SOUČASNOST A BUDOUCNOST VÝROBY PLASTŮ

SOUČASNOST A BUDOUCNOST VÝROBY PLASTŮ Ing. František Vörös: Sdružení EPS ČR, kancelář Na Cukrovaru 74, Kralupy nad Vltavou, mail: [email protected] Česká technologická platforma – plasty, Dělnická 12, 170 00, Praha 7 1) ÚVOD Výroba plastů v primární formě je spolu s petrochemií integrální součástí chemického průmyslu. Ten zaznamenává nebývalé změny z hlediska surovinové báze, udržitelnosti, která je považována za 3.průmyslovou revoluci, a regionů [1,2]. Významné chemické firmy – Bayer, BASF, Evonik, Henkel, Lanxess a Solvay vyhlásily v roce 2013 iniciativu „Společně pro udržitelný rozvoj (TFS)“. 2) CHEMICKÝ PRŮMYSL GLOBÁLNĚ Podle posledních údajů evropského sdružení chemických výrobců CEFIC [3] zaznamenal obrat chemických výrobků v roce 2012 rekordní výše 3,127 miliard Eur, přičemž přesvědčivě dominuje Čína, následovaná EU a severní Amerikou - obr.č.1.

Obr.č.1- Světový obrat produktů chemického průmyslu v roce 2012 dle regionů. Zdroj CEFIC.

Evropská unie však postupně ztrácí podíl na světovém chemickém průmyslu - obr.č.2 - při výrazném nárůstu v Číně a zbytku Asie.

Obr.č.2 – Srovnání podílů chemického průmyslu v jednotlivých regionech v letech 2002 - 2012. Zdroj CEFIC.

TVIP 2014, 23. - 25.4.2014, Hustopeče

Přitom evropský chemický průmysl, stejně jako světový, patří mezi 3 nejvýznamnější průmyslové sektory. Typické pro chemický průmysl je vysoký inovační potenciál, vyšší energetická náročnost, udržitelný rozvoj a nejregulovanější výroba – emise, REACH a další. 3) CHEMICKÝ PRŮMYSL V EU Nejdynamičtěji se rozvíjejícím sektorem chemického průmyslu EU je petrochemie a polymery každý s 24% podílem – viz.obr.č.3. Tyto produkty úspěšně překonaly i krizové období.

Obr.č.3 – Podíl jednotlivých sektorů chemického průmyslu v EU na obratu v letech 2009 a 2010

Snižování energetické náročnosti chemické výroby v rámci udržitelnosti je trvalým jevem. Roční dynamika růstu chemického průmyslu EU v období 1990 – 2011 dosáhla v průměru 2,3% při průměrném ročním poklesu energetické spotřeby. Měrná spotřeba energie na jednotku produkce tak v tomto období poklesla průměrně o 3,1% ročně – viz.obr.č.4.

Obr.č.4 – Indexy růstu chemické výroby, spotřeby energií a energetické investice v EU za období 1990 – 2011. Zdroj CEFIC.

Dominantní roli v evropském chemickém průmyslu hraje Německo s 28,9%, ČR se podílí 1,4% - obr.č.5.

TVIP 2014, 23. - 25.4.2014, Hustopeče

Obr.č.5 – Podíl jednotlivých států EU na chemickém průmyslu v roce 2012. Zdroj CEFIC.

4) UDRŽITELNOST VS. BŘIDLICOVÝ PLYN Ceny energií a vstupních surovin jsou klíčovým prvkem konkurenceschopnosti chemického průmyslu. Z tohoto pohledu Evropa výrazně zaostává za USA a Blízkým východem. Břidlicová revoluce v USA a snaha EU o zvýšení výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů způsobily, že ceny elektřiny a plynu v USA jsou výrazně nižší než v EU – obr.č.6.

Obr.č.6 – Cenové trendy plynu a elektřiny pro průmysl a domácnosti v EU a USA v období 2005 – 2012. Zdroj EK.

