Vývoj a vzájemn. jemná konkurence automobilového. automobily. 57. sjezd chemických společnost. ností 2005

Vývoj a vzájemná konkurence automobilového benzínu a motorové nafty jako rozhodujících paliv pro automobily Ing.Josef SVÁTA, Ing.Hugo KITTEL, CSc., MBA Česká rafinérská a.s. , Wichterleho 809, 278 52 Kralupy n. Vlt. 57. sjezd chemických společností 4. – 8. září 2005

57. sjezd chemických společností, Tatranské Matliare

AGENDA: • Úvod • Trendy • Všeobecná charakteristika BA a NM • Dodávky BA a NM na trh v ČR • Milníky kvality • Technologie • Užitné vlastnosti • Alternativy • Palivo a motor • Vliv na životní prostředí • Další vývoj 2


Úvod: • BA i NM vyráběná z ropy představují historicky nejvýznamnější motorová paliva • V současnosti při srovnatelných ekonomických podmínkách (daně, podpory) nemají konkurenci • Ropa nepředstavuje jedinou surovinu pro jejich výrobu – ze zemního plynu, uhlí i biomasy lze získat podobné produkty (GTL, BTL; Fischer-Tropschova syntéza technologický základ) • Z pohledu bodu varu jsou BA a NM produkty na sebe navazující Æ positivní pro ekonomické využití ropy

3


Trendy: • Roste celková spotřeba paliv na trhu (počet automobilů i počet ujetých km se zvětšují) • Roste podíl NM/BA; Spotřeba BA v záp.Evropě klesá • Významně se zpřísňují standardy kvality paliv • Rozvíjejí se technologie výroby • Mění se formulace paliv (komponenty, aditiva) • Formulace paliv je stále více ovlivněna ekologickými aspekty • Pokračuje vývoj spalovacích motorů (klesá měrná spotřeba paliva) • Podstatně se zpřísňují limity škodlivých emisí z provozu automobilů (všechny druhy emisí) 4


Všeobecná charakteristika: AUTOMOBILOVÝ BENZÍN

MOTOROVÁ NAFTA

• 15 – 25% surové ropy

• 25 – 35% surové ropy

• Uhlovodíky C4 – C12 (např. ioktan, xyleny). Odlišné od obsažených v prim.benzinu

• Uhlovodíky C12 – C22 (n-cetan). Málo odlišné od primární frak.

• Destilace 0 – 220 °C

• Destilace 180 – 370 °C

• Vzněcuje se zážehem

• Vzněcuje se adiabatickou kompresí

• Vysoká výrobní cena

• Nižší výrobní cena

• Konečný produkt aditivován

• Konečný produkt aditivován

• Nejrozšířenější palivo osobních • Původně pro stacionární motory. Nyní všechny typy aut vozidel. • Největší trh – USA • Největší trh – Evropa 5

57. sjezd chemických společností, Tatranské Matliare Dodávky autobenzínu na trh v ČR 15,0

2 400 Dodávky (kt/y)

Změna k před.roku (%)

2 300 8,9%

BA 91 BA 95 BA 98 BA 91 VPA

2 200 (kt/rok)

10,0

2,9%

5,0

87,0%

2 100 0,0 2 000 -5,0

1 900

1 800 1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

Změna k předch.roku (%)

1,1%

-10,0 2004

Rok Zdroj ČAPPO

6


Dodávky NM na trh v ČR 3 600

14,0

Dodávka (kt/y) Změna k předch.roku (%)

10,0

3 200 (kt/rok)

8,0 3 000 6,0 2 800 4,0 2 600

2,0

2 400 2 200 1996

Změna k předch.roku (%)

12,0

3 400

0,0

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

-2,0 2004

Rok Zdroj ČAPPO

7


Dodávky motorových paliv na trh v ČR (1996 = 100%) 150

140 BA (%) NM (%)

(%)

