Biopaliwa w lotnictwie a strategiczna niezależność paliwowa

2010-12-31
 Drukuj

W Polsce problem strategicznej niezależności paliwowej w powiązaniu z biopaliwami w lotnictwie zaczął się tuż po odzyskaniu niepodległości w 1918 roku. W roku 1922 rozpoczęły prace pierwsze laboratoria Wojskowej Centrali Badań Lotniczych pod kierownictwem inż. H. Zalińskiego.

 

Problemem była wówczas niska jakość paliw. Laboratoria mieściły się w budynkach
przy ulicy Puławskiej nr 2a w Warszawie. Metody badań i pomiarów nie odbiegały
od stosowanych wówczas na świecie. W Instytucie Badań Technicznych Lotnictwa, opracowano wkrótce wysokooktanowe paliwo lotnicze dla polskiego lotnictwa wojskowego i PLL ”Lot”, uniezależniając Polskę od dostaw niemieckich. Były to mieszanki paliwowe z dodatkiem ok. 15-17% etanolu tzw. BAB o liczbie oktanowej
76 i BABC liczbie oktanowej 86. BAB użyto także w 1931 roku do napędu pierwszego odrzutowego polskiego silnika pulsacyjnego konstrukcji W. Bernardzikiewicza,
J. Oderfelda i J. Sachsa (Fot.1)– prof. Oderfeld w rozmowie z autorem potwierdził,
że dostał je do prób osobiście od doc. B. Mielnikowej , która po wojnie odbudowywała dział paliw w Instytucie Lotnictwa (obecnie zlikwidowany). Paliwa BAB stosowano
w czasie wojny a także i po wojnie do końca lat 50-ych.

    

Fot1. Samoloty   PZL w locie  i I silnik pulsacyjny prof. Jan Oderfelda (MuzeumTechniki w Warszawie) zasilane były tym samym biopaliwem -BAB

 

Następne asortymenty benzyn lotniczych po II wojnie światowej nie posiadały już dodatków tlenowych i sprowadzały się do kilku gatunków i na ogół były zamienne miedzy sobą i praktycznie są stosowane do dziś.

 

Powtórnie prace w biopaliwach Instytut Lotnictwa prowadził w latach 1989-1998
nad polskim paliwem rzepakowym dla silników trakcyjnych, planując zastosowanie jego następnie w lotnictwie. W ramach projektu nr 9 0012 91 01 finansowanego przez Komitet Badań Naukowych przebadano wówczas 34 różne rodzaje paliw polskich
i zagranicznych. Przeprowadzono kompleksowe badania hamowniane biopaliw na większości silników producentów krajowych (Mielec, Starachowice, Andrychów, Ursus) obejmujące pomiary właściwości fizyko-chemicznych paliw, charakterystyki silników, toksyczność spalin łącznie z pomiarem cząstek stałych, zadymieniem oraz indykowaniem parametrów w cylindrze i układzie wtryskowym silnika, zimny rozruch silników. Przeprowadzono pomyślnie próby długotrwałe aparatury paliwowej produkcji krajowej
i zagranicznej na specjalnych stoiskach przez 5600 godzin. Podjęto konieczną działalność znormalizowania właściwości paliwa rzepakowego - estru metylowego wyższych kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego i opracowano projekt polskiej normy na paliwo rzepakowe. Podjęto także badania eksploatacyjne dwóch samochodów „Polonez Caro Diesel” Fot 2. Badano wówczas różne depresatory biopaliwowe krajowe i zagraniczne. Paliwo rzepakowe wg ulepszonej technologii A. Adamczyka wykonano zgodnie z projektem polskiej normy w Zakładach Azotowych w Kędzierzynie, w „Sopur” Bydgoszcz i na koniec agrorafinerii „Mochełek”.

