Szénhidrogénipari technológia

Átírás

1 Szénhidrogénipari technológia Holló András, Krár Márton MOL DS Innováció BME Budapest december 3.

2 12. Előadás ( ) Működési környezet Autóipari trendek Szabályozási környezet Alternatív üzemanyagok 2

3 Működési környezet 3

4 Feladat: a környezet elemzése 4

5 Gazdasági válság 5

6 Challenges of the European Oil Industry Gasoline surplus, diesel shortage Strict marine fuel regulation Crude supply problems Poor profitability, shrinking spreads Limited export possibilities Overcapacity, old refineries New competitors Extreme energy prices, costs Decarbonisation of transportation, biofuels, ETS Non- crude oil based transportation modes Efficiency improvement of customers 6

7 Gasoline surplus, diesel shortage in EU Source: JBC Energy

8 Az EU üzemanyag igénye 8

9 Answers of the oil industry to the economic crisis Source: MOL Product Knowledge Center 9

10 Driving forces of fuel quality development at MOL EU energy politics, health & environment emission regulation fuel and biodirectives, standards complex environment MOL Group fitting responses new engine technologies, aftertreatment solutions & increasing demand Automotive industry high level additivisation based on the automotive industry requirements modern refinery technologies production of excellent quality base fuels careful utilistaion of high quality biofuels 10

11 Kettős hajtású termékfejlesztés Technológiai és piaci hatások MÉRNÖKI AKTIVITÁS TECHNOLÓGIAI R&D Kommunikáció Kereszt-funkciónális csapatépítés PIACI AKTIVITÁS PIACI KUTATÁSOK TERMÉK KONCEPCIÓ MEGALKOTÁSA TERMÉKFEJLESZTÉS Termékek tesztelése és bevezetése 11

12 Autóipari trendek 12

13 Vehicles per 1000 people in selected markets Source: IEA

14 Hogyan fog kinézni egy gépjármű 2020-ban? 14

15 2020? 15

16 A jelen és jövő technológiái 16

17 Efficiency improvement of customers ffr 17

18 GDI Engine

19 Gasoline additives - Effect of performance package II 19

20 Comparison of technology deployment rates in the EU

21 Opportunities and constraints for electrical cars Major driving force is the 3,5-times lower fuelling price (taxation difference) Major drawbacks include: price, long recharging period, distance between two re-fuelling is still short approx. 200km state-of-the art, grid bottlenecks 21

22 Elektromos gépjárművek típusai 22

23 Hatótáv költségek különböző meghajtásokra Hatótáv (km) HEV PHEV EV a ICE Battery Range Battery Cost Prius Volt LEAF Tesla Akkumulátor Költség Ezer EURO ICE = Internal Combustion Engine, HEV = Hybrid Electric Vehicle, PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle Feltételezések: 2.4 mérföld hatótáv / kwh; $1,000 / kwh akkumulátor költség A költség és költség csökkenés adatok a NAS PHEV tanulmányból származnak (2009) 23

24 Elektromos gépjárművek térhódítása 24

25 CO 2 emissions from new cars Source: Towards low carbon transport in Europe, Communicating transport research and innovation, 2012

26 IEA 2008 Cost Curve on CO2 abatement cost Marginal cost (USD/t CO 2 ) Source: IEA End-use efficiency Power sector Transport: electricity and hydrogen vehicles Industry fuel switching and CCS Transport: 2 nd gen Biofuels (maybe) CO 2 emissions reduction (Gt CO 2 /yr) 500 BLUE Map Technology Pessimism Technology Optimism

27 Szabályozási környezet 27

28 EU üzemanyagokra vonatkozó előírásai Auto Oil 1 Emissions Directive 98/69 Fuels Directive 98/70 Auto Oil 2 Environmental Parameters 01/01/2000 Revision proposal for Directive 98/70 Directive 2003/17 Review process Biofuels Directive 2003/30/EC Sulfur for gasoline and diesel fuel, arom. for gasoline 01/01/ % market 10 ppm sulfur 01/01/2009 Environmental parameters, 10ppm S 01/01/2005 NEW Fuels Directive (FQD) 2009/30 Renewable Energy Directive (RED) 20/20/ /28/EC PAH for diesel: 8% MMT decrease for gasoline 01/01/ EN 228:1993 (gasoline) EN 590:1993 (diesel) EN 228:1998 EN 590:1998 EN 228:1999 EN 590:1999 EN 228:2004 EN 590:2004 EN 228:2008 EN 590:2010 EN (FQMS) EN (sampling) EN (FAME) 28

