|
Vurdering af MTBE og alternative additiver - erfaringer, miljøvurdering og forsyningssikkerhed 5 Forsyningssikkerhed og økonomi
5.1 Benzinkomponenter og additiver, produktion og behovI 2002 blev der i alt solgt 2.593.552 m³ benzin på det danske marked. I nedenstående tabel er salget fordelt på de 3 produkter der på det tidspunkt blev markedsført i Danmark Tabel 5.1.Benzinsalg i Danmark i 2002
Omkring 70 % af benzinen solgt på det danske marked leveres fra de to danske raffinaderier. Den resterende del importeres fra vores nabolande, primært Sverige. Forsyningen med forskellige typer af olieprodukter i de nordiske lande fremgår af tabel 5.2 Tabel 5.2 Det nordiske marked. Forbrug i 2003 af motorbrændstoffer i 1000 m³ (ekskl. udenrigssøfart) samt forandring i forhold til 2002
Det gennemsnitlige forbrug af forskellige benzintyper og MTBE i 1996/1997 i Danmark, de øvrige nordiske lande og i EU fremgår af tabel 5.3. Tabel 5.3. Forbrug af benzin og MTBE (skønnet ud fra MTBE-indholdet) i EU-lande i 1996/1997 (efter Schmidt, et al, 2002)
Det ses af tabellerne, at det danske benzinforbrug udgør godt 20 % af det nordiske forbrug og godt 1,5 % af EUs. I 1996/1997 udgjorde det danske forbrug af MTBE knap 3 % af EUs. Denne andel er formentlig faldet med den faldende andel af salget af 98-oktan benzin. Produktionen på de nordiske raffinaderier fremgår af tabel 5.4. Tabel 5.4 Den nordiske raffinaderi-industri, kapacitet i millioner årston
Som det fremgår af ovenstående tabel, havde Danmark i 2003 ingen eksisterende kapacitet til katalytisk krakning, hvilket er en forudsætning for produktion af alkylat. Visbreaking kaldes også termisk krakning. I forbindelse med implementeringen af et brændstofdirektiv oplyste den danske oliebranche, at produktion af MTBE-fri benzin ville være mulig fra det ene danske raffinaderi fra primo 2003, og fra det andet raffinaderi fra 2. halvår 2002, hvis der kunne skaffes tilstrækkeligt med højoktan alkylat, ellers fra 2004 såfremt det ville være nødvendigt at investere i produktionsomlægning. Hvilke produktionsændringer, der er tale er ikke oplyst, og det vides ikke, om sådanne er gennemført eller ej. I Europa som helhed er den samlede kapacitet for katalytisk krakning på 2,2 mio. tønder per dag (primo 2002). Dette svarer til ca. 138 mio. årston. Hovedparten af kapaciteten ligger i Frankrig, Tyskland, Italien og Storbritannien (tilsammen 65 % af totalen). Ud fra oplysninger fra EIA ses det, at Danmarks samlede forbrug af olieprodukter har holdt sig på et stort set uændret niveau siden midten af 80’erne. Motorbenzin udgør godt 20 % af det samlede forbrug. Danmark er en nettoeksportør af råolie, og er også eksportør af motorbenzin (eksporten svarer til 70 % af forbruget). Verdens råolieproduktion og -eksport fremgår af tabel 5.5 Tabel 5.5 Råolieproduktion og -eksport 2002.