 

Fot. 2 Polonez rzepakowy w agrorafinerii “Mochełek”

 

Samochód „Polonez” na czystym estrze przejechał w ciągu 5 lat ok. 174 000 km
w każdych warunkach pogodowych występujących w Polsce. Przeprowadzono badania funkcjonalne i eksploatacyjne polskiego biopaliwa rzepakowego także na jachcie PZ 1004 S/Y „Politechnika” przekraczając Krąg Polarny. Pokonano 1060 mil morskich. Badania potwierdziły dobre własności polskiego paliwa w warunkach morskich. Rozpoczęte zostały programy badawcze zamawiane dotyczące wykorzystania upraw różnych roślin  na terenach skażonych (PBZ 054-01) oraz technologii i zastosowania paliwa rzepakowego z agrorafinerii w silnikach rolniczych (PBZ 056-01). Przebadano
w Instytucie Lotnictwa paliwa pochodzące z ziem skażonych oraz z pierwszej polskiej agrorafinerii ”Mochełek”, która wybudowano z inicjatywy Instytutu Lotnictwa (badania biopaliw) wspólnie z Chemadex, Warszawa (projekt i wykonanie) oraz IBMER, Warszawa (analizy ekonomiczne). Rozpoczęto w agrorafinerii „Mochełek” k/Bydgoszczy niewielką produkcję paliwa rzepakowego jako składnika 5% mieszanki z frakcjami węglowodorowymi ropy naftowej tzw. Biodiesel dla CPN Wrocław wg PN-EN 590. Komercyjna sprzedaż odbywała się w kilku stacjach należących do CPN (I we Wrocławiu stacja nr1107, następnie nr 239 w Legnicy, Nowa Sól, Szczecin, Zielona Góra, Karpacz, Szklarska Poręba i Świeradów Zdrój). Odbyły się także pierwsze próby poligonowe paliwa rzepakowego na czołgach i wozach bojowych na podwrocławskim poligonie wojsk pancernych. Współpracowano w obszarze biopaliw z Wyższą Szkołą Oficerską
im. T. Kościuszki. W następnych latach prowadzone badania róznych biopaliw na drobne zlecenia komercyjne. W wyniku anty biopaliwowej aktywności w kraju (szczególnie przy okazji tzw. ustawy o biopaliwach, gdzie silnie odczuliśmy negowanie biopaliw i naszego eksperckiego doświadczenia, zacieranie naszej aktywności w tym obszarze) i niechęci do finansowania badań w dziedzinie biopaliw przez Komitet Badań Naukowych Instytut Lotnictwa zmuszony był zminimalizować działalność w tym obszarze. Instytut Lotnictwa prezentował wyniki swych prac, publikując referaty lub prezentując postery na kilkunastu krajowych i zagranicznych konferencjach od I Forum Biopaliw w Tours(1994) Aeronet II Workshops “ Fuels and Aviation Piston Engine emissions”, “Clean Fuels” Bonn,2003, gdzie Instytut Lotnictwa propagował wspólnie
z Baylor University, USA zastosowanie biopaliw w lotnictwie europejskim. W dniu 30.09.2002 roku w Instytucie Lotnictwa  odbyło się seminarium p.t. „Review of biofuel activieties in aviation” z udziałem Maxa Schaucka (Fot. 3), który w 1989 roku, pierwszy w historii (wraz żoną Grazią Zanin) przeleciał Atlantyk na czystym etanolu
na samolocie Velocity.

 

Fot. 3 .Prof. Max Shauck wraz z żona, Grazią Zanin i autorem

artykułu przed startem samolotu I-23 „Manager” podczas seminarium

w Instytucie Lotnictwa pt. „Review of biofuels in aviation”

 

Za przelot ten, prof. dr Max Shauck odznaczony został czwartą z kolei prestiżową lotniczą nagrodą HARMON TROPHY. Instytut Lotnictwa, pobudzony aktywnością Max Skaucka, wznowił badania biopaliw z ukierunkowaniem na zastosowanie w lotniczych silnikach tłokowych i turbinowych. Rozszerzył także kontakty międzynarodowe w tym m.in. z firmą CropEnergies i Airbus m.in. w ramach inicjatywy Clean Sky, doprowadził
do wizyty polskiego przemysłu lotniczego w Brazylii.. Jest aktywnym uczestnikiem sieci Aeronet III, Biofuel Cities, CoopAIR- LA.

