SOUČASNOST A BUDOUCNOST VÝROBY PLASTŮ

Transkript

1 SOUČASNOST A BUDOUCNOST VÝROBY PLASTŮ Ing. František Vörös: Sdružení EPS ČR, kancelář Na Cukrovaru 74, Kralupy nad Vltavou, mail: info@epscr.cz Česká technologická platforma plasty, Dělnická 12, , 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 Zdroj CEFIC.

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

3 Obr.č.5 Podíl jednotlivých států EU na chemickém průmyslu v roce 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 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

4 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 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 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.

5 Několik stovek článků k dané problematice lze nalézt na O využití břidlicového plynu v chemii je možno se dočíst na webech: nebo 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 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 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 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 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 Zdroj Evropská asociace výrobců petrochemických produktů (APPE).

6 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 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 CO 2. Výrobní náklady etylenu v USA klesly v období 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 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.

7 Obr.č.11 Světová výroba plastů v období 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].

8 Obr.č.13 Plánované nové kapacity výroben komoditních plastů (PE, PP, PVC,PS EPS ABS) v období 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 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 Produkt Kapacita RPA UNIPETROL HDPE t/rok PP t/rok Synthos Kralupy EPS t/rok GPPS t/rok HIPS t/rok Spolana Neratovice PVC t/rok Celkem t/rok V závěru publikace [2], psané počátkem roku 2013, jsem uvedl:

9 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 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].

10 LITERATURA: [1] Vörös, F., Udržitelné plasty část I: Suroviny pro jejich výrobu, Plasty a kaučuk, 50, 2013, č.9-10, str. 265 [2] Vörös, F., Udržitelné plasty část II: Výroba a spotřeba, Plasty a kaučuk, 50, 2013, č.11-12, str. 331 [3] The European chemical industry, Facts & Figures 2013, leden 2014 [4] VÖRÖS, F., Udržitelné plasty část V: Odpady z pohledu aplikací a typů plastů, Plasty a kaučuk, 51, 2014, č.5-6, (připraveno k publikaci) [5] Cayuela, V., R., The Future of the Chemical Industry 2050, [6] Anonym: U.S. Shale Gas-Linked Chemical Projects Reach USD 100 Billion, [7] [8] Anonym: Za limity nejdříve po roce 2035, Pro-Energy, 2012, č.3, str.62 [9] Richardson, J., Europe s Dinosaur Destiny, [10] Naylon, L., Outlook 2014: Europe PE, PP players expect little improvement, prosinec 2013 [11] Conroy, W., Outlook 2014: CEE petchems face anxious wait over cheap imports, leden 2014 [12] Bunček, M., Biotechnologie v České republice, Chemagazín, 23, 2013, č.5, str.8 [13] Vörös, F., Udržitelné plasty : Bioplasty, Plasty a kaučuk, 49, 2012, č.11-12, str.324 [14] Vörös, F., Udržitelné plasty : Dřevoplastové kompozity, Plasty a kaučuk, 50, 2013, č.3-4, str.68 [15] Vörös, F., Využito více odpadních plastů, Odpady, 2013, č.12, str.27 [16] Vörös, F., Identiplast 2013 opět pro zákaz skládkování odpadních plastů do roku 2020, Odpadové fórum, 2014, č.3, str.28 [17] Dede, W., European Chemical Industry Going Down the Drain, Says Ineos Cheirman, Publikace vznikla v rámci projektu 5.1 SPTP02/044 Plasty, dotovaného v rámci OP Podnikání a inovace.