Lídři evropského chemického průmyslu, apelují na EK k řešení cen energií s ohledem na zhoršenou konkurenceschopnost, zejména s USA. CEO firmy BASF dr.Bock vystoupil v listopadu 2013 na tiskové konferenci v Londýně s tím, že chemické firmy v Německu budou platit 400 mil.Eur za rok jako příspěvek na obnovitelné zdroje, pokud by byla zrušena dosavadní výjimka pro více než 2000 firem. Tuto výjimku prověřuje EK z hlediska nedovolené podpory. Přimlouval se o urychlení těžby břidlicového plynu, neboť jinak bude muset přistoupit k převedení chemických provozů mimo EU[4]. O nezbytnou podporu evropského chemického průmyslu požádal v březnu 2014 dopisem na p.Barrosa představitel

TVIP 2014, 23. - 25.4.2014, Hustopeče

dalšího chemického giganta firmy Ineos p. Ratcliffe[17]. Za toxický koktejl v EU považují vysoké ceny energie, „zelené daně“, vysoké ceny surovin v souvislosti se zpožděním v těžbě břidlicového plynu. „Břidlicová revoluce“ je nesprávně spojována pouze s možnostmi využití břidlicového plynu v energetice a s USA[1,4]. Podle studie Americké energetické agentury EIA došlo v USA ke zvýšení těžby břidlicového oleje z 0,2 mil.barelů v roce 2000 na 1,9 mil.barelů v roce 2012. Významně je ovlivněna surovinová báze pro petrochemii. V údajích o technicky těžitelných zásobách břidlicového plynu zaujímá USA až 4.místo po Číně, Argentině a Alžíru. Další výhled těžby břidlicového plynu v USA je patrný z obr.č.7.

Obr.č.7 – Těžba konvenčního a nekonvenčního plynu a ropy v USA v milionech barelů ropného ekvivalentu za den v období 1980 – 2035. Zdroj IEA.

Přestože žádný evropský stát nefiguruje v prokázaných zásobách mezi světovou desítkou, kapitáni chemických koncernů volají o urychlení těžby. Princip těžby je patrný z obr.č.8.

Obr.č.8 – Schematické znázornění frakování a potenciálních environmentálních rizik.

TVIP 2014, 23. - 25.4.2014, Hustopeče

Několik stovek článků k dané problematice lze nalézt na www.shallgaseurope.com. O využití břidlicového plynu v chemii je možno se dočíst na webech: www.chemanager-online.com nebo www.icis.com. Americká Society of Plastics Engineers (SPE) pořádala koncem února 2014 konferenci „The Polyolefine Renaissance“, na které zaznělo šest klíčových přednášek o příznivých dopadech břidlicového plynu na průmysl polyolefinů. EK zpracovala počátkem roku 2014 první návrh postupů k ekologickým možnostem těžby břidlicového plynu. ČR to má jednoduché – v koaliční smlouvě ČSSD, ANO a KDU-ČSL si průzkum zakázala. 5) PETROCHEMIE A PLASTY V období 2011 – 2030 má růst světová chemická produkce v průměru o 4,5% ročně a docílit obratu 6,3 triliony Euro. Do roku 2050 se má zvýšit obrat světového chemického průmyslu proti roku 2010 čtyřnásobně na 14,9 trilionů USD[5]. Podíl Evropy má klesat, když se stane z druhého největšího trhu až pátým. Do roku 2050 se má stát světovým lídrem Čína následovaná Indií, USA a Brazílií. Nastane éra megaspolečností s obraty 150 – 250 miliard USD. Dojde ke změně vstupních surovin, přičemž růst bude především spotřeba břidlicového plynu a surovin rostlinného původu. Evropa bude zaostávat. Světová petrochemie, včetně výroby plastů se podílí 37% na obratu chemického průmyslu. Největší nárůsty v petrochemii zaznamená region Asie – Pacifik o 45%. Čína spotřebuje 25% produkce v roce 2018. Deset největších petrochemických firem se dnes podílí z 49% na světovém petrochemickém trhu. Ke kapitalizaci výhod břidlicového plynu v USA se plánuje investovat 100 miliard USD, v rámci 148 nových výroben, z toho 7 miliard USD na zvýšení produkce plastů o 25%. To přispěje ke zvýšení exportu plastů ze současného podílu 20,5% na 35% v roce 2013. Přímá zaměstnanost se zvýší o 55 tis.míst v následných sektorech o 267 tis.míst[6]. Nejdůležitějším petrochemickým produktem je etylen, jehož celosvětová spotřeba má vzrůst ze 120 mil.tun (2010) na 500 mil.tun v roce 2050 (16). K dosažení tohoto cíle se očekává výstavba 500 nových zařízení s průměrnou kapacitou etylenu 800 tis.tun/rok, přičemž dojde k uzavření starších a menších stávajících jednotek. V Evropě by se mělo postavit 10 nových jednotek, i když výroba etylenu klesá - viz obrázek č.9.