 

Należy przypomnieć, ze w ostatnich czasach  Polska jako nieliczna w Europie wznowiła dodawanie etanolu do paliw silnikowych już od1993 roku, kierując się normą EN-PN 228. Szczególny był 1997 rok, kiedy 38,13 % benzyn w Polsce zawierało dodatek pow. 4,5 % bioetanolu. Kres dalszemu wzrostowi produkcji położyła sterowana przez media histeria rozpętana w związku z tzw. ustawą o biopaliwach. Zakłady produkujące bioetanol 80 % swej produkcji przeznaczały na eksport, resztę z trudem „upychając”
w kraju. Tymczasem produkcja etanolu na świecie skokowo rośnie, a wdrożenia biokomponentów w Europie wspomaga dyrektywa unijna 2003/30/EC.

 

Obecnie nie kwestionuje się już, ze światowe zasoby taniej ropy skurczyły się,
a maksimum światowego wydobycia ropy naftowej ocenia się na rok 2020, wykorzystując ocenę własności wydobycia złóż ropy naftowej wg tzw. krzywej dzwonowej. Zależność od importu ropy naftowej dwóch najważniejszych gospodarek świata USA i Europy także rośnie. Główne zasoby ropy naftowej znajdują się obecnie na obszarach, gdzie wybuchają wszystkie konflikty zbrojne. Walka toczy się o kontrolowanie tych obszarów w różnej formie. Zużycie paliw wzrasta w tempie
ok. 2.9% rocznie. Zależność USA obecnie ocenia się 65 %, Europy na poziomie 75%. Można tylko dodać, że istnieje stała zależność gospodarki Japonii (100%) i Polski (95%) od importu paliw płynnych! Należy spodziewać należy się, że zależność Europy od importu paliw wzrośnie w 2020 do 90 % - jak powiedziała Loyola de Pallacio, Komisarz Europejski do Spraw Energii i Transportu. Wzrasta także ogólne zapotrzebowanie całego świata na różne inne postacie energii - wg International Energy Outlook 2002 w latach 1999-2020 sięgnie ono 60%! Ropa naftowa pokrywa obecnie 40% światowego zapotrzebowania na energię, węgiel spada z ok. 28% do 20%. Spodziewany jest wzrost zużycia gazu z 23 do 29% w 2020. Energia jądrowa ustabilizowała się-problemem jest niska produkcja uranu. (W Polsce udział poszczególnych nośników energii jest inny- opieramy się głównie wykorzystaniu własnego węgla – 62,3%, imporcie ropy – udział =23,2% i gazu –udział=13%, udział energii wody – 0,9%, a ponadto nie mamy, może na szczęście, energetyki jądrowej.   Rośnie gwałtownie zapotrzebowanie na odnawialne źródła energii. W roku 2000 w USA produkowano 2 mln gal biopaliw - w 2008 800 mln. galonów! Z tego względu poszukuje się paliw alternatywnych zarówno paliw syntetycznych, biopaliw czy tez nowego spojrzenia na wodór jako przyszłego ewentualnego paliwa dla lotnictwa.