130

120

110

100

90 1996

1997

Zdroj ČAPPO

1998

1999

2000 Rok

2001

2002

2003

2004

8


Podíl NM / BA v ČR dodaných na trh (%) 160,0

(%)

150,0

140,0

130,0

120,0 1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

Rok Zdroj ČAPPO

9


Milníky kvality: AUTOMOBILOVÝ BENZÍN • Obsah síry a aromátů klesají • Tlak par klesá • Průměrné oktanové číslo roste • Zakázány zlepšovače OČ na bázi kovů • Vývoj složek (reformát Æ alkylát Æ izomerát Æ étery Æ etanol). Zákaz MTBE (v USA) • Aditivace: - Detergenty - Antiicing aditivum

MOTOROVÁ NAFTA • Obsah síry a aromátů / polyaromátů klesají • Cetanové číslo a cetanový index rostou • Hustota klesá • Konec destilační křivky klesá • Aditivace: - Vlastnosti za chladu – kontrolováno více parametrů - Mazivost - Vodivost

10


Technologie obecně: AUTOMOBILOVÝ BENZÍN

MOTOROVÁ NAFTA

• Velké portfolio technologií

• Omezený rozsah technologií

• Zaměřené na změnu struktury individuálních uhlovodíků

• Zaměřené na změnu struktury uhlovodíkových skupin (uhlovodíkové matice)

• Pokračuje vývoj nových technologií • Jsou zlepšovány existující technologie a katalyzátory

• Jsou zlepšovány existující technologie a katalyzátory

11


Technologie konkrétně: AUTOMOBILOVÝ BENZÍN • Hydrogenační rafinace

MOTOROVÁ NAFTA • Hydrogenační rafinace

• Selektivní odsíření • Hydrokrakování

• Hydrokrakování

• Krakování (zejména FCC)

• Krakování (omezeně)

• Katalytické reformování (s kontinuální regenerací kat.)

• Gas to Liquid (GTL, ze zemního plynu, budoucnost)

• Alkylace (na pevném kat., s kontinuální regenerací) • Nepřímá alkylace / dimerace • Izomerace • Syntéza éterů (s využitím katalytické destilace) 12


Technologie konkrétně: AUTOMOBILOVÝ BENZÍN Kontinuální katalytický reforming

MOTOROVÁ NAFTA Nový hydrokrak

13


Technologie konkrétně: AUTOMOBILOVÝ BENZÍN Jednotka MTBE

MOTOROVÁ NAFTA Hydrogen. rafinace plynového oleje

14


Užitné vlastnosti: AUTOMOBILOVÝ BENZÍN

MOTOROVÁ NAFTA

• Méně energie v jednotce objemu (-)

• Více energie v jednotce objemu (+)

• Vyšší měrná spotřeba (-)

• Nízká měrná spotřeba (+)

• Hořlavina I třídy (-)

• Hořlavina III.třídy, vyšší bezpečnost (+)

• Vyšší cena, především z důvodu vyšší spotřební daně (-) • Malý vliv počasí na užitnou hodnotu (+)

• Nižší cena (historicky) (+) • Palivový systém citlivý na údržbu. Vyžaduje pozornost uživatele v zimním období (-)

• Výběr z více druhů a cen, podle • Více druhů, podle CFPP, ale OČVM (+/-) bez možnosti uživatele vybrat si (+/-) 15


Alternativy:

