Původně jsem chtěl tento text zveřejnit až jako součást výsledků testů sady vlastní konstrukce (která je zatím ve stadiu příprav), avšak ropný šok, který nás postihl koncem minulého týdne a počátkem víkendu, vyvolal i diskusi o alternativách fosilních paliv. Většina oficiální pozornosti se upírá k vodíku, který však není skutečným zdrojem energie, ale pouze formou jejího uložení. Čas od času však probleskne na veřejnost informace o dalším perspektivním zdroji paliva.
Tímto zajímavým palivem je rostlinný olej (dále v textu budeme rostlinným olejem myslet zejména olej řepkový, který poskytuje nejvyšší výhřevnost a je také v našich zeměpisných šířkách nejlépe vyrobitelný a tedy nejlevnější). Málo se ví, že původní dieselův motor byl poháněn olejem z burských oříšků – a vznětový motor zůstal schopen provozu na neupravený rostlinný olej dodnes. To však v žádném případě neznamená, že na něj můžeme začít zítra jen tak z čistajasna jezdit, zase tak jednoduché to není.
Rostlinný olej je v současné době výrazně levnější, než motorová nafta. To je způsobeno zejména absencí spotřební daně, méně pak nižší sazbou daně z přidané hodnoty. K výrobě rostlinného oleje, narozdíl od motorové nafty, nepotřebujeme ze země čerpat ropu, nepodporujeme tedy tím, že na něj jezdíme, arabské ropné šejky (a islámské fundamentalisty), ale naopak tuzemské zemědělce (a domácí pěstitele). Lisovat z řepky olejky olej je možné i v domácích podmínkách – což jeho zdanění sice nebrání, ale efektivní výběr této daně činí téměř nemožným.
Z hlediska vlivu na životní prostedí je vliv rostlinného oleje diskutabilní. Při spalování rostlinného oleje se neuvolňují žádné oxidy síry. Nezávislé testy [1] ukazují, že rozdíly v emisích CO, CO2, NOx, uhlovodíků i pevných částic při spalování rostlinného oleje a motorové nafty jsou závislé na motoru, u testovaného motoru TDI od VW vycházely emise těchto látek kromě NOx vždy horší (a to například u CO a pevných částic několikanásobně) oproti motorové naftě, u druhého testovaného motoru (Peugeot) vycházely kuříkladu emise CO2 stejně, jako při spalování motorové nafty, emise NOx naopak hůře a emise pevných částic dokonce lépe. Nelze tedy jednoznačně říci, že spalování rostlinného oleje v současných naftových motorech životní prostředí zatěžuje více či méně, než spalování motorové nafty – pochopitelně kromě skutečnosti, že spalování rostlinného oleje je vůči ekosystému CO2 neutrální (obdobně jako při spalování jakékoli jiné biomasy). Test však odhalil jednu zajímavou vlastnost – vždy se snížila spotřeba paliva.
Uvedené problémy jsou samozřejmě způsobeny nedokonalým spalováním paliva. Současné vznětové motory nejsou primárně určeny ke spalování rostlinného oleje a proto jej spalují pochopitelně hůře, než motorovou naftu, kupříkladu by bylo vhodné zvýšit kompresní poměr až někam k hodnotě 24:1 – 28:1, což ale, jak si v dalším textu řekneme, není při upravování současných vozidel možné. Nicméně jsem přesvědčen, že konstrukce motoru, který plně využije potenciál rostlinného oleje jako paliva jak z hlediska ekonomického, tak i enviromentálního, je možná.
Další zajímavou vlastností je vyšší bezpečnost rostlinného oleje jako paliva oproti motorové naftě. Rostlinný olej má vyšší bod vzplanutí (okolo 200 °C oproti 80 °C u nafty), je plně biologicky odbouratelný a není karcinogenní.
Teď ty méně pozitivní vlastnosti – předně, rostlinný olej je za normálních okolností méně tekutý než motorová nafta. Tato skutečnost byla dlouhou dobu považována za zásadní problém a tak se největší pozornost zaměřila na úpravy oleje tak, aby vykazoval podobné parametry, jako má motorová nafta. Procesem zvaným reesterifikace se za přítomnosti metanolu a hydroxidu draselného z řepkového oleje odseparuje glycerin a vzniká bionafta, resp. to, co známe pod názvem surová bionafta nebo metylester řepkového oleje (MEŘO). Ta se pak v poměru cca 30 : 70 mixuje s normální naftou a získáte to, co si u benzínové pumpy můžete koupit pod názvem Setadiesel, Biodiesel nebo Bionafta. Tato chemická úprava však není zadarmo a tak vás litr doma vyrobené bionafty bude stát kolem 40 Kč a jen osvobození od spotřební daně, nízká sazba DPH a dotace výroby MEŘO nám před vstupem do EU umožňovaly jezdit na bionaftu lacinější než normální nafta. Navíc bionafta, obsahující 70% normální nafty, nás nezbaví závislosti na ropě.