We wprowadzaniu biopaliw do szczególnie USA, Brazylia i Szwecja podkreślają problem niezależności paliwowej ze względów strategicznych. Obecnie sytuacja staje się coraz bardziej niebezpieczna nie tylko dla Polski ale i dla Europy, a dowodem są częste perturbacje na dostawę ropy (i gazu) do i przez Polskę. Europa i Polska mają znaczący potencjał dla produkcji biopaliw, ale w przygotowywanych wizjach aspekt strategiczny jest mało podkreślany, choć europejskie technologie były na początku ery biopaliw technologiami dominującymi. Wg NUTEK – Ministerstwa Technologii w Szwecji Polska powinna być producentem biopaliw nr 2 w Europie (za Ukrainą). Tymczasem czas działa na naszą niekorzyść. Różne szacunki widzą możliwości zwiększenia areału upraw pod cele paliwowe nawet do 2.0  mln ha (wg Sulphurquest of Poland) wykorzystując ziemie używane pod inne gatunki roślin a także obszary skażone. Zwiększenie poziomu upraw nie jest tak szybko możliwe. Sytuację można poprawić np. przez stosowanie nowych środków tzw. fungicydów (w Niemczech zwiększono w ten sposób średnią wydajność o 2,5 tony/ha – gospodarstwa demonstracyjne w Polsce (Pągów, Ulhówek i Prusinowo) uzyskały średnią plonów 5,1 t/ha !!! przy średniej krajowej na poziomie 2,3 t/ha). Interesujące rozwiązania technologiczne - to także odpowiednia gospodarka wodą poprzez sterowanie zasilania wodą w systemach pod ziemią, dodatkowo zasilaniem katalitycznymi nawozami. Wielowariantowa ocena kosztów budżetowych
w aspekcie strategicznym wymaga nowego spojrzenia – wręcz rewolucyjnego, łącznie
z wprowadzeniem biopaliw  tzw. I generacji wyprodukowanych z surowców używanych w gospodarce żywnościowej tj. etanol z kukurydzym, zbóż itp, estry
z olejów jadalnych (rzepak itp)  a także i silników z odpowiednich firm stosujących technologie FFV (flexible fuel vehicle) używanych w Szwecji USA i Brazylii. Należy także nie zaniedbywać i uważnie obserwować rynek paliw tzw II generacji – z roślin nieużywanych w gospodarce, odpadów drewnianych etc.  Zainteresowanie użyciem paliw alternatywnych w lotnictwie USA odżyło na przełomie lat 90, choć wcześniej prace podjęto około 1980 roku w Baylor University. Wspomniany już prof. dr Max Shauck - dyrektor Centrum Rozwoju Lotniczych Paliw Odnawialnych Uniwersytetu Baylor w Teksasie prowadzi te prace wieloetapowo. Podczas prób silnikowych z etanolem stwierdzono wydłużenie się czasu przeglądu tzw. TBO niemal dwukrotnie, brak zjawiska detonacji. Modyfikacje dotyczyły jedynie układu paliwowego w celu zwiększenia przepływu paliwa w zależności od typu samolotu i stopnia sprężania od 10-19% rekompensującego zmniejszona wartość opałowa etanolu (27,2 MJ/kg wobec 44,2 MJ/kg dla benzyny lotniczej AvGas- tab. nr 1. Udowodniono, że etanol może być stosowany w silnikach o stopniu sprężania do 15, co obniża znacznie zużycie paliwa.

