto typu paliva prináša množstvo výhod: vypúšťa stopové množstvo oxidu siričitého, je možné ho používať pri nižších teplotách ako jeho náprotivky a navyše jeho spaľovanie vypúšťa o 85 % menej skleníkových plynov ako tradičný benzín. Je možné ho použiť v akomkoľvek vznetovom motore!

 

Konope by mohlo pokryť významnú časť svetových energetických potrieb a znížiť tak našu závislosť na palivách z ropy, ktorých množstvo je obmedzené.

 

Autor: Tomáš Konieczny