Obr.č. 9 – Výroba etylénu v Evropě v období 1993 – 2013. Zdroj Evropská asociace výrobců petrochemických produktů (APPE).

TVIP 2014, 23. - 25.4.2014, Hustopeče

V listopadu 2013 publikoval server Polyglote [7] informace o výrobnách monomerů a polymerů ze 79 států. Celkem 2371 společností provozuje 4357 závodů na výrobu 537,1 mil.tun monomerů a 298,5 mil.tun plastů. V projektové a realizační fázi do roku 2018 jsou nové jednotky s kapacitou 261,6 mil.tun. Kanadská firma Nova zahájila slavnostně v Ontariu 16.1.2014 provoz krakovací jednotky etanu o kapacitě 800 tis.tun etylenu z břidlicového plynu. Ještě dále pokročil americký Exxon, který koncem roku 2012 zahájil, na krakovací jednotce v Singapuru, jako první na světě, přímé krakování ropy na petrochemické produkty. Kapacita je 1mil.tun/rok a následná výroba má kapacitu 1,4 mil.tun polymerů a elastmerů. Proces snižuje materiálové náklady, spotřebu energií a emise CO2. Výrobní náklady etylenu v USA klesly v období 2005 – 2012 na polovinu a marže dosahují nejvyšších hodnot ve srovnání s ostatními regiony – viz.obr.č.10. Evropa ztrácí dech – za posledních pět let se uzavřelo 16 rafinerií a letos budou následovat další. Budoucnost mají především velké a modernizované rafinerie s dobrou strukturou produktů. Z tohoto pohledu jsou ohroženy produkce rafinerií v Kralupech a Litvínově. Probleskla i zpráva [8], že PKN Orlen má údajně prodat litvínovský chemický komplex, pod nímž leží 500 mil.tun uhlí, k jeho těžbě uhlí.

Obr.č.10 – Regionální marže etylenu v období 2011 – 2013 v Evropě, USA a Asii. Zdroj ICIS

Plasty hrají signifikantní roli v udržitelném rozvoji, když napomáhají rozvoji společnosti, přispívají k vyšší zaměstnanosti a mají ekologické přínosy. Přibližně 16% aplikací plastů je natolik inovativních, že je nelze nahradit jinými materiály. Podle údajů z Plastics Europe vzrostla světová výroba plastů v roce 2012 o 2,9% na 288 mil.tun – viz.obr.č.11, přičemž Evropa stagnuje.

TVIP 2014, 23. - 25.4.2014, Hustopeče

Obr.č.11 – Světová výroba plastů v období 1950 – 2012. zdroj Plastics Europe

Evropa ztratila již v roce 2008 vedoucí regionální roli, když Čína v současnosti vyrábí 23,9% plastů a Evropa s regionem NAFTA mají přibližně stejný podíl – kolem 20% - obr.č.12.

Obr.č.12 – Světová výroba plastů v roce 2012 dle regionů. Zdroj Plastics Europe.

Pro rok 2020 se prognózuje 400 mil.tun a v roce 2050 by se mělo jednat již o 700 mil.tun. Spotřeba plastů v Evropě se bude v roce 2020 pohybovat okolo 60 mil.tun, v ČR přes 1,2 mil.tun. V publikaci [2] jsem provedl podrobnější rozbor jednotlivých typů komoditních plastů, dále inženýrských plastů a specialit. Z něj vyplývá, že nové výrobní kapacity komoditních plastů se budou pohybovat kolem 800 tis.tun u PE, 500 tis.tun u PP, 400 tis.tun u PVC, 300tis.tun u PS, 150 tis.tun u EPS. Menší jednotky se budou postupně uzavírat. To se v Evropě projeví nulovým nárůstem výroby do roku 2014 – obr.č.13 a tím, že Evropa se stane z čistého exportéra plastů čistým importérem – obr.č.14. Příznačný pro situaci chemického průmyslu je článek „Evrope´s Dinosaur Destiny“ [9].

