Biopaliva nové generace: byznys s budoucností?

Počátek biopaliv u nás bychom našli už v roce 1989, kdy se dvaadvacet českých zemědělských podniků rozhodlo spolupracovat v rámci nově založeného Sdružení pro bionaftu. Cílem bylo vytvořit alternativu k výrobě a spotřebě běžné motorové nafty. Substituce fosilních paliv biopalivy se nicméně stala v ČR závaznou až v září roku 2007, a to díky normě, vznikla v souladu s požadavkem příslušné směrnice Evropské unie. A jak to se slibovaným snížením spotřeby ropy, zlepšením kvality ovzduší a snižování emisí skleníkových plynů nakonec dopadlo? Ne moc slavně.

Biopalivy první generace rozumíme bionaftu, bioplyny, bioalkoholy a syntetické plyny vytvořené buď přímo ze škrobů, cukrů, živočišných tuků a rostlinných olejů, nebo jejich přidáním. Využívání kukuřice, cukrové třtiny, obilí nebo řepky pro energetiku začalo bohužel velmi záhy konkurovat pěstování potravinářských plodin. Což je problém jednak z hlediska udržitelnosti kvůli stálému nárůstu populace, a tudíž i jejích potravinových potřeb, jednak může zabírání lánů řepkou vést k úhynu zvěře. Kromě toho také dochází k devastaci orné půdy jednoplodinovým zatěžováním. Navíc některé motory při spalování biopaliv vykazují nižší výkon (až v jednotkách procent) a teoreticky může dojít i k poškození motoru.

Profesor Milan Pospíšil z Vysoké školy chemicko-technologické k tomu pro Českou televizi dodal: „Pokud přidáme biosložku do klasického benzínu nebo motorové nafty, dochází ke zkrácení životnosti a spotřebitel s tím musí počítat. Zkrácení je obtížné odhadnout, nicméně udržitelnost paliva se pohybuje v řádu měsíců.“

A to není zdaleka všechno. Ačkoliv výroba biopaliv první generace vycházela s pomocí dotačních systémů levněji a emise z produkce v tomto odvětví poklesly do letošního roku o 394 milionů tun CO₂ , byly zde i negativní efekty. Podle Fakulty výrobních technologií a management UJEP a České asociace petrolejářského průmyslu a obchodu se na výrobu litru biopaliva spotřebovalo asi 2500 litrů vody, což rozhodně není malé číslo. Dále je nutné připočíst zdroje vynaložené na pěstování a výrobu, kvůli kterým může mít bionafta z potravin v průměru vyšší emise CO₂ než fosilní palivo, které nahrazuje.

Evropská unie a její členské státy nyní stojí na rozcestí. Evropský parlament potvrdil cíle pro obnovitelné zdroje energie v dopravě do roku 2020, ze kterých až 7 % energie (tj. 9 % objemu paliv v dopravě) může pocházet z biopaliv první generace. Na druhé straně poslanci Evropského parlamentu v listopadu roku 2017 odklepli návrh, podle kterého se biopaliva první generace přestanou zahrnovat do cílů EU v oblasti obnovitelných zdrojů energie (OZE), protože nastal čas začít se věnovat moderním cestám.

Europoslanec Pavel Poc ohodnotil změnu politického evropského kurzu slovy: „Podpora biopaliv z řepky, obilí či kukuřice, jejichž pomocí Česká republika sráží emise skleníkových plynů, je slepou uličkou.“ Jistým řešením nastalé situace by mohla být biopaliva generace druhé, ačkoli i ta mají své mouchy.

Biopaliva druhé generace se od svých předchůdců liší zejména tím, že vstupní suroviny používané k jejich výrobě nejsou obecně potravinářské plodiny. Nevyužitelné ostatky z dřevozpracujícího průmyslu, ze zemědělství, z farmaření, komunální organický odpad, to vše lze považovat za otop a baterii budoucnosti, ať už v podobě bioetanolu, dimethyletheru, bioderivovaného benzínu, anebo jiných produktů. Celá záležitost má ale drobný háček. Dané hmoty na zpracování obecně není mnoho, protože recyklace je předním obchodním a společenským trendem už mnoho let. Navíc potřebuje každý druh odpadu ke zpracování odlišné technologie, což nástup biopaliv druhé generace výrazně prodražuje a oddaluje.

První případy už tu nicméně jsou, a to dokonce i v tuzemsku. V květnu loňského roku společnost Unipetrol výzkumně vzdělávací centrum, a. s. (UniCRE) představila výsledek svého zapojení do inovačního projektu COMSYN. Po skončení dvouleté testovací fáze se jím stalo biopalivo druhé generace z odpadní biomasy, jako jsou dřevní štěpka, sláma a další materiály. Zároveň bylo demonstrováno, že vyrobené biopalivo z dřevní štěpky nemusí sloužit jen k přimíchávání, ale pro vozidla se vznětovým motorem může být zároveň zcela novým alternativním zdrojem energie, který by na rozdíl od současného metylesteru řepkového oleje neměl ohrožovat motory vozidel.

Jiří Hájek, ředitel úseku vývoje a inovací UniCRE, k tomu tehdy uvedl: „Zkoumali jsme možnosti separace a následného zpracování produktů Fischer-Tropschovy syntézy na rafinérských technologiích. Pro tento účel jsme využívali pilotní destilace a pokusné testovací jednotky pořízené v rámci modernizace výzkumného centra z evropských fondů. Zjednodušeně řečeno jde o přimíchání frakcí s odlišnými body varu k podobným rafinérským proudům a jejich následnou úpravu na produkty vhodné pro výrobu kvalitních motorových paliv.“

Národní laboratoř pro obnovitelnou energii (NREL) v americkém Coloradu věnovala výzkumu nové alternativy biologických paliv do roku 1996 osmnáct let bádání a trochu netradičně ho přidružila k výzkumu podvodních druhů. Kandidátem na biopaliva třetí generace jsou totiž řasy. S pomocí rybníků, uzavřených systémů nebo fotobioreaktorů je možné je pěstovat všude, kde je vhodná teplota, dokonce i v odpadních vodách. Řasy mají navíc perfektní výnos a existuje jich neuvěřitelné množství druhů. Na konceptech využití proto dlouho pracovaly společnosti jako ExxonMobil, Sapphire Energy či Algenol.

Ani přeměna řas a sinic na bionaftu, líh, butanol, metan či na trysková paliva ale není bezproblémová. Spotřeba vodních zdrojů by byla enormní, navíc by pro průmyslové pěstování bylo třeba hnojit fosforem a dusíkem, a to v nemalých dávkách. Už sama výroba hnojiv vyhovujících potřebám řas by vyprodukovala více skleníkových plynů, než by se využitím řas coby biopaliv ušetřilo. A zároveň stoupají náklady. Proto ExxonMobil po proinvestování více než 600 milionů dolarů došel v roce 2013 k závěru, že nejméně dalších pětadvacet let nebude byznys s řasami rentabilní, o dopadech na klima ani nemluvě. 

Výzkum nicméně pokračuje. A kdoví, třeba se biopaliv čtvrté generace, momentálně poněkud vědeckofantastických elektropaliv a paliv solárních, ve funkční podobě skutečně časem dočkáme. O těch ale zas až někdy příště.