TYP MOTORU

SEK. PRODUKT

PRIM. PRODUKT

SUROVINA

SACHARIDY

ROPA

AUTO BENZÍN

DIESEL

PETROLEJ

UHLÍ

LPG

ZBYTKY

ZEMNÍ PLYN

SYNTÉZNÍ PLYN

CNG

LNG

MONO-, DISACHARIDY

SMĚSNÝ AUTOBENZÍN

MTBE,TAME ETBE

DŘEVNÍ PLYN

ETANOL

GENERÁT. PLYN

METANOL

SYNT. ROPA +PRODUKTY

PALIVA TŘÍDY P

OLEJNINY TUKY

CELULÓZA

MTHF

DME

FAME, FAEE

DNPE

OLEJE

OSTATNÍ

EL. ENERGIE

VO DÍK

BIOPLYN

PEROXOVODÍK

STLAČENÝ VZDUCH

SMĚSNÝ DIESEL

ZÁŽEHOVÝ MOTOR

VZNĚTOVÝ MOTOR

TURBÍNY

SOLÁRNÍ ČLÁNEK

PALIVOVÝ ČLÁNEK

ELEKTOMOTOR

OSTATNÍ

16


Alternativy: AUTOMOBILOVÝ BENZÍN • Methanol (ze zemního plynu; biomethanol)

MOTOROVÁ NAFTA • Rostlinné oleje a živočišné tuky (přímo, hydrokrakování)

• Bioethanol (řada potenciálních surovin) • Ethery (MTBE, ETBE, TAME, ...; částečná substituce) • LPG • Zemní plyn (CNG, LNG) • Bioplyn (Švédsko) • Vodík

• FAME (rostlinný olej+alkohol) • DME (ze zemního plynu); • DNPE (di-n-pentylether) a další étery (ze zemního plynu) • Methanol, ethanol (+zlepšovač CČ ve vyšší koncentraci) • Emulsní nafta 17


Palivo a motor: AUTOMOBILOVÝ BENZÍN • Od 1883, Daimler & Maybach. Původně benzín z uhelných dehtů • Benzínový motor je lacinější z hlediska výroby a údržby (+) • Srovnatelný výkon dosažen nižším objemem motoru (významné pro daně) (+) • Pro spalování plynů nutná konverze vznětového na zážehový motor (autobusy)

MOTOROVÁ NAFTA • Od 1900, R.Diesel • Motor těžší, náklady na výrobu a údržbu vyšší (-) • Delší životnost motoru (+) • Vozidlo konstrukčně složitější (vysoké plnící tlaky motoru, filtr částic, vypírání NOx močovinou atd.) (-) • Nyní k dispozici pro celé spektrum osobních i nákladních vozidel a další typy zařízení. Nejnověji do sportovních vozů (+) 18


Vliv na životní prostředí: AUTOMOBILOVÝ BENZÍN

MOTOROVÁ NAFTA

• Vyšší emise CO2 a CH z motoru (-)

• Nižší emise CO2 a CH z motoru (+)

• Vyšší ztráty odpařením (-)

• Vysoké emise mikročástic a NOx (-)

• Olefíny přispívají k tvorbě přízemního ozónu (-)

• Vyšší hluk motoru (-)

• Výskyt MTBE v podzemních vodách (USA), zákaz použití v BA (-)

19


Další vývoj: AUTOMOBILOVÝ BENZÍN

MOTOROVÁ NAFTA

• Přebytek benzinových frakcí Æ příznivé pro vývoj cen (+/-)

• Nedostatek zdrojů + snaha vyrovnat daň s BA Æ negativní vliv na cenu (NM>BA) (-)

• Kvalitu BA bude možné velmi přesně nastavit použitím rozdílných složek (+) • Sortiment se zúží (+/-)

- Bez aditiv nahrazujících olovo - OČVM 95 a 100

• Benzínový motor - výhodná součást hybridních vozů (+) • Lehké benzinové uhlovodíky lze použít jako zdroj H2 pro palivové články (+) Î • Zůstane rozhodujícím palivem pro osobní vozy!

• Nastavení budoucí kvality obtížnější (-) • Technologie řešící nedostatek NM drahé (HK, GTL) (-) • Sortiment se rozšíří (+/-)

- Speciální NM pro osobní vozy -> NM s 5 – 10% GTL ve SRN - Arktická NM v zimním období

• Budoucí vozidlo s naftovým motorem představuje velmi sofistikovaný systém, drahé Î • Rozhodující využití jako palivo pro užitkové vozy! 20

Vývoj a vzájemn. jemná konkurence automobilového. automobily. 57. sjezd chemických společnost. ností 2005

Recommend Documents