Aplikace nestandardních biopaliv ve vznětových motorech

Ing. Petr Zeman

Doctoral thesis

Application of non-standard biofuels in diesel engines

Abstract:

Práce pojednává o problematice obnovitelných zdrojů energie a využití nestandardních biopaliv: biobutanolu, dimethyleteru, vodíku, hydrogenovaných rostlinných olejů aj. jako biopaliv pro aplikace ve spalovacích motorech. Teoretická část se zabývá vymezením přehledu současného stavu problematiky kapalných biopaliv. V práci jsou hodnoceny vlastnosti a parametry fosilních paliv a biopaliv pro aplikace ve vznětových motorech. Cílem práce je ověření možností využití zkoumaných biopaliv a standardizace biopalivových směsí. Směsi biopaliv s konvenčními palivy jsou porovnávány s klasickou motorovou naftou. Sledovány jsou palivářské charakteristiky, dopady na životní prostředí a v případě vodíku i ekonomika. Metody práce vycházely z platných normovaných předpisů pro testování kapalných biopaliv v souladu s platnými normami (EN 590). Výzkum probíhal na půdě ČZU v Praze a výzkumném ústavu ORLEN UniCRE a.s. v Litvínově, včetně jejich laboratorního a měřícího vybavení. Práce pokračuje vysvětlením technických požadavků a norem pro biopaliva a navazuje státní politikou vůči obnovitelným zdrojům všeobecně. Experimentální část je složena z publikovaných článků na témata různých aplikací alternativních biopaliv. Analyzovány jsou jednotlivé směsi těchto nestandardních biopaliv a jejich vlastnosti a dále standardizace běžných paliv na kvalitativní úrovni tak, aby nebyla zapotřební konstrukční úprava vozidel. Předložená práce navrhuje biopalivové směsi tak, aby odpovídaly požadavkům standardů v rámci platných norem pro fosilní paliva. Aplikace nestandardních biopaliv otevírá možnosti využití i v rámci cirkulární ekonomiky a rovněž pozitivně přispívají v dnes tolik diskutované problematice snižování emisí skleníkových plynů a uhlíkové stopy.

Abstract:

The work deals with the issue of renewable energy sources and the use of non-standard biofuels: biobutanol, dimethyl ether, hydrogen, hydrogenated vegetable oils, etc. as biofuel for applications in combustion engines. The theoretical part deals with the definition of an overview of the current state of the liquid biofuels issue. The work evaluates the properties and parameters of fossil fuels and biofuels for applications in diesel engines. The goal of the work is to verify the possibilities of using the investigated biofuels and the standardization of biofuel mixtures. Blends of biofuels with conventional fuels are compared with conventional diesel fuel. Fuel characteristics, environmental impacts and, in the case of hydrogen, the economy are monitored. The work methods were based on valid standardized regulations for testing liquid biofuels in accordance with valid standards (EN 590). The research was conducted at the ČZU in Prague and the research institute ORLEN UniCRE a.s. in Litvínov, including their laboratory and measuring equipment. The thesis continues with an explanation of the technical requirements and standards for biofuels and continues with the state policy towards renewable resources in general. The experimental part is composed of published articles on the topics of various applications of alternative biofuels. The individual mixtures of these non-standard biofuels and their properties are analyzed, as well as the standardization of conventional fuels at a qualitative level so that structural modification of vehicles is not required. The presented work proposes biofuel mixtures to meet the requirements of the standards within the valid standards for fossil fuels. The application of non-standard biofuels opens up possibilities for use within the framework of the circular economy and also contributes positively to today's much-discussed issue of reducing greenhouse gas emissions and the carbon footprint.

Keywords

biopalivo, bionafta, hydrogenovaný rostlinný olej, hydrogenace, vodík, nafta, spalovací motor, dimethyleter

Keywords

biofuel, biodiesel, hydrotreated vegetable oil, hydrotreating, hydrogen, diesel, internal combustion engine, dimethyl ether

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 1. 2023

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Vladimír Hönig, Ph.D. Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Doctoral programme:
Agricultural Chemistry