Bio- és biotartalmú motorhajtóanyagok alkalmazástechnikája jó ez nekünk és jó ez a motoroknak? Dr. Zöldy Máté – Dr. Holló András – Dr. Krár Márton – Thernesz Artur MOL DSD T MOL DSD Termékfejlesztés ékf jl té
Tartalomjegyzék
Üzemanyag fejlesztés hajtóerői EU klímacsomag és hatása EU klímacsomag és hatása Üzemanyag Direktíva Megújuló Direktíva g j
Alternatív és bioüzemanyagok Előnyök és hátrányok Előnyök és hátrányok
MOL csoport eredményei Elsőgenerációs bioüzemanyagok El ő á ió bi ü k Másodgenerációs fejlesztések
Ö Összefoglalás, jövőkép f l lá őké
1. Miért kell alternatívákat keressünk?
Paradigmaváltás: kettős hajtású termékfejlesztés Technológiai és piaci hatások
MÉRNÖKI AKTIVITÁS TECHNOLÓGIAI R&D
PIACI AKTIVITÁS Kommunikáció
PIACI KUTATÁSOK
Kereszt-funkciónális csapatépítés TERMÉK KONCEPCIÓ MEGALKOTÁSA
TERMÉKFEJLESZTÉS
Termékek tesztelése és bevezetése
4
Termékfejlesztési tevékenység a MOL-ban Vevői elvárások, elvárások igények, problémák
Fenntarthatósági g kritériumok
Termékfejlesztés e é ej es tés Szabványok, törvényi előírások
Ellátás, mennyiségi i é igények k
Technológiai lehetőségek, fejlesztések 5
Kőolajipar EU és nemzetközi szabályozási környezete Levegőtisztaság és szennyező anyag szabályozások
CAFE
PRTR IPPC
LCP‐D
ETS
BREF/BAT
NEC
RED Megújuló energiák Irányelv
Hulladék szabályozások
Üzemanyag y g minőségi szabályozások
FQD
hulladék direktíva
Üzemanyag minőség Irányelv
Hulladék Keret Direktíva
Felszíni Vizek Direktíva
IMO Környezetvédelmi Kötelezettség Direktíva
Tengeri hajózás
REACH Talaj Direktíva
6
4,6-ról 13,0%-ra kell növelni a megújuló energia arányát
2010 Az
KÖZLEKEDÉS
üzemanyag felhasználás 4 e% -aa bioüzemanyag a közúti közlekedésben
2020
energia felhasználás 10 e% -aa megújuló energia legyen Az
a közlekedésben
Életciklus szemlélet az üzemanyag irányelvben FAJLAGOS üvegházi gázkibocsátás gCO2eq/MJ Petrol Diesel LPG CNG Crude Production
1–4%
Refining
8 – 10 %
Distribution & retail
1%
WELL TO TANK 15% (production) CONCAWE
Combustion of unit of energy
85% TANK TO WHEEL 85% (consumption)
Az üzemanyag forgalmazó jelenti, hogy melyik üzemanyagból mennyit adott el és azoknak mekkora a fajlagos kibocsátása. Ehh az EU kidolgoz egy számítási Ehhez á ítá i módszert ód té és jjelentési l té i követelményeket. 2020-ra 6%-os csökkentési kötelezettség. g
Életciklus elv a bioüzemanyagoknál
Életciklus szemlélet Új követelmények a bioüzemanyagokkal szemben:
fenntarthatóság
Legalább 35% üvegházi gázelkerülés (50% 2017 üvegházi gázelkerülés (50% 2017‐től). től). Az alapanyagok nem származhatnak védett területekről. Nem növelhető a termőterület erdők, rétek rovására. Be kell tartani a „Jó Mezőgazdasági Gyakorlatot ó ő d á i k l ”.
A bizonyítási eljárás az üzemanyag forgalmazóknál záródik.