MTBE i Europa produceres hovedsageligt i Italien og Tyskland. En mindre andel fremkommer ved produktion af opløsningsmidler (6000 t/år fra to anlæg) og ved produktion af iso-butylethylen (29.000 t/år fra ét anlæg) (Sur, Brackermann & Pahlke, 2003). Produktionen af MTBE afhænger generelt af tilgængeligheden af C4 olefinen iso-butan. Verdensproduktionen af MTBE var i år 2000 på 21 millioner ton/år med en planlagt kapacitetsforøgelse til i alt 7 millioner ton/år (hvoraf noget var under udførelse). Heraf ligger næsten 50 % af den årlige produktion af MTBE i USA. Her var produktionen i 2003 på 61.000 tønder (barrels), EIA (2004). Mange af de store producenter uden for USA har USA som hovedaftager. MTBE anvendes udelukkende som benzinadditiv, d.v.s. en reduktion af anvendelsen vil kræve en væsentlig omstilling af i hvert fald den europæiske produktion (Environment Australia, 2000). Ud fra C5 olefiner (pentener) kan alternativt produceres TAME, Tert-amyl methyl ether. Verdensproduktionen af TAME ligger på ca. 2 millioner ton /år, hvoraf halvdelen ligger i USA. Der er planlagt produktionsudvidelser på 0,7 millioner ton/år. Verdensproduktionen af ETBE er på 3,7 millioner ton/år med en planlagt kapacitetsudvidelse på 0,8 millioner ton/år. Hovedparten af kapaciteten er beliggende i USA, hvor produktionen er indrette til fleksibelt at kunne skifte mellem produktion af MTBE og ETBE (Environment Australia, 2000). En del af produktionen af ethanol-produktionen i Spanien anvendes til produktion af ETBE. I forbindelse med EUs program for fremme af anvendelsen af fornyelige brændstoffer til transport er der for nyligt igangsat et projekt i Spanien med det formål at producere 176.000 ton/år bio-ethanol med henblik på produktion af bio-ETBE (Renewable Energy for Europe, 2002). DIPE fremstilles ud fra propylen og vand. Isopropanol er et biprodukt ved fremstillingen. Hvis et raffinaderi har et overskud af propylen kan alternativt produceres DIPE, Di-Iso-Propyl Ether. Verdenskapaciteten er ukendt med formentlig begrænset (Environment Australia, 2000). TBA (tert-butyl alkohol) produceres i olieindustrien som et mellemprodukt eller til specielt brug. Produktionen foregår primært i det sydlige USA og i Europa. Den årlige samlede produktion ligger på 2,6 millioner ton. TBA kan produceres i den samme produktion som MTBE og kan være en ”forurening” i MTBE, som dog ingen effekt har på MTBEs virkning som oktan-fremmer (Environment Australia, 2000). Der produceres årligt mere end 2 millioner tons isopropanol, primært i USA, Europa og Japan. Det anvendes i dag som opløsningsmiddel og som grundlag for produktion af andre kemikalier. På raffinaderierne kan isopropanol produceres ud fra propylen, hvilket kan være attraktivt, hvis der ikke er anden anvendelse for propylenen. Verdens samlede produktionskapacitet for ethanol er 24.000 ton/år, hvoraf Brasilien producerer 45 % og USA 20 %. Af den samlede ethanolproduktion anvendes ca. 66 % til brændstof. Verdens største forbrug af ethanol som brændsel findes p.t. i Brasilien, hvor oliekrisens prisstigninger i 1970’erne førte til ønsket om en egenproduktion af brændstof (Environment Australia, 2000). Brasilien, hvor ethanolen produceres ud fra sukkerrør, er også verdens førende producent med en årlig produktion på 11,9 milliarder liter (i 2001), Berg (2001). Dette kan dog ændre sig, hvis der sker en generel overgang fra MTBE til ethanol i USA. Den største fortaler for anvendelsen af ethanol i USA er majsdyrkernes interesseorganisation i Midtvesten i USA (primært i Nebraska). De har bl.a. fået indført skattelettelser på brug af ethanol i benzin i USA. Pr. januar 2004 produceres der i USA 3,1 milliarder gallons ethanol per år, og der en planlagt kapacitetsudvidelse på 0,56 milliarder gallons. Langt hovedparten er baseret på majs, og 1/3 af produktionen samt ¾ af den planlagte udvidelse er ejet af landmandssammenslutninger. Den amerikanske regering har opstillet et mål om at anvendelsen af biobrændsler i USA skal 3-dobles inden år 2010. Der er derfor afsat midler til fremme af anvendelsen heraf samt forskning og udvikling på området, herunder midler til et føderalt tilskud til anvendelsen af biobrændsler (US EPA, 2000). Udviklingen i ethanol produktionen i USA fremgår af nedenstående figur 5.1. Det fremgår, at man planlægger at mere end fordoble produktionen i perioden fra 2001 til og med 2005 (oversigten er baseret på 2002 data).