29 Az "Auto Oil 1" program hatása az emisszióra 120 % CO 2 emission continues to be a problem! CO Benzene NOx Diesel particle VOC CO2 SO2 29

30 2007 Statistical overview EU Transport The transport CO2 emissions have increase in the past now representing about 19,5 % of all GHG emissions GHG emissions by sector GHG emissions from Transport Source: DG MOVE 30

31 A kőolajipar szabályozási környezete CAFE Levegőtisztaság és szennyező anyag szabályozások PRTR NEC Hulladék szabályozások hulladék direktíva LCP D IPPC BREF/BAT ETS RED Megújuló energiák Irányelv Üzemanyag minőségi szabályozások FQD Üzemanyag minőség Irányelv Hulladék Keret Direktíva Felszíni Vizek Direktíva Talaj Direktíva Környezetvédelmi Kötelezettség Direktíva IMO Tengeri hajózás REACH 31

32 EU Climate and Energy Package A reduction in EU greenhouse gas emissions of at least 20% below 1990 levels 20% of EU energy consumption to come from renewable resources A 20% reduction in primary energy use compared with projected levels, to be achieved by improving energy efficiency Each EU member state (MS) has a national renewable target for 2020 Each MS sets its renewable roadmap to reach 2020 target 32

33 CO 2 kibocsátás, közlekedési szektor Kúttól a Kerékig (Well to Wheels) 1-4% 8-10% 1% 85% Kitermelés Finomítás Logisztika Felhasználás Forrás: JEC, Well to Wheels Study Kőolajfinomítás Múlt Kőolajfinomítás Jövő CO2 kibocsátás 150% 125% 100% 75% Alapeset 2000 CO 2 kibocsátási trendek egy nagy konverziójú (DC/FCC) finomítóban Termékminőség Igények Energia hat. növelés Jelenlegi helyzet A finomító CO 2 kibocsátásának növekedése Source: MOL Group CO2 kiboscátás (Mtpa) Alapeset 2005 Új üzemanyagok, termékek akár 50% kal növelhetik a finomító GHG kibocsátását 2020 ra Termékmin Igény Vállalt hatékonyság növ Lehetséges TM változás Kis kéntartalmú nem közúti üzemanyagok Kis kéntartalmú üzemanyagok a tengeri Minőségi előírások kielégítése miatt a finomítók komplexitását közlekedésben növelni kellett az elmúlt 10 évben. Kis többgyűrűs szénhidrogén tartalom Megnövekedett kőolaj felhasználás és maradék feldolgozás Nagy konverzió / maradék feldolgozás Energiahatékonyság növelése csökkentette a kibocsátást. Source: CONCAWE 33

34 Lehetséges megoldás? Alternatív (bio) üzemanyagok? 34

35 35

36 Az alternatív üzemanyagok típusai 36

37 Gáz halmazállapotú üzemanyagok 37

38 Mi az elgázosítás? Gasification is commercially proven process that converts hydrocarbons, such as heavy oil, petroleum coke, and coal into hydrogen and carbon monoxide (synthesis gas). Synthesis gas (SynGas) can be used as a fuel to generate electricity or steam or used as a basic chemical building block for a large number of uses in the petrochemical and refining industries. Gasification adds value to low- or negative-value feedstocks by converting them to marketable fuels and products. 38

