POHONNÉ HMOTY PRO VZNĚTOVÉ MOTORY V ČR. Historie, současnost, budoucnost. Ing. Václav Pražák Ing. Miloš Podrazil

Transkript

1 ČESKÁ ASOCIACE PETROLEJÁŘSKÉHO PRŮMYSLU A OBCHODU CZECH ASSOCIATION OF PETROLEUM INDUSTRY AND TRADE POHONNÉ HMOTY PRO VZNĚTOVÉ MOTORY V ČR Historie, současnost, budoucnost Ing. Václav Pražák Ing. Miloš Podrazil

2 OSNOVA 1. Úvod 2. Historie vývoj vznětového motoru; vývoj sortimentu a specifikací 3. Současnost legislativa, sortiment, kvalita (síra, ostatní parametry), vývoj trhu (spotřeba, kvalita u ČS, autopark) problémy logistiky, aditivace, skladování 4. Biopaliva legislativa, emise, spotřební daně, sortiment, kvalita provozní problémy (logistika, skladování, distribuce, aditivace) 5. Budoucnost 6. Závěr sortiment, kvalita, trh, autopark, legislativa, emise, biopaliva NM x CNG/LNG/BNG LPG x H₂ x E x BNG 2

3 HISTORIE R. Diesel 1892 získal patent na vznětový spalovací motor 1897 vysokotlaký spalovací pístový motor se samočinným zážehem pracující na těžké kapalné palivo (Dieslův motor) 1900 Velká cena na EXPO v Paříži nákladní loď s naftovým pohonem 1924 nákladní automobily MAN 1953 poprvé normovány vlastnosti dieslova paliva (motorové nafty) Vývoj kvality motorové nafty: vývoj rafinérských technologií zlepšování užitných vlastností ochrana životního prostředí aditivace prémiová paliva 3

4 VÝVOJ KVALITY Na vývoj kvality má vliv celá řada faktorů: Technologický pokrok Důraz na environmentální aspekty (kvalita 2000, kvalita 2005, kvalita 2009) Ochrana zdraví Zlepšování užitných vlastností Zavedení biopaliv Legislativní a regulační opatření 4

5 VÝVOJ SORTIMENTU Označování podle nízkoteplotních vlastností Od počátku nejméně 2 kvality letní a zimní bod tuhnutí letní, zimní (1953) bod tuhnutí a TVP (CP) NM 4, NM 8, NM 18 (1960) bod tuhnutí a filtrovatelnost NM 22 ( TVP) NM 4, NM 22, NM 30 NM 35 (1987) CFPP a CP nyní třída B, D, F, 2 5

6 NÁKLADY NA KVALITU Investice do technologických úprav v rámci programu čistá paliva přesáhly v rafinérském sektoru částku 2 mld. Kč Náklady u distributorů a v distribuční síti dosáhly částky cca 500 mil. Kč V krátké době bylo nezbytné v důsledku rychlých změn v kvalitě několikrát obměnit státní hmotné rezervy Implementace biopaliv do poolu PHM si vyžádala v rafinériích více než 300 mil. Kč, dalších cca 500 mil. Kč si vyžádaly nebytné úpravy u distributorů 6

7 VÝVOJ OBSAHU SÍRY Legislativa ČR Legislativa EU Skutečnost ČeR Ekologická iniciativa ČAPPO

8 SPOTŘEBA NM A EMITOVANÁ SÍRA Porovnání spotřeby NM a obsahu síry 250 Sptřeba NM Emitovaný SO Vývoj (1993 = 100 %) Obsah síry, mg/kg

9 SOUČASNOST MOTOROVÉ NAFTY Motorová nafta musí splňovat řadu kvalitativních ukazatelů: fyzikálně chemické charakteristiky; nízkoteplotní vlastnosti; chemické složení; detonační vlastnosti; mazivost; parametry charakterizující čistotu; Parametry můžeme v podstatě rozdělit na ekologické a užitné. Konkrétní hodnoty jednotlivých parametrů definuje norma ČSN EN 590 Prémiová paliva plní požadavky norem, navíc mají nadstadardní vybrané parametry a vylepšené vybrané užitné vlastnosti, které příznivě ovlivňují chod motoru 9

10 POROVNÁNÍ VYBRANÝCH PARAMETRŮ Obsah síry max. 0,15 % m/m Nízkoteplotní vlastnosti v zimě: b.t. max. -22 C, CFPP max. -15 C Cetanové číslo (lab.) min. 45/42 Obsah PAU není limitován Mazivost není limitována Bez FAME Obsah síry max. 10 mg/kg Nízkoteplotní vlastnosti v zimě: CFPP max. -20 C, CP (inf.) max. -8 C Cetanové číslo min. 51 Obsah PAU max. 8,0 % m/m Mazivost (HFRR) max. 460 µm Obsah FAME max. 7,0 % V/V 10

