Vysoká škola technická a ekonomická Ústav technicko-technologický Výpočet a deklarace emisí skleníkových plynů nákladní silniční dopravy ve společnosti GW Logistics a.s. Autor diplomové práce: Pavel Fábera Vedoucí diplomové práce: doc. Ing. Marek Vochozka, MBA, Ph.D. žCílem diplomové práce je návrh softwarové aplikace pro výpočet a deklaraci spotřeby energie a emisí skleníkových plynů z nákladní silniční dopravy. žPraktické ověření výpočtu bude provedeno ve společnosti GW Logistics a.s. na konkrétní přepravě. Cíl práce 2 > Metodika výpočtu EN 16258 3 žWtW – energie a emise vznikající při výrobě a spotřebě paliv nebo elektrické energie. žWtT - energie a emise vznikající při výrobě paliv nebo elektrické energie. žTtW - energie a emise vznikající při spotřebě paliv nebo elektrické energie. ž Life Cycle Assessment (LCA) Well–to–Wheel WtW Well-to-Tank (WtT) Tank-to-Wheel (TtW) Výroba vozidla Výroba energie Provoz vozidla Recyklace Metodika výpočtu EN 16258 4 žoxid uhličitý (CO2) žmetan (CH4) žoxid dusný (N2O) žfluorid sírový (SF6) žhydrogenované fluorovodíky(HFCs) žpolyfluorovodíky (PFCs) ž GHG plyn Chemické zkratka Životnost v atmosféře [rok] Potenciál globálního ohřevu Oxid uhličitý CO2 50-200 1 Metan CH4 12 (+/-3) 21 Oxid dusný N2O 120 310 Fluorid sírový SF6 3200 23900 HFC’s HFC-23 CHF3 264 11700 HFC-32 CH2F2 5.6 650 HFC-41 CH3F 3.7 150 HFC-125 C2HF5 32.6 2800 Uhlíkový ekvivalent CO2e 5 žSkleníkové plyny jsou přepočítány na agregované průměrné emise v jednotkách uhlíkového ekvivalentu CO2e. žTento výpočet počítá s rozdílnou schopností plynů vyvolávat skleníkový efekt a rozdílnou životností v atmosféře. Přestože CO2 nemá nejvyšší schopnost vyvolávat skleníkový efekt, stále se jedná o nejvýznamnější antropogenní skleníkový plyn. žMultiplatformní aplikace žUživatelsky přívětivá žDostupná žMožnost propojení s firemní databází žSnadné výstupy a porovnání výsledků žS možností dalšího rozvoje žPro komerční a nekomerční využití ž Návrh softwarové aplikace 6 žghgemissions.cz žNávrh vstupního formuláře žNávrh výstupní deklarace ž Realizace aplikace 7 Ověření výpočtu ve společnosti GW Logistics a.s. 8 žVýsledky výpočtů spotřeby energie a produkce emisí skleníkových plynů na trase z Aschaffenburgu do Domoradlic. Použité palivo motorová nafta s 6% podílem biosložek. žVýpočet well-to-wheels energetická spotřeba Ew • Ew (VOS) = F (VOS) x ew • Ew (VOS)= 169 x 44.2 = 7469.8 MJ žVýpočet tank-to-wheels energetická spotřeba Et • VOS Et (VOS) = F (VOS) x et • Et (VOS)=169 x 35.7 = 6033.3 MJ žVýpočet well-to-wheels emisí skleníkových plynů Gw • VOS Gw (VOS) = F (VOS) x gw • Gw (VOS)=169x3.16 = 534.04 kgCO2e žVýpočet tank-to-wheels emisí skleníkových plynů Gt • VOS Gt (VOS)=F (VOS) x gt • Gt (VOS)=169 x 2.51 = 424.19 kgCO2e ž Energetický faktor Emisný faktor skleníkového plynu Směs nafta/bionafta Tank-to-wheels (et) Well-to-wheels (ew) Tank-to-wheels (gt) Well-to-wheels (gw) % bionafty v objemu MJ/l MJ/l kgCO2e/l kgCO2e/l 6 % 35.7 44.2 2.51 3.16 Ověření výpočtu ve společnosti GW Logistics a.s. 9 Motorová nafta se 6% biosložky Délka trasy [km] Spotřebované palivo [l] Hmotnost nákladu [kg] Ew [MJ] Et [MJ] Gw [kgCO2e] Gt [kgCO2e] 582 169 17251 7469.80 6033.30 534.04 424.19 Modifikace motorového vozidla společnosti GW Logistics pro provoz na 100% bionaftu FAME 10 žZajištění technických informací výrobce pro modifikaci vozidla. žVyčerpání