39 Szintézisgáz felhasználása Refinery technology profiles gasification and supporting technologies 39

40 Bioüzemanyagok 40

41 Miért van szükség bioüzemanyagokra? Vidékfejlesztés Ellátásbiztonság CO2 csökkentés 41

42 Motiváció a bioüzemanyagok alkalmazására Megújulók irányelv (RED) Kibocsátáskereskedelmi rendszer felülvizsgálatáról szóló irányelv (ETS) EU Klíma Csomag ETS hatályán kívüli ágazatok kibocsátásmérséklésével kapcsolatos terhek megosztása Új Emisszió Kereskedelmi Rendszer (ETS) 2013 tól 10 e% megújuló részarány a közlekedésben 2020 ra 6% Üvegház hatású gáz (GHG) kibocsátás megtakarítási cél az üzemanyagokra 2020 ra Üzemanyag minőségi irányelv (FQD) CO 2 leválasztás és tárolási irányelv (CCS) Személygépkocsik CO 2 kibocsátása ÜHG kibocsátás megtakarítási küszöb és fenntarthatósági kritériumok a bioüzemanyagokra 6% GHG kibocsátás megtakarítási cél az üzemanyagokra Dízel üzemanyag Jellemző életciklus GHG kibocsátás: 84 g CO 2 eq/ MJ fuel 2 8 Kitermelés Termékelőállítás Logisztika Üzemanyagok 2020 ban 1 73 Felhasználás % ~ 5 gco 2 eq/mj üzemanyag g CO2eq/MJ GHG kibocsátási küszöb a bio üzemanyagokra Fosszilis üzemanyagok Repceolaj alapú biodízel Szójaolaj alapú biodízel Napraforgóolaj alapú biodízel 35% 50% g CO 2 eq/mj 2011 től 2017 után 42

43 EU Climate Package PC regulation EU Climate Package regulates emissions of 130 g CO2/km for new passenger cars (95 g CO2/km as of 2020) achieved through the engine improvements: CO2 emissions for each new passenger car determined according to the formula based on vehicle s mass Only a certain share (65% in 2012, 75% in 2013 and 80% in 2014) of each manufacturer s newly registered cars is taken into account for the calculation of overall GHG emissions this share will increase to 100% in 2015 Cars emitting less than 50 g CO2/km counted as 3.5 cars in 2012 (2.5 cars in 2014, 1.5 cars in 2015 and one car in 2016) Special emission targets for E85 fuelled cars under certain conditions Car producers may form a pool for the purposes of CO2 reduction target 4 3

44 Első generációs bioüzemanyagok Világ bioetanol kapacitás, 2010: 95.7 milliárd liter Világ biodízel kapacitás, 2010: 57.2 milliárd liter Forrás: Global Biofuels Center 44

45 Production of bioethanol Feedstock: sugar cane sugar beet potato corn wheat fruits vegetable waste Production from: sugar starch cellulose 45

46 Bioetanol tulajdonságai, mint motorhajtóanyag Előny: Oxigéntartalmú keverőkomponens Nagy oktánszám Nagyobb sűrűség Kevesebb NO x emisszió Megújítható energiaforrás, keményítőtartalmú alapanyagból (esetleg cellulóz) Hátrány: Vízérzékenység Tömítés károsítása Kenőképesség romlás Fokozott korrozivitás Erős oldószer szűrő eltömődés veszély Kis fűtőérték Élelmiszer alapanyag 46

47 Flexible fuel vehicle (FFV) features 47

48 Mi is az a biodízel? 48

49 Biodízel Alapanyagai: növényi olajok (EU-ban jellemzően: repce, napraforgó, de lehet pálma, szója, stb.) Használt sütőolaj Metanol kell az előállításhoz 49

50 Másodgenerációs bioüzemanyag-fejlesztések Biobutanol Cellulóz alapú ethanol FT szénhidrogének Metanol DME HVO Kapacitás, millió liter Pilot/Demo Kereskedelmi Pilot/Demo Kereskedelmi Pilot/Demo Kereskedelmi Észak-Amerika Ázsia és Óceánia Európa Source: Global Biofuels Center 50

51 Hidrogénezett növényolajok (HVO) Alkalmazástechnikai előnyök Nagy energiatartalom Kőolajalapú dízelekkel azonos energiatartalom Magas cetánszám Jó hidegfolyási tulajdonságok Jó hidegindíthatóság Kevesebb szűrőeltömődési probléma Jó víztűrőképesség Tiszta motoralkatrészek Nagyobb teljesítmény és nyomaték Kisebb üzemanyag fogyasztás, kevesebb káros anyag kibocsátás, CO 2 kibocsátás Hosszabb motorolaj-élettartam Olajhígulás nincs Utóátalakító katalizátor élettartamának javulása Kiváló tárolási stabilitás 51

52 Example of AXENS on future fuels

53 Jövőkép? Gondolkodjuk és számoljunk!

54 Köszönöm a figyelmet! ahollo@mol.hu 54