11 VÝVOJ TRHU PHM Hlavní faktory: Zdokonalování spalovacích motorů Nové typy pohonných jednotek (rostoucí podíl hybridních automobilů a elektromobilů) Rozšiřování nabídky AMP (CNG/LNG/BNG, LPG, E85, SMN30, B20/30, B100, H 2 ) Zvyšování ekologických požadavků na PHM (omezování vozidel neplnících pokrokové emisní limity) Hlavní trend: NM nárůst do roku 2007, pak stagnace, nyní opět nárůst BA mírnější nárůst s výkyvy, maximum v roce 2003, pak stagnace s následným propadem spotřeby, nyní opět mírné oživení V současnosti je pravděpodobné, že se trend začíná měnit důsledek aféry diesel gate (VW) proekologická opatření (omezování neekologických aut, emisní zóny, zvýhodňování vozidel s nižšími emisemi, ) 11

12 VÝVOJ SPOTŘEBY MOTOROVÝCH PALIV NA TRHU ČR 275,0 250,0 225,0 Vývoj, % (1993 = 100 %) 200,0 175,0 150,0 125,0 BA NM 100,0 75,

13 MOTOROVÁ PALIVA A BIOPALIVA Biopaliva se jako alternativní motorové palivo u nás uplatňují již od první poloviny 90. let minulého století Přelomovým dokumentem je Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2003/30/ES ze dne 8. května 2003 o podpoře užívání biopaliv nebo jiných obnovitelných pohonných hmot v dopravě, která byla implementována do české legislativy Povinný podíl biopaliv v motorových palivech uváděných do volného daňového oběhu na území ČR se datuje od 1. září 2007 pro motorovou naftu a od roku 2008 i pro automobilový benzin Od roku 2013 nová povinnost plnit snížení emisí GHG při uvádění PHM na trh Legislativní povinnosti výrobci a dodavatelé plnili v celém průběhu jak u objemové povinnosti (2016 cca 4,5 % EtOH a 6,1 % FAME), tak úspory emisí (2016 cca 3 %) Implementace biopaliv do poolu motorových paliv si vyžádala značné investiční prostředky jak u výrobců biosložek, tak i v rafinériích a distribuční síti (např. ČeR cca 280 MKč, ČEPRO cca 500 MKč) 13

14 MOTOROVÁ PALIVA A BIOPALIVA Podle této směrnice mělo být k nahrazeno biopalivy 5,75 % e/e automobilového benzinu a motorové nafty používaných na území členských států EU pro dopravní účely; tento cíl nebyl splněn! Současný cíl je nahradit do roku 2020 v dopravě 10 % energie alternativními zdroji Po celou dobu má používání biopaliv v dopravě své skalní příznivce i odpůrce 14

15 MOŽNOSTI UPLATNĚNÍ BIOPALIV Automobilový benzin EN 228 E5 E10 bioethanol max. 5,0 % V/V max. 10,0 % V/V ethery s min 5 atomy C max. 15,0 % V/V max. 22,0 % V/V celkový obsah kyslíku max. 2,7 % m/m max. 3,7 % m/m Motorová nafta EN 590 FAME Ethanol E85 P CEN/TS bioethanol musí být na trhu dostupný do 2018 B7 max. 7,0 % V/V E % V/V Směsná motorová nafta ČSN SMN 30 FAME/MEŘO min. 30 % V/V Bionafta (B100) EN FAME 100 % Motorová nafta B10 EN B10 FAME max. 10 % Motorová nafta s vysokým obsahem FAME EN * B20 B30 může být na trhu FAME % % 15

16 MOŽNOSTI UPLATNĚNÍ BIOPALIV Rafinérie a distributoři nemají jinou možnost jak splnit požadavky na úsporu emisí CO 2 než přimíchávat do fosilních motorových paliv stávající biopaliva na bázi potravinářské biomasy. Tato možnost je však limitována platnými technickými normami. Pomocí nízkoprocentních biopaliv I. generace lze splnit požadavky pro rok 2014 a 2017 Určitou možnost navýšení obsahu biokomponent v BA oproti současnosti představuje zavedení výroby bioetbe resp. biomtbe Nelze předpokládat masivní rozšíření vysokoprocentních biopaliv (E85, E95, B100, SMN30/B30/B20/B10) Požadavky na úsporu emisí v roce 2017 nebyly do úpravy legislativy (snížení povinnosti ze 4 % na 3,5 %) prakticky splnitelné; v současnosti je možné splnění za předpokladu uplatňování biopaliv s velmi vysokou udržitelností (lepší než 60 %) 16