 

Tabela nr 1

Porównanie własności etanolu i benzyny lotniczej AvGas 100 LL
Własności paliwa lotniczego
Avgas 100LL
Etanol
Gęstość kg/m3
690 -790
789
Wartość opałowa MJ/kg
44.2
27.2
Liczba oktanowa motorowa [-]
100
112
Stechiometryczny stosunekpowietrza/paliwa [-]
14.7
9.0
Prężność par (RVP) kpa (w temp. 37.8oC)
38-48
16
Ciepło parowania MJ/kg
.34 -.35
.92
% tlenu m/m
0.0
34.7
Zawartość ołowiu g/l
0.56
-
Zawartość siarki ppm
500
-
 

Kompatybilność materiałów sprawdzał  Southwest Research Institute, San Antonio. Potwierdzono, ze standardowo stosowane elastomery w silnikach samolotowych są odporne na etanol, a wprowadzając dodatek DCI-11 ominięto konieczność anodowania niektórych typów zbiorników aluminiowych w samolotach. Z uwagi na niższą prężność, wyższe ciepło parowania etanol ma mniejsza skłonność do tworzenia korków parowych, ale stwarza problem z zimnym rozruchem. Problem zimnego rozruchu w temp poniżej 20 C ominięto stosując dodatkowy zbiornik na benzynę o poj. ok. 4l. Smarność etanolu jest nieco większa niż paliwa Avgas, co jest zjawiskiem korzystnym. W celu ustanowienia etanolu jako paliwa przeprowadzono w Baylor University badania
i zmodyfikowano 12 różnych konstrukcji samolotów przeprowadzając procedury certyfikacyjne zaaprobowane przez FAA. Samoloty uzyskały Suplemental Certificate Type (STC) na zasilanie etanolem. Potwierdzono obniżenie emisji spalin (Z uwagi na wersje tego samego silnika Lycoming 0 360, w kompozytowym samolocie Velocity,
jaki i samolocie I-23 „Manager” opracowanym w Instytucie Lotnictwa Prof. Max Shauck zaoferował Instytutowi Lotnictwa STC i współdziałanie w promocji etanolu jako paliwa lotniczego (promocyjna cena STC dla naszego samolotu I-23 „Manager” – 1000USD). Baylor University badał rózne biopaliwa na silnikach turbinowych. Były to mieszanki biopaliwa sojowego B100 z eterem ETBE i etanolem, zmieszanym z JetA i Biodiesel w ilości 5, 10, 15, 20 i 25 % . Stwierdzono spadek emisji NOx z 90 to 60 PPMV w trakcie przelotu , emisji HC 330 PPMV to 260 PPMV na biegu luzem.
Loty na samolocie Beechcraft King Air 90 fligh z mieszankami 20 Biodiesla /80 JetA1 potwierdziły dobre własności lotne samolotu i znaczne zmniejszenie zadymienia  Fot 4.

 

Fot.4 Ślady zadymienia spalin na samolocie King Air wg M. Shauck

 

Z uwagi na duże ilości paliwa lotniczego zużywanego w silnikach turbinowych,
a niedługo już także w lotniczych silnikach Diesel’a Baylor University uważa, że będzie
to miało znaczny wpływ dla rozwoju lotniczych biopaliw. Ostatnio 5.10.2007 roku
Prof. Shauck wraz z grupa pilotów Carol Sugars i Douglas Rodante odbył pierwszy lot na czechosłowackim odrzutowym samolocie “Aero L-29 Delfin” zasilanym 100% Biodieselem! Fot 5 Loty potwierdziły, że można latać na tym paliwie nawet na wysokościach 40 000 stóp przy znacznej redukcję NOx-ów. Prace Maxa Shaucka znalazły naśladowców w wielu ośrodkach badawczych obu Ameryk. Spektakularne akcje przeprowadza od roku 1993 Corn Utilization Council z Południowej Dakoty.

 

Fot. 5. I lot na 100% biopaliwie wg. M. Shauck

 

Specjalny zespół samolotów akrobacyjnych typu RV-3A zwany „Ethanol Powered Vanguard Squadron” zbudowanych i przygotowanych w tym stanie lata na przerobionych na etanol silnikach Lycoming 0 320. South Dakota State University prowadzi od 1996 roku interesujący program zastosowania biopaliwa lotniczego
I generacji nazwanego AGE 85 o liczbie oktanowej motorowej 106 i własnościach zbliżonych do czystego etanolu, zawierającego w swoim składzie 80 to 90 v/v % etanolu, 0.5 to 1.0 v/v % Biodiesla ,10 to 20 v/v% izomeratu pentanu o składzie Isobutane-1%, n-Butane-1%, Isopentane-53%, n-Pentane-4%, Dimethyl- butane-11%, Isohexane- 23%, n-Hexane-1%, Cyclohexane- 5 %.Certyfikaty STC na zasilanie paliwem AGE 85 uzyskało kilka samolotów. Prace w USA trwają. (Podobne prace prowadzi Instytut Lotnictwa używając aktualnie paliwa E85 produkcji firmy CropEnergies) Włączyły się w nie linie lotnicze komercyjne i siły powietrzne Stanów Zjednoczonych. Specjalny raport w sprawie paliw alternatywnych opracowała agencja NASA, przewidując jako paliwo II generacji paliwo z mikroalg. Wg agencji zagospodarowany mikroalgami obszar wielkości stanu Wisconsin (równy Belgii
w Europie) wystarczyłby na pokrycie zapotrzebowania całego światowego lotnictwa
na paliwo lotnicze typu JeatA1. Agencja DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency)
prowadzi specjalne programy biopaliwowe, w których uczestniczą General Electric Global Research, UOP LLC oraz Uniwersty of North Dakota Energy na ogólną sumę ponad 15 mln USD. Firma biorąca udział w tych projektach UOP LLC z grupy Honeywell Company opracowała usprawniony proces otrzymywania paliwa
z lnianki i jatrophy porównywalnego z paliwem JetA1- poniżej. (Wstępne prace nad paliwem z lnianki prowadzone były także w Instytucie Lotnictwa w latach 1992-94
przy współpracy z SGGW Warszawa i Z.A. Kędzierzyn Kożle, ale nie kontynuowano
ich z uwagi na brak zrozumienia dla finansowania tych prac nad biopaliwami
w lotnictwie w owym czasie).                                                                               