palivové nádrže. žVýměna palivového filtru uzpůsobeného pro provoz na FAME. žZměna softwaru v řídící jednotce motoru EDC. ž 11 ž žVýsledky výpočtu spotřebované energie a produkce emisí skleníkových plynů při použití 100% bionafty FAME. žVýpočet well-to-wheels energetická spotřeba Ew ž Ew (VOS) = 184 x 68.5 = 12604 MJ žVýpočet tank-to-wheel energetická spotřeba Et ž Et (VOS) = 184 x 32.8 = 6035.2 MJ žVýpočet well-to-wheel emisí skleníkových plynů Gw ž Gw (VOS) = 184 x 1.92 = 353.28 kgCO2e žVýpočet tank-to-wheels emisí skleníkových plynů Gt ž Gt (VOS) = 184 x 0 = 0 kgCO2e ž Energetický faktor Emisný faktor skleníkového plynu Druh paliva Tank-to-wheels (et) Well-to-wheels (ew) Tank-to-wheels (gt) Well-to-wheels (gw) MJ/l MJ/l kgCO2e/l kgCO2e/l Bionafta 32.8 68.5 0 1.92 Ověření výpočtu ve společnosti GW Logistics a.s. Provoz vozidla na 100% bionaftu FAME 12 Bionafta FAME Délka trasy [km] Spotřebované palivo [l] Hmotnost nákladu [kg] Ew [MJ] Et [MJ] Gw [kgCO2e] Gt [kgCO2e] 596 184 16830 12604.00 6035.20 353.28 0.00 Ověření výpočtu ve společnosti GW Logistics a.s. Provoz vozidla na 100% bionaftu FAME Porovnání výsledků 13 Energetická náročnost výroby paliva v závislosti na snižování emisí skleníkových plynů 14 Objemový podíl biosložek na naftě [%] 0% 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9% 10% 15% 20% 50% 85% 100% TtW et [MJ] 3590 3590 3580 3580 3580 3570 3570 3570 3570 3560 3560 3540 3530 3440 3330 3280 WtW ew [MJ] 4270 4300 4320 4350 4370 4400 4420 4450 4480 4500 4530 4660 4790 5560 6460 6850 TtW gt [kgCO2e] 267 264 262 259 256 254 251 248 246 243 240 227 214 134 40 0 WtW gw [kgCO2e] 324 323 321 320 319 317 316 315 313 312 311 304 298 258 212 192 WtT [MJ] 680 710 740 770 790 830 850 880 910 940 970 1120 1260 2120 3130 3570 Děkuji za pozornost 15 1.Má otázka směřuje spíše k budoucnosti aplikace. Přemýšlel jste nad jejím širším komerčním uplatněním? Pokud ano, nastiňte cílový segment zákazníků a strategii průniku na tento trh. Otázky vedoucího práce doc. Ing. Marek Vochozka, MBA, Ph.D. 16 1.Prečo ste vybrali pre voľbu paliva nákladných vozidiel v aplikácii len palivá popísané na stranách 33 a 34? Chýbajú tam palivá ako LPG a CNG, ktoré sú využívané najmä pri vozidlách kat. N1 a CNG stále viac už aj pri N2 a N3. Otázky oponenta práce Ing. Jaroslav Mašek, Ph.D. 17 2.Má nejaký vplyv emisný limit vozidla (EURO 1 - 6) na produkciu CO2? Uvažuje s tým Vaša aplikácia? Otázky oponenta práce Ing. Jaroslav Mašek, Ph.D. 18 Rok/norma CO [g/km] NOX [g/km] HC + NOX [g/km] PM [g/km] 1992 I 3,16 – 1,13 0,18 1996 II 1,00 – 0,70* 0,08** 2000 III 0,64 0,50 0,56 0,05 2005 IV 0,50 0,25 0,30 0,025 2009 V 0,50 0,18 0,23 0,005 2014 VI 0,50 0,08 0,17 0,005 Emisní norma EURO omezuje pouze množství oxidu uhelnatého (CO), uhlovodíků (HC), oxidů dusíku (NOx) a množství pevných částic (PM). * 0,90 pro motory s přímým vstřikováním paliva ** 0,10 pro motory s přímým vstřikováním paliva 3.V návrhu popisujete vhodnosť zavedenie použitia biopalív pri znižovaní ekologických dopadov činnosti podniku. Myslíte si však, že trojročné obmieňanie vozidiel, a citujem: ” mírné zvýšení spotřeby paliva, úpravu vozidel na provoz s biopalivem, výrazné zkrácení servisních intervalů výměny oleje v motoru a palivových filtrů” skutočne zníži záťaž na životné prostredie? Zaoberá sa vedenie firmy aj LCA faktorom? Otázky oponenta práce Ing. Jaroslav Mašek, Ph.D. 19