Figur 5.1 Udviklingen i ethanolproduktionen i USA (efter Schremp, 2003) I Thailand forventes en kraftig forøgelse af ethanol produktionen, hvor der er taget en regeringsbeslutning om at producere op til 650 millioner liter ethanol inden 2003 (Berg, 2001). Ligeledes forventes ethanol produktionen i Kina at stige til 1,6 millioner ton (ca. lig 2 millioner liter) per år. Kina og Indien har i alt en ethanolproduktion på ca. 90.000 tønder/dag. I Europa er der ikke fastsat specifikke produktionsmål, men direktivet om biobrændsler må forventes at medføre en øget produktion. I 2001 producerede Europa 13,2 % af verdensproduktionen af ethanol (heraf EU 7 %), mens Nord- og Sydamerika stod for 65,5 % af produktionen. Spanien er EUs største producent af ethanol til brændstof med en forventet samlet produktion i 2004 på ca. 430 millioner liter om året, bl.a. er der i 2003 i Galicien opstartet en ny fabrik til produktion af 126 millioner liter bio-ethanol fra korn. I Portugal og Italien planlægges lignende produktioner. Frankrig er Europas største ethanolproducent, men langt hovedparten anvendes til fremstilling af spiritus. Brændstofproduktionen af ethanol i Frankrig (på ca.124 mio. liter om året) primært til fremstilling af ETBE. I Sverige er der p.t. en produktion af ethanol ud fra primært vinterhvede på i alt 50 millioner liter per år, og der er planlagt yderligere 2 anlæg. I Danmark er der igangsat et projekt med støtte fra EU med henblik på produktion af i alt 150 millioner liter per år baseret på hvede, halm og gylle. Eksisterende og planlagt brændstofproduktion af ethanol i Europa fremgår af fig. 5.2.
Fig. 5.2 Eksisterende og planlagt produktion af ethanol til brændstofformål i Europa ( efter Sønderjysk Landboforening, 2003). 5.1.1 Specifikke vurderinger af mulighederne for at erstatte MTBE med ethanol eller oxygenatfri benzin i forskellige stater i USATotalt har følgende stater gennemført eller planlægger at gennemføre udfasning af MTBE: Iowa, Minnesota, Nebraska, South Dakota, Californien, Arizona, Colorado, Connecticut, Michigan, New York, Maine (Hoffman, 2001). Generelt faldt forbruget af MTBE i USA med 3,5 % fra 12,6 mio. tons i 1999 til 12,16 mio tons i 2000 (Hoffman, 2001). Hovedparten af benzinbehovet i Californien dækkes af raffinaderier placeret i staten (Schremp, 2003). Importen af benzin og additiver stiger dog hvert år, mens stigningen i raffinaderikapaciteten kun stiger med 0,5 % om året. Californien repræsentere ca. 12 % af USA’s benzinbehov og er det største enkeltmarked for benzin i verden. Den samlede produktionskapacitet på de californiske raffinaderier var i 1997 på knap 2 millioner tønder om dagen (US Refinery Directory, 2004) Californiens hurtigt stigende behov for MTBE siden 1990 har medført en kraftig ekspansion i produktionen af MTBE bl.a. i Mellemøsten for at kunne opfylde dette behov. I 2001 var MTBE-forbruget i Californien 3,8 milliarder gallons per år forhold til et totalforbrug for hele USA på 4,5 milliarder gallons per år (Berg, 2001). Opfyldelsen af Californiens ønske om helt at udfase MTBE ved i stedet at anvende ethanol vil kræve 50 % af USA’s ethanol produktion (Bauman, 2000). Californien vil behøve 560 til 580 millioner gallons ethanol i 2003 stigende til 760 til 990 millioner gallons i 2004. Den nuværende produktion af ethanol i USA ligger på 3.000 millioner gallons (ifølge EIA var den i 2003 på 67.000 barrels, EIA, 2004). Californiens Energy Commission har vurderet, at den amerikanske ethanol industri vil være i stand til at opfylde Californiens øgede behov for ethanol. Conoco Phillips var det første olieselskab som anvendte ethanol i California Reformulated Gasoline (Schremp, 2003). US Department of Energy har i 2003 udført en vurdering af forsynings- og prisproblemstillinger knyttet til staterne New York og Connecticuts ønske om at erstatte