 

Tabela nr 2

Porównanie paliwa II generacji z lotniczym paliwem JetA1 wg UOP
Własność
JetA1
Jatropha
Lnianka
Wartość opałowa MJ/kg
42,8
44,3
44,1
Temp. zapłonu oC
38 min.
46
42
Temp. krystalizacji oC
-47
-57
-63,5
Koniec destylacji oC
max. 340
248
242
Gęstość kg/m3
775-840
749
753
 

Każdy miesiąc ostatnich lat przynosi rewelacyjne informacje o lotach na paliwach alternatywnych – oto kilka kilka charakterystycznych:

 

9.09.2006 – Boenig B-52 startuje z bazy Edwards Air Force Base na mieszance paliwa syntetycznego i standardowego paliwa JP8.

 

24.02.2008 - Virgin Atlantic i GE Aviation przeprowadziły I lot na samolocie Boeing B747 (Jumbo Jet) na biopliwie z oleju palmy brazylijskiej babassu i palmy kokosowej
nie przeprowadzając żadnych modyfikacji w układzie silnika i systemie paliwowym. Paliwo przygotowała amerykańska firma Imperium Renewables ze zwykłych plantacji tych palm. Wg niektórych specjalistów tak działające plantacje w Brazylii i Afryce mogą zlikwidować cały efekt cieplarniany wskutek dużej wydajności palm dających ok. 8 t paliwa z hektara.

 

31.05.2008 Swift Enterprices rozpoczyna próby naziemne na nowym paliwie syntetycznym z biomasy dla silników tłokowych.

 

7.01.2009 Amerykański Continental wykonał lot 2 godzinny lot zasilając jeden z dwóch silników Boeing 737-800 mieszanką 50-50 paliwa JetA i paliwa z Jatrophy i alg.

 

31.01.2009 Japoński Boening 747 –300 wykonał lot wokół portu lotniczego Haneda
z jednym silnikiem zasilanym paliwem syntetycznym z miesznki   lnianki (84 %) , jatrophy, (16 %) and alg (ponizej 1 %),

 

31 marca 2009 Williams International testował paliwo typu FT na silniku turbinowym FJ44-3 spalając 7,580 litrów paliwa w czasie 21h i wykonując 118 cyklów obciążenia.

Interesujące prace podjęto w Brazylii  w Departamencie Lotnictwa na Uniwersytecie
w Sao Paulo w roku 1995. Inż. Waterhouse wytypował wówczas do prób samolot PZL 26 „Mewa” z silnikami PZL Franklin produkowanymi wówczas w Rzeszowie. Nie doszło jednak do porozumienia z PZL Rzeszów, jak podają, na skutek „commercial problems”. Brazylijczycy zajęli się więc certyfikacją swojego samolotu EMB 202 Ipanema. Fot.6.