17 KALKULACE UPLATNĚNÍ BIOPALIV 16,0 12,0 Podíl FAME, % V/V 8,0 4,0 Oblast koncentračního rozmezí biosložek podle platných norem (5/10 % V/V EtOH 7 % V/V FAME) ČSN EN 228 a ČSN EN 590 Podíl biopaliv nezbytný pro dosažení úspory emisí 6 % (Podíl BA/NM je 35/65) Udržitelnost 0 g CO₂/MJ Udržitelnost 10 g CO₂/MJ Udržitelnost 20 g CO₂/MJ Udržitelnost 30 g CO₂/MJ 0,0 4,0 8,0 12,0 16,0 Podíl bioethanolu, % V/V 17

18 DEFINICE BIOMASA Souhrn látek tvořících těla všech živých organismů: rostliny bakterie sinice houby živočichové Pod pojmem biomasa často chápeme rostlinnou biomasu využitelnou pro energetické účely. Prapůvod energie biomasy: sluneční záření; fotosyntéza Proto se jedná o obnovitelný zdroj energie! 18

19 DEFINICE BIOPALIVA Biopaliva představují způsob využití biomasy. Jde o paliva vzniklá cílenou výrobou / přípravou z biomasy Rozdělení biopaliv podle skupenství (tuhá, kapalná, plynná) podle použitých surovin (I., II., III. generace) podle způsobu výroby (přírodní, syntetická) atd. 19

20 DEFINICE Tuhá biopaliva dřevo seno sláma aj. Kapalná biopaliva alkoholová bioethanol, biomethanol, biobutanol biooleje, bionafta (transesterifikované oleje a tuky) produkty rafinérského zpracování biomasy zkapalněná plynná biopaliva (F-T syntéza) Plynná biopaliva bioplyn (CH 4 + CO 2 ) obvykle přirozený rozklad dřevoplyn (CO + H 2 ) zplyňování biomasy vodík štěpení jakéhokoliv uhlovodíkového biopaliva 20

21 BIOPALIVA I. GENERACE Biopaliva na bázi cukernatých, škrobnatých a olejnatých zemědělských plodin Bioalkoholy bioethanol, biomethanol, biobutanol (cukrová řepa, cukrová třtina, brambory, obilniny) Vyrábějí se fermentací cukernatých resp. škrobnatých plodin Použití: - přímo - nepřímo ve formě etherů (bioetbe, biomtbe, biodme,...) Rostlinné oleje (řepkový, palmový, slunečnicový atd., živočišné tuky) Vyrábějí se z olejnatých plodin Použití: - přímo - ve formě bionafty (transesterifikace na FAME, FAEE) - rafinérské zpracování olejů (hydrogenace, hydrokrakování, FCC) Získávané produkty rafinérského zpracování olejů se vzhledem ke své kvalitě odpovídající syntetickým biopalivům často zařazují do druhé (někdy také jedenapůlté) generace biopaliv! 21

22 BIOPALIVA I. GENERACE Rafinérské zpracování olejů FCC (např. UOP) % oleje v surovině Volbou vhodných technologických podmínek můžeme získat: vysoký podíl benzinu (až 45 % benzinu - zelený benzin) vysoký podíl olefinů (více než 45 % ethylenu a propylenu zelené olefiny Hydrogenace / hydrokrakování (např. ENI, UOP) Nejčastěji 100 % oleje v surovině Volbou vhodných technologických podmínek můžeme získat: vysoký výtěžek motorové nafty (až 90 %) s cetanovým číslem podíl benzinu a/nebo petroleje 1 10 % 22

23 VYSPĚLÁ BIOPALIVA Biopaliva na bázi lignocelulózy a jiných dřevnatých zdrojů (rychlerostoucí traviny, dřeviny, bioodpad, odpad ze zemědělské výroby - hnůj, organický odpad piliny, kůra, listí,...) Výhody Širší spektrum surovin Nekonkurují výrobě potravin Lepší bilance CO2 Ekonomičtější výroba Lepší užitné vlastnosti syntetických biopaliv v porovnání s biopalivy I. generace Nevýhody Nadměrný odběr odpadní biomasy rychle vyčerpává půdu Zabírání nové půdy s vysokou hodnotou biologické rozmanitosti (deštné pralesy, mokřady, chráněná krajinná území,...) Omezené zdroje 23