TVIP 2014, 23. - 25.4.2014, Hustopeče

Obr.č.13 – Plánované nové kapacity výroben komoditních plastů (PE, PP, PVC,PS – EPS – ABS) v období 2012 – 2017 v jednotlivých světových regionech. Zdroj ICIS (20)

Obr.č.14 – Bilance export – importu komoditních plastů v roce 2017 v jednotlivých světových regionech. Zdroj ICIS (20)

6) PLASTY V ČR Dlouhodobější koncepce rozvoje českého chemického průmyslu chybí. Lze vážně pochybovat, zda a v jaké kondici přežije český chemický průmysl rok 2050. Z výše uvedených údajů a z následující tabulky plyne, že budoucnost českých výroben komoditních plastů je kritická. Tabulka I – Kapacity výroby komoditních plastů v ČR. Zdroj SCHP ČR – ing. Svoboda.

Název firmy

RPA UNIPETROL

Synthos Kralupy

Spolana Neratovice

Produkt

Kapacita

HDPE

330 000 t/rok

PP

275 000 t/rok

EPS

90 000 t/rok

GPPS

30 000 t/rok

HIPS

48 000 t/rok

PVC

130 000 t/rok

Celkem

903 000t/rok

V závěru publikace [2], psané počátkem roku 2013, jsem uvedl:

TVIP 2014, 23. - 25.4.2014, Hustopeče

„Udržitelný rozvoj petrochemie se stává prioritou v aktivitách firem. Součástí procesu se stane i vytváření větších a ekonomicky silných průmyslových celků. To umožní financování inovačních a investičních aktivit a hledání levnějších surovin. Hlavní aktivity a realizace větších a větších investičních celků probíhají v Asii a v USA. Motorem jsou i levnější energie a suroviny, zejména z těžby břidlicového plynu. USA má v těžbě 5 – 10tiletý náskok před ostatními regiony.Menší energeticky náročnější výrobní jednotky budou nahrazovány většími. Evropa ztrácí konkurenceschopnost. Středoevropský region má v oblasti výrob primárních plastů velkou šanci v postupné integraci refinérsko-petrochemických komplexů v Polsku, Česku, Slovensku, Maďarsku a Rakousku. Polsko by do tohoto komplexu mohlo přispět levným břidlicovým plynem, neboť je nejdále v Evropě z hlediska jeho průzkumu. Jeho těžba před rokem 2020 je však málo pravděpodobná. Na ČR by v kontextu této nové strategie mohla některá část výroby připadnout. Pokud k tomu nedojde nemají české výrobny primárních plastů šance do roku 2050 přežít“. Naši potomci si asi budou muset nechat o domácí výrobě komoditních plasty pouze vyprávět. Řešení pro budoucnost české chemie, zejména výroby plastů, vidím v těchto oblastech: -

Větším využitím domácích surovinových zdrojů v rámci biotechnologií. Např. německý chemický průmysl v roce 2011 využíval 18,7 mil.tun fosilních surovin, ale i 2,7 mil.tun biomasy. Zajímavé náměty pro tuto alternativu publikoval Bunčík[12]. Bioplasty a dřevoplastové kompozity se zatím podílejí po 1% na celkové výrobě plastů, avšak roční růsty vykazují dvojciferné hodnoty [13,14].

-

Výrobou speciálních polymerů, a to jak na bázi rostlinné, tak na bázi komoditních plastů. Např. firma BASF oznámila intenzifikaci výroby 1,4 butandiolu během 2 let najetím jednoty, na bázi obnovitelného zdroje fermentací cukru na 650 tis.tun. Následně bude vyráběr350 tis.tun polytetrahydrofuranu (PTF). Lanxess bude ze stejného produktu vyrábět Bio-Polybutylenterefatalát. Obě firmy využijí produkt pro polyuretany.