 

Fot.6. Etanolowy EMB 202 Ipanema wg Embraer Press

 

W 2004 roku firma Neiva (własność 100% Embraer) ze wsparciem ze strony agencji CTA (Centro Technico Aeroespacial) i firmy Textron Lycoming oraz Hartzell otrzymała certyfikat na samolot rolniczy EMB 202 Ipanema z silnikiem Lycoming 0 540-K1J5D zasilany etanolem, które zarejestrowano w Brazylii pod nazwa AvAlc, jak podawała prasa. W rzeczywistości, jak stwierdziła nasza misja techniczna, samoloty używają etanolu AEHC (92,6 -93,8 % etanolu) Silnik Lycoming o mocy 300 KM o zwiększonej dzięki etanolowi mocy o ok. 5% ma wydłużona trwałość o min. 20%-80 % i poprawione własności ekologiczne. Etanol jest 3 razy tańszy niż Avgas. Jest to  I na świecie samolot etanolowy produkowany seryjnie! EMB 202 otrzymał dwie najbardziej prestiżowe międzynarodowe nagrody w roku 2005: Scientific American 50 Award i Flight International Aerospace Industry Award w kategorii General Aviation za wybitne wdrożenie nowych alternatywnych technologii. Spowodowało to masowe nieoficjalne etanolu jako paliwa lotniczego. Jak podaje prasa i potwierdza wizyta techniczna Ilot i PZL, w Brazylii latają tysiące nie certyfikowanych samolotów innych producentów na tym paliwie, co stanowi poważny problem dla władz lotniczych. Brazylia ma druga po USA flotę „General Aviation” równą 14 000 samolotów! Planuje się certyfikację samolotów produkowanych w Brazylii znanych pod nazwą Sertanejo, Minuano, Carioca, Corisco, Neiva P-56, Cap-4, Piper PA-18, Seneca - Cessna 182 Skylane, Cessna 188 Avwagon!!! Brazylijczycy w trakcie wizyty polskich specjalistów Ilot i PZL przekazali komplet wymagań odnośnie certyfikacji naszych samolotów Dromader, produkowanych w PZL „Mielec”. Vice –Prezydent ds. Rozwoju i Przemysłu firmy Embraer Satoshi Yokota także informował, że tańsze i bardziej ekologiczne paliwo wydłuża czas pracy silnika oraz stanowi podstawę dla sukcesu na rynku krajowym oraz na rynkach zagranicznych, w krajach, które wprowadzą etanol jako paliwo lotnicze. Brazylijczycy prowadzą także badania na innych biopaliwach nie przesądzając ich użycia w samolotach komercyjnych. Dzięki informacjom z Brazylii i naszej  misji specjalnie zorganizowane konsorcjum (z udziałem Instytutu Lotnictwa) dostało z Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego środki na zastosowanie etanolu jako paliwa w naszych  samolotach rolniczych – realizacja z różnych powodów nie doszła do skutku.  Instytut Lotnictwa podjął jednak prace w tym obszarze, prowadząc miedzy innymi prace nad biopaliwem lotniczym E85. Wyniki badań już na wstępie potwierdzają dobre własności ekologiczne biopaliwa- stwierdzono spadek CO o 67%, HC o 81 % przy wzroście NOx
o 40% ale przy niskim jego poziomie. Ostatnio Instytut Lotnictwa jest współorganizatorem i partnerem akcji wspierającej o akronimie CoopAIR-LA, która jest pierwszym lotniczym projektem pomiędzy Ameryką Łacińską i Europejskim 7 Programem Ramowym w lotnictwie. Projekt ten będzie między innymi korzystał z doświadczeń brazylijskich w obszarze biopaliw w lotnictwie i ukierunkowywał wspólne strategiczne przedsięwzięcia.

 

Podsumowując przedstawiony proces wprowadzania rożnych biopaliw do lotnictwa
na świecie można stwierdzić, że podejmowane wysiłki badawcze, loty demonstracyjne jak i wzrastająca liczba eksploatowanych samolotów, potwierdzają ich walory, takie jak poprawa własności eksploatacyjnych, wyrażającą się w wydłużeniu czasu eksploatacji silników i aparatury paliwowej, obniżeniu emisji gazów cieplarnianych, wzrostem mocy silników, przy niewielkiej ilości zmian. Potwierdza się fakt, ze na szczęście dla lotnictwa, istnieje duża ilość różnych biopaliw, które będą podlegały naturalnemu procesowi selekcji i optymalizacji. Interesującą dla Polski wizją jest paliwo otrzymywane z lnianki, rośliny niewybrednej z punktu widzenia wymagań glebowych, choć zapomnianej w uprawie od XIX wieku. Trzeba wyraźnie podkreślić, że zwiększanie udziału biopaliw
w lotnictwie światowym w tym i w Polsce, nie powinno być dylematem,
a koniecznością ze strategicznego punktu widzenia.