MTBE med ethanol i deres ”Reformulated gasoline” fra 2004. Det er undersøgelsens hovedkonklusion, at problemet vil være størst m.h.t. forsyning med ”sommerbenzin” med lavt RVP. Det skønnes, at de amerikanske producenter vil være villige til at foretage de nødvendige omstillinger for at sikre produktion af ”Reformulated gasoline blendstock for oxygen blending, RBOB”, altså benzinblandinger med et tilstrækkeligt lavt RVP til at iblandingen af ethanol ikke giver problemer samtidigt med, at de andre specifikationer kan overholdes. Det vurderes samtidigt, at de udenlandske raffinaderier, som står for 20 til 30 % af leverancen, ikke nødvendigvis vil være indstillet på at foretage denne omstilling, før de er helt sikre på, at der bliver et stabilt marked for produktet. Når markedet har stabiliseret sig på sigt, skønnes det, at prisen for benzin med ethanol i stedet for MTBE vil koste ca. 5 cent mere per gallon. Infrastrukturen, der skal stå for levering og iblanding af ethanol skønnes at ville være på plads. Det at hele det nordøstlige USA ikke ændrer krav til benzinen på én gang giver en vis fleksibilitet, bl.a. med hensyn til salg af de benzinfraktioner, som ikke kan anvendes i den nye RFG. Omvendt kan det også bevirke at visse leverandører er mere tøvende m.h.t. at starte produktionen. Alt i alt vurderes det, at en samlet konvertering vil have afstedkommet flere problemer (US DOE, 2003). Som et led i ovennævnte undersøgelse er der set på mængden af RFG eller blandingskomponenter til RFG, der importeres til New York og New Jersey fra bl.a. Europa. Den samlede importerede mængde af fraktioner til blanding af højoktan benzin udgjorde i 2002 55 % af det samlede behov, og heraf kom halvdelen fra Vesteuropa (især Holland og England) og yderligere 10 % fra Østeuropa og Hviderusland (US DOE, 2003). Eksporten af RFG fra Europa til Connecticut og New York udgjorde i 2001 tilsammen 3,6 mio. tønder per dag. Det vil sige, at hvis disse raffinaderier har mulighed for at omstille sig – og ønsker at gøre det – til stadigt at levere RFG komponenter til det nordøstlige USA, vil der her fremover være en produktionskapacitet, som også vil kunne levere til f.eks. det danske marked. Som ovenfor nævnt har importørerne fra de pågældende leverandører i forbindelse med undersøgelsen givet udtryk for, at de ønskede at se tiden an. Raffinaderier i Canada, Venezuela og Virgin Islands leverer i dag en stor del af deres produktion til det nordøstlige USA og er indstillet på at ændre den i takt med ændringen af kravene til sammensætning. På disse raffinaderier er der således allerede nu en produktion af komponenter, der er egnede som udgangspunkt for at fremstille ethanol-holdig benzin. Om der her vil være tilstrækkelig kapacitet til at dække et evt. dansk behov vil afhænge af konkurrencesituationen, men evt. nødvendige produktionsomstillinger er i hvert fald allerede foretaget på nogle ikke-amerikanske raffinaderier. I staten Maine har man haft den erfaring, at ophæves iltkravet til benzinen samtidigt med at damptrykskravet fastholdes til 7,9 psi ( = ca. 55 kPa) (om sommeren er damptrykskravet på 7,2 psi) vil mængden af MTBE i benzinen falde (fra ca. 2 til ca. 0,1 %), mens aromatindholdet steg fra ca. 26 til 33 %, og de øvrige egenskaber var stort set uændrede (benzen < 1%, olefiner < 8 %) (NESCAUM, 1999). Det er således muligt at producere en benzin med et lavt MTBE indhold og et lavt damptryk, der overholder EUs specifikationer. New Hampshire har igangsat et tilsvarende program. Begge stater har givet udtryk for, at man gerne igen anvender RFG-benzin, hvis der føderalt kommer løsninger uden brug af MTBE. Raffinaderier i Midtvesten (og senere i Californien) har i flere år haft omstillet deres produktion til at kunne levere basisbenzin til iblanding af ethanol (RBOB, Reformulated Blendstock for Oxygenate