24 VYSPĚLÁ BIOPALIVA Výroba alkoholů Hydrolýza celulózy a následná aerobní fermentace (bioethanol, biobutanol, biomethanol) Výroba syntetických paliv Hydrolýza celulózy a následná anaerobní fermentace (metanizace) Pyrolýza biomasy Hydrotermické zpracování biomasy (např. HTU proces Shell) Technologie BTL syntetická ropa, motorová paliva, biomethanol, biodme,... (parciární oxidace biomasy, výroba synténího plynu, F-T syntéza) Výroba bioplynu Patrně nejslibnější biopalivo II. generace Výroba je dobře průmyslově zvládnutá Odpadní produkt hmota biogenního původu se navrací zpět do přírody Mnohostranné využití přímo v místě výroby uplatní se zatím spíše v přímém spalování a kogeneračních jednotkách než jako pohonná hmota (nákladné čištění) 24

25 VYSPĚLÁ BIOPALIVA Kapalná a plynná biopaliva získávaná na bázi: Kultur, jejichž pěstování nekoliduje s běžnou potravinářskou výrobou Geneticky modifikovaných plodin s vyšším obsahem celulózy oproti ligninu Vhodných typů řas nejnadějnější! Zpracování biologických odpadů (UCO) 25

26 DAŇOVÁ PODPORA BIOPALIV Víceletý program podpory dalšího uplatňování biopaliv v dopravě na období program byl notifikován se zpožděním, zpoždění tak měla i novela zákona o spotřebních daních ve druhém pololetí 2015 tak byla uplatňována neoprávněná podpora vzniklá překompenzace musí být kompenzována navýšením spotřební daně zákon č. 382/2015 Sb. vzhledem k vývoji cen ropy a navýšení spotřební daně nejsou čistá a vysokoprocentní biopaliva konkurence schopná a vymizela z trhu 26

27 ZÁVĚR Plnění všech kvalitativních a ekologických požadavků je pro společnosti uvádějící pohonné hmoty do volného daňového oběhu finančně i administrativně velmi náročné; Motorová nafta dodávaná na trh je trvale vynikající kvality a vyhovuje všem legislativním požadavkům a normovaným ukazatelům; Pro náročnější spotřebitele jsou na trhu dostupná prémiová paliva s výrazně vylepšenými vybranými užitnými vlastnostmi nad rámec požadavků norem; Jednotlivé subjekty na trhu plní legislativní povinnosti uplatňování biopaliv jak z hlediska objemové povinnosti, tak i z hlediska úspory emisí od počátku zavedení této povinnosti v plném rozsahu; 27

28 ZÁVĚR Požadavky na úsporu emisí v roce 2017 nebyly do úpravy legislativy (snížení povinnosti ze 4 % na 3,5 %) prakticky splnitelné; v současnosti je možné splnění za předpokladu uplatňování biopaliv s velmi vysokou udržitelností (lepší než 60 %) Úspory emisí v roce 2020 nejsou řešitelné pomocí stávající skladby surovin a produktů, je nezbytné nalézt alternativní řešení ACEA s navýšením obsahu FAME nad 7 % V/V v NM nesouhlasí a motory na takové palivo nejsou ani ve vývoji Jednou z reálných cest je co nejrychlejší zavedení hydrogenace olejnatých surovin (rostlinné a živočišné tuky a oleje, odpadní tuky, UCO, ) a využití tohoto produktu do NM je možno bez problémů přidat až 30 % V/V; udržitelnost tohoto produktu je na úrovni FAME nebo lepší 28

29 ZÁVĚR Jiná vyspělá biopaliva nejsou v ČR ani na trhu EU dostupná a nelze reálně předpokládat jejich masívní rozvoj Určitou možnost navýšení obsahu biokomponent v BA oproti současnosti představuje zavedení výroby bioetbe resp. biomtbe a úplný přechod na benzin E10; Masivní rozšíření vysokoprocentních biopaliv (E85, E95, SMN30/B30/B20, B100) nelze předpokládat Nelze předpokládat za stávajících podmínek splnění cílů pro rok 2020, tj. náhrada 10 % energie v dopravě za OZE, úsporu emisí ve výši 6 % ani uplatnění 0,5 % vyspělých biopaliv 29

30 ČESKÁ ASOCIACE PETROLEJÁŘSKÉHO PRŮMYSLU A OBCHODU CZECH ASSOCIATION OF PETROLEUM INDUSTRY AND TRADE DĚKUJI ZA POZORNOST