 

Bibliografia  

  1. Aviation Fuels Technical Review – 2006, Chewron Corporation

  2. Biofuels in the European Union - a Vision for 2030 and beyond “ Report of Biofuels research Advisory Council 2006

  3. Ethanol(AEHC) Certification in Brazil. Instituto de Fomento e Coordenacao Industrial

  4. Neiva’s Ipanema crop duster wins Scientific American Award - Embraer news, December 28, 2005

  5. Daggen D. Hendrikks R.C. Walther R. Corporan E. ‘Alternative Fuels use in Commercial Aircraft” NASA/TM-2008-214833, ISABE-2007-1196

  6. Energetyka zrównoważona środowiskowo dla Europy . Broszura Dyrekcji Generalnej ds. Energii i Transportu, Bruksela IX,2005

  7. Helder D.- AGE 85 Aviation Grade Ethanol, South Dakota State University

  8. http://www.boeing.com/news/releases/2008/q1/080225c_nr.html

  9. http://www.biodiesel.org/resources/faqs/

  10. http://news.bbc.co.uk/2/hi/uk_news/7259004.stm

  11. http://www.davidstrahan.com/blog/?p=153

  12. http://www.greenflightinternational.com/gallery1.htm

  13. http://www.aeroalcool.com.br/english/history.htm

  14. http://www.baylor.edu/bias/index.php?id=5302

  15. Mack J.H., Flowers D.L., Aceves S.M., Dibble R.W  Direct Use of Wet Ethanol
    in a Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI) Engine: Experimental
    and Numerical Results University of California at Berkeley

  16. Pągowski Z. “New perspectives for biofuels in aviation” KONES 2003

  17. Pągowski Z. “Potencjalne możliwości zastosowania biokomponentów w silnikach lotniczych” Prace Instytutu Lotnictwa nr 183/2005

  18. Renevable Jet Process, UOP

  19. Shauck M. E. “ RAFDC’S Turbine Engine Emission Testing Program” Baylor University, Waco, USA

  20. Shauck M.E. Zanin M.G. “Certification of aircraft engine on ethanol fuel” Baylor University, Waco, USA

  21. Shauck M.E. Zanin M.G. “The present and Future Potential of Biomass Fuels
    in Aviation” Baylor University, Waco, USA

  22. Shauck M.E. Zanin M.G. ”Certification of Cessna 152 on 100% ethanol” Baylor University, Waco, USA

  23. “The Facts : Ethanol, corn, food” American Coalition for Ethanol (ACE)- 2008

  24. Zanin G. Olson L.V.“The Green Airport program & The international Flight Academy on Biofuels” Green Skies aviation & environment conference, Sydney, November, 2007

 

Summary

In the paper there are presented results of  usage in aircraft biofuels for piston and turbine engines, considering serious demonstrational projects in the USA, Brazil and Poland in Institute of Aviation thanks to contacts with leading world biofuels research centers, as Baylor University Renewable Aviation Fuels Development Center in Texas, USA, European Union coordinating action Aeronet III, and latest developments of Embraer Company in Brazil. The article deals with some results on air pollution of biofuels.  Paper suggests necessity of starting strategic  biofuels program for global aviation. It seems, that Poland, potentially one of the largest biofuel producers in Europe, for economic, ecologic and technical reasons should undertake this strategic challenge too.

 

 

Zbigniew PĄGOWSKI

Instytut Lotnictwa

 

Referat opublikowany w monografii; “WSPÓŁCZESNE DYLEMATY BEZPIECZEŃSTWA - TEORIA I PRAKTYKA” wydanej przez Wydawnictwo Naukowe Wyższej Szkoły Bezpieczeństwa i Ochrony w Warszawie, Warszawa 2009


 

Materiał wydrukowany z portalu PRTL.pl