Ale existují i další způsoby, jak viskozitu oleje snížit. První z nich může být smíchání s motorovou naftou. To řeší zdánlivě problém viskozity. Neřeší ale další problém a tím jsou mastné kyseliny v oleji – tedy, ony nám ty mastné kyseliny zase až tolik nevadí, pokud je motor během několika desítek milisekund spálí. Co nám vadí, to je skutečnost, když tyto mastné kyseliny (olejová, linolová a linolenová) zůstanou ve vstřikovacím čerpadle a spalovacím prostoru motoru, kde mají tendenci korozivně působit na kovové části a tvořit pryskyřice a jiné usazeniny, což nelze než považovat za nežádoucí.
Ano, bylo by možné olej mísit s naftou jen po určitou dobu, v době, kdy je zahřátý motor a v před ukončením běhu motoru jej vyčistit tím, že jej necháme několik minut běžet na naftu. To nás ale přivádí k myšlence, proč viskozitu snižovat mísením, když ji lze jednoduše snížit prostým zahřátím oleje na 70 – 80 °C a pak motor pohánět čistě jen rostlinným olejem. Současné komerční sady pracují přesně na tomto principu – vozidlo má dvě nádrže, nafta je obvykle v té přidané menší nádrži s kapacitou kolem 20 litrů, olej v původní velké nádrži. Olej se zahřívá chladící vodou, v některých případech se přidává ještě elektrické předehřívání oleje. Startujeme na naftu, počkáme, až se motor zahřeje, přepne se (ať už manuálně nebo automaticky) na olej a několik minut před dojetím do cíle cesty přepínáme zpět na naftu za účelem vyčištění motoru od mastných kyselin.
Dalším nebezpečím je riziko znehodnocení olejové náplně motoru. Všichni víme, že motor nejvíce trpí a je nejhůře mazán v době, kdy ještě není zahřátý. Pokud se nám dostane palivový olej, který je ve studeném stavu poměrně tuhý, přes pístní kroužky do maziva, hrozí zadření motoru. Palivo se do maziva může dostat (pomineme-li případné praskliny v hlavě válců či bloku motoru) zejména netěsnícími pístními kroužky, z nichž (a ze stěn válců) se tímto stává poměrně kritická část motoru. Pokud si nejsme jistí, je nezbytné alespoň často kontrolovat olejovou náplň a to nejen její množství, ale i stav (tuhost oleje za studena). Na druhou stranu, horký olej je lepším lubrikantem nežli nafta a tedy je zde teoretická šance, že vám pístní kroužky a stěny válců vydrží déle a také že se sníží třecí odpor mezi kroužky a stěnami válců, což vede ke snížení mechanických ztrát a tedy k růstu výkonu a/nebo snížení spotřeby (jak ostatně ukázaly výše uvedené testy; další snížení spotřeby způsobuje vyšší výhřevnost řepkového oleje oproti motorové naftě).
Mastné kyseliny a viskozita jsou také důvod, proč nelze doporučit zkoušet jezdit na olej bez úprav vozidla a proč ani nezkoušet mixovat naftu s olejem. Disponujete-li vstřikovacími čerpadly Bosch nebo Nippon Denso, máte velkou šanci, že motor ustojí vaše experimenty s méně tekutým olejem bez úhony, avšak pro čerpadla systému Lucas/CAV může být takový pokus smrtící (totéž platí i pro systémy Common Rail). Dalším problémovým místem je palivový filtr a elektrické palivové čerpadlo u nádrže vozidla, které nemají dostatečnou propustnost. Na druhou stranu moje zkušenosti říkají, že motor, který je ještě v 1600 otáčkách při provozu na naftu podtočený, při provozu na olej běží hladce již od 1400 otáček.
Komerční sady, dostupné v ceně kolem 500 – 700 GBP, tyto problémy řeší. Jsou vyvinuty speciální filtry, přidává se další palivové čerpadlo. Řada sad ovšem neřeší tuhost oleje v zimním období, což ukazuje na skutečnost, že je vhodné systém doplnit i o vyhřívání palivové nádrže. Sady dále obsahují elektromagnetické ventily pro přepínání paliva (dva třícestné nebo čtyři dvoucestné, protože nesmíme zapomenout na to, že druhou hadicí se palivo vrací zpátky do nádrže), přídavnou nádrž, hadice, kabely a samozřejmě díl nejdůležitější – tepelný výměník. Nicméně 700 liber je pro našince pochopitelně nesmyslně mnoho, zvláště když je každému jasné, že podobnou sadu lze vyrobit v podstatě na koleně.
Přestavět na olej lze obecně každý vznětový motor, včetně turbomotorů, motorů nákladních aut, lodí, lokomotiv, generátorů atd, úprava je vždy stejně triviální. A jaká je životnost? To nikdo pochopitelně neví. Jsem ochoten však věřit tomu, že výsledky budou lepší, než při přestavbách zážehových motorů na LPG.
[1] D.Lance, J.Anderson: Final report of test programme to evaluate emissions performance of vegetable oil on two light duty diesel vehicles.
Další zdroje:
P.Polanecký, D.Rychtařík: Vliv bionafty na životní prostředí
DieselVeg.
(Zatím nikdo nehlasoval)