-

Obecně se uvádí, že na každého výrobce komoditních plastů navazuje min. 7 kompaunderů, kteří upravují tyto plasty pro speciální aplikace (antistatika, barvy, plniva, retardéry hoření aj.). Je nutno připravovat další rozšíření těchto producentů i v ČR.

-

Vyšším využitím odpadních plastů cestou mechnických recyklací na původní plasty nebo na speciality. V současné době zakopáváme ročně (sládkujeme) odpadní plasty v hodnotě 5 miliard Kč [15]. Přitom se připravují opatření na úrovni EU k zákazu skládkování po roce 2020 [15,16].

7) ZÁVĚR Fúze a akvizice ve světovém chemickém průmyslu budou pokračovat v dalším období ve větším rozsahu, když v roce 2013 proběhlo 45 takovýchto aktivit. Totéž se týká uzavírání zastaralých výroben, většinou s nízkými kapacitami. Evropští výrobci petrochemických produktů na bázi nafty jako výchozí suroviny budu po tlakem dovozu levnějších produktů z Blízkého východu a severní Ameriky. Ani zvýšení importních cel polyolefinů od 1.1.2014 z 3,0% na 6,5% příliš evropským výrobcům nepomůže. Novým kapacitám, jako je komplex výroben PE a PP v Ruwais (Abu Dhabi) s kapacitou 2,5 mil.tun polyolefinů nebo komplex Borouge 3 s kapacitou olefinů a polyolefinů 4,5 mil.tun, z toho 960 tis.tun PP je šance spíše ponurá [10]. Ještě kritičtější se jeví situace ve střední Evropě, kde se banky zdráhají financovat navrhované nízkokapacitní jednotky[11].

TVIP 2014, 23. - 25.4.2014, Hustopeče

LITERATURA: [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17]

Vörös, F., Udržitelné plasty – část I: Suroviny pro jejich výrobu, Plasty a kaučuk, 50, 2013, č.9-10, str. 265 Vörös, F., Udržitelné plasty – část II: Výroba a spotřeba, Plasty a kaučuk, 50, 2013, č.11-12, str. 331 The European chemical industry, Facts & Figures 2013, www.cefic.org, leden 2014 VÖRÖS, F., Udržitelné plasty – část V: Odpady z pohledu aplikací a typů plastů, Plasty a kaučuk, 51, 2014, č.5-6, (připraveno k publikaci) Cayuela, V., R., The Future of the Chemical Industry 2050, www.chemanageronline.com, 6.6.2013 Anonym: „U.S. Shale – Gas-Linked Chemical Projects Reach USD 100 Billion, www.chemanager-online.com, 27.2.2014 www.polyglobe.net, www.pieweb.com, 8.11.2013 Anonym: Za limity nejdříve po roce 2035, Pro-Energy, 2012, č.3, str.62 Richardson, J., Europe´s Dinosaur Destiny, www.icis.com/blogs/asian-chemicalconnestions, 8.3.2014 Naylon, L., Outlook 2014: Europe PE, PP players expect little improvement, www.icis.com, prosinec 2013 Conroy, W., Outlook 2014: CEE petchems face anxious wait over cheap imports, www.icis.com, leden 2014 Bunček, M., Biotechnologie v České republice, Chemagazín, 23, 2013, č.5, str.8 Vörös, F., Udržitelné plasty : Bioplasty, Plasty a kaučuk, 49, 2012, č.11-12, str.324 Vörös, F., Udržitelné plasty : Dřevoplastové kompozity, Plasty a kaučuk, 50, 2013, č.34, str.68 Vörös, F., Využito více odpadních plastů, Odpady, 2013, č.12, str.27 Vörös, F., Identiplast 2013 – opět pro zákaz skládkování odpadních plastů do roku 2020, Odpadové fórum, 2014, č.3, str.28 Dede, W., European Chemical Industry Going Down the Drain, Says Ineos Cheirman, www.chemanager-online.com, 10.3.2014

Publikace vznikla v rámci projektu 5.1 SPTP02/044 „Plasty“, dotovaného v rámci OP Podnikání a inovace.

TVIP 2014, 23. - 25.4.2014, Hustopeče