Az üzemanyagok minősége a közeljövőben
BENZIN Közeljövőben E10 Legalább 2013 Legalább 2013‐ g ‐ig E5 és E10 g
DÍZEL
7 tf% 7 tf% FAME FAME PAH határértéke 8 tf% PAH határértéke 8 tf% 2011‐‐től minden gázolaj S 2011 től minden gázolaj S‐‐tartalma 10 ppm
2. Alternatív motorhajtóanyagok alkalmazása, motor-üzemanyag harmonizálásának útjai 1. Megoldás
2. Megoldás
A hajtóanyag illesztése a motorhoz
A motor illesztése a hajtóanyag
Észteres, katalikus átalakítások, ETBE Bekeverések
Hagyományos motorkonstrukciók Ipari megoldás
Speciális p motorok Elsbett, etanolmotor, gázmotor Átalakított motorok motorok, Egy- és kéttankos megoldások
Tiszta növényi olaj Vizes vagy finomított etanol Biogáz Helyi, lokális megoldások
Motor- és üzemanyag Roadmap Belsőégésű motor folyamatos fejlesztése (ICE) új technológiai megoldások új technológiai megoldások (downsizing, változtatható sűrítés) (downsizing változtatható sűrítés) új égéstechnikák alkalmazása (HCCI/CAI)
Járműfejlesztések hibridizáció üzemanyagcella
Új i f á k Új energiaforrások FFV – E85 H2 elektromos áram XtL (biomass, coal, gas)
Biodízel
Átészterezett növényi olaj Speciális nyersanyagbázis Speciális nyersanyagbázis 100 liter nyersolajból ~97 liter biodízel Közvetlen anyagköltség 1%
Közvetlen energiaköltség
8%
Közvetlen üzemi költség
91%
(10.000 t/év termelés esetén)
Biodízel tulajdonságai sűrűség (g/ml)
lobbanáspont ((°C) C)
kinematikai viszkozitás (mm2/s; 20°C)
gázolaj
0,82‐0,845
>55
2‐8
40‐44
>51
biodízel(RME)
0,86‐0,90
>110
6,3‐8,1
37,2
>51
repceolaj
0,91
317
97,7
40,5
44‐51
szójaolaj
0,92‐0,93
330
63,5
39,7
38,5
• • • • • •
nagy sűrűség magas cetánszám kevesebb NOx emisszió zárt CO á kl 2 ciklus HC/korom emisszió magas minőség függ az alapanyagtól minőség függ az alapanyagtól
fűtőérték cetánszám (MJ/kg) (MJ/kg)
Magyarország
2007. június elsejétől már 4,4 százalékos biodízel tartalmú gázolaj tartalmú gázolaj 2009. július 1.‐től: B7 szabvány B10 várható 2‐3 éven távlatában, összetétele áh ó é á l áb é l kérdéses
Bioetanol tulajdonságai, mint motorhajtóanyag Kis fűtőérték Nagy oktánszám Nagyobb sűrűség K Kevesebb NO bb NOx emisszió i ió Zárt CO2 ciklus
• • • • •
Vízérzékenység Gumi károsítása Kenőképesség Korrozivitás Eltömítési veszélyy
Etanol előállítás folyamata
E5+ alkalmazástechnika az autógyárak nem adnak garanciát rá szükséges adaptív motorvezérlés a tulajdonságainak kihasználásához (ld FlexFuel Vehicles) kihasználásához (ld FlexFuel Vehicles) rézalkatrészeket korrodálhatja (elektro‐korrozió) hidegindítási nehézségek (katalizátor, tél) g g ( , ) szelepek hőterhelését megnöveli, csökkentve az élettartamukat csökkenti a motorolaj élettartamát ökk ti t l j él tt t át károsítja műanyagot, gumikat fázisszétválást okoz fázisszétválást okoz
Jármű átalakítás: Gyári és utólagos átalakítók összevetése autógyár
E85 jóváhagyásai
E10 jóváhagyás
FFV járművek módosításai
1.6 1 6 102 LE 102 LE 2.0 TSI 180 LE
minden jármű minden jármű
üzemanyagrendszer, tömítések, tank üzemanyagrendszer tömítések tank elektronika programozása hengerfejben szelepülék módosított
Jellemző gyári gy jármű FFV modellek FFV modellek minden jármű minden
átalakítások: üzemanyagrendszer, FFV modellek minden jármű tömítések tömítések, tank Peugeot 308 elektronika BioFlex programozása programozása, Saab gyertyák, PioPower injektorok Citroën C4 BioFlex
10.06.2010
benzinszivattyú, gumivezetékek, az üzemanyag‐elosztó cső,a fúvókák benzinszivattyú gumivezetékek az üzemanyag E85 át l elosztó E85 átalakítók kítókcső a fúvókák számítógép programozása
jellemző módosításai: elektronika üzemanyagrendszer,rozsdamentes acélcsövek, más anyagú és méretű befecskendező fúvókák rozsdaálló benzinszivattyú befecskendező fúvókák, rozsdaálló benzinszivattyú, más hőértékű injektorokmás hőértékű gyertyák, módosított szelepülékek, speciális benzinszintjelző hőmérséklet jeladó szelepek, szelepülékek, befecskendezők, pillangószelep, motorvezérlő elektronika átprogramozva, más az üzemanyag szűrő és ‐szivattyú elektronika átprogramozva, más az üzemanyag szűrő és szivattyú benzinszivattyú, gyújtógyertyák, motorvezérlő elektronika átprogramozva szelepek és szelepfészek (speciális acélból), gyújtógyertyák (hideg típusú) , üzemanyag befecskendezők (megnövelt hozam, optimális alkoholtűrés), alumínium pillangószelep‐ház, speciális BOSCH befecskendező‐vezérlőegység és szoftver, az üzemanyag tartályhoz kapcsolódó üzemanyagszűrő, üzemanya‐szivattyú + szintmérő modul (4,2 bar nyomás, optimalizált alkoholtűrés)
Fehér töltők vevőtalálkozó
19
Második generációs biodízelek
Alapanyagok: elsősorban nem élelmiszeripari növényi olajok elsősorban nem élelmiszeripari növényi olajok használt sütőolaj fehérjék cellulóz fehérjék, cellulóz
Technológia: BtL (elgázosítás) hidrogénezés
Tulajdonságok: rendkívül magas cetánszám, jó oxidációs és tárolási stabilitás
CO2 kiboc C csátás csö ökkentésének költtsége USD D/t CO2
A CO2 kibocsátás költség-hierarchiája Ap politikai erőknek ezekre a területekre kellene fókuszálni
Közepes CO2 csökkentési ökk té i költség: energetika Negatív CO2 csökkentési költség: hatékonyságjavítás 21
Magas CO2 költség: bioüzemanyagok
Extra költség: elektromos autó
Csökkentési potenciál, CO2 Gt
Utólagos adalékolás Utólagos adalékolás „varázsszerekkel” benzin 8‐12 benzin 8 12, dízel 10 dízel 10‐15 15 adalékot tartalmaz adalékot tartalmaz kompatibilitás vizsgálatok szükségesek kompatibilitás hiányában nem hogy nem javít hanem ronthat kompatibilitás hiányában nem hogy nem javít, hanem ronthat is az utólag bekevert adalék (inkompatibilitás néha azonos gyártó két különböző funkciójú adaléka között is!)
Összegzés Szabályozási környezet… … komplex rendszer, amely meghatározza a fejlesztési keretrendszert … szabályzók a CO2 semleges üzemanyagok részarányát támogatják bál ók l k é á á á ák … előírják bioüzemanyagok bekeverését
Alternatív hajtóanyagok Alternatív hajtóanyagok… …alkalmassá tehetők a motorokban való felhasználásra moderált részarányban …tisztán, nagy részarányban alkalmazva a motor és az ti tá é á b lk l t é üzemanyagrendszer optimálását igénylik … a biodízel (FAME) tartalom várhatóan nem emelkedik 7térf% fölé az autógyártók jelenlegi állásfoglalása alapján a gázolajban ó á ók l l állá f l lá l á á l b … a bioetanol 5 térf%‐nál nagyobb alkalmazása különleges körültekintést és gondosságot kíván meg ... a társadalmi költségeket tekintve drága megoldás a bioüzemanyag, cél az olcsóbb CO2 kibocsátás megvalósítása
Köszönöm a figyelmet!
[email protected]