Blending). Som tidligere nævnt skal denne basisbenzin have et lavere damptryk for at iblandingen af ethanol ikke skal hæve damptrykket over den fastsatte grænseværdi. I Los Angeles f.eks. leverer raffinaderierne en basisbenzin med et damptryk på 5,8 psi for at ethanol-blandingen kan overholde damptrykskravet på 7 psi (svarende til 48 kPa). For at gøre dette kan lade sig gøre skal de lavtkogende komponenter, som f.eks. pentaner og butaner, fjernes. Dette betyder til gengæld, at de tungere dele af reformatet eller den krakkede fraktion også skal fjernes for at de generelle emissionsgrænser ved brug af benzinen kan overholdes. Dette medfører et tab af muligt produceret volumen. Størrelsen heraf afhænger af mængden af iblandet ethanol og fleksibiliteten m.h.t. en forøgelse af alkylatproduktionen. Med en iblanding på 5,8 % ethanol og køb af alkylat på det åbne marked vil det svare til et produktionstab på ca. 7,5 vol. %. I Californien regner man med, at andelen af alkylat i benzinen vil stige fra 15 til 25 % (Schremp, 2001). Man har endnu ikke fundet andre benzinkomponenter med lignende egenskaber som alkylat, og det udgør således en kritisk komponent, ikke mindst i sommersæsonen, hvor RVP- kravet er ekstra lavt (6,4 psi) Såfremt MTBE udfases er det vurderet, at en del af – i hvert fald den amerikanske – MTBE-produktion kan omstilles til produktion af alkylat. En analyse af prisudviklingen på alkylat som følge af den stigende efterspørgsel viste, at prisen i starten af 2001 steg med ca. 20 cent per gallon i løbet af et ½ år. Et antal raffinaderier (BP, Chevron Texaco, Exxon Mobil og Shell) annoncerer i 2002, at de vil foretage en fremskyndet udfasning af MTBE i Californien til starten af 2003. Sammen med Conoco Phillips vil de betyde, at 60 til 70 % af Californiens benzin vil indeholde ethanol fra 2003 (Schremp, 2003). Status for de Californiske raffinaderier i 2003 fremgår af tabel 5.6. På statustidspunktet svarede det til at hovedparten af benzinen produceret på de sydcaliforniske raffinaderier ikke indeholdt MTBE, mens det gjaldt for mindre end 50 % af benzinen produceret i Nord Californien. Det anføres, at følgende kriterier skal være opfyldt for at der kan foretages en succesfuld udfasning af MTBE:
Tabel 5.6 MTBE eller ethanol på de californiske raffinaderier i 2003
Ved udskiftning af MTBE med ethanol vil det for at opfylde de amerikanske RFG krav være nødvendigt at tilsætte mindre ethanol end MTBE (ca. 6 % mod ca. 11 %). Samtidigt vil ca. 5 % af de mest flygtige komponenter i basisbenzinen skulle fjernes for at RVP-kravet kan overholdes. Det betyder, at den producerede mængde i alt reduceres med 10 %. I dag er det i USA p.g.a. af afgiftsnedsættelsen på benzin ved iblanding af ethanol økonomisk gunstigt at tilsætte yderligere ethanol (op til 10 %). Det siges, at damptryksforøgelsen ved denne supplerende tilsætning ikke vil blive større end ved tilsætning af 5,7 % ethanol, d.v.s. at der ikke behøver at blive fjernet yderligere mængder af lette komponenter fra benzinen, inden iblandingen af ethanol. Tilsætningen vil i øvrigt yderligere reducere den gennemsnitlige emission af toksiske komponenter i forhold til benzin med 5,7 % ethanol. Der er lavet en vurdering af, om den nødvendige infrastruktur m.h.t. ethanol-forsyning af Californien er på plads. En oversigt over denne fremgår af figur 5.3. Det fremgår af figuren, at en del af forsyningen forventes at komme fra Europa.
Figur. 5.3 Tilførsel af ethanol til det californiske marked, Schremp (2003). Af andre relevante konsekvenser af en udfasning nævnes:
Det nævnes endvidere, at et antal udenlandske (land ikke nærmere specificeret) ikke løbende producere den nødvendige blandingsbenzin til iblanding af ethanol, og at ikke-amerikanske raffinaderier generelt har større vanskeligheder ved at producere denne type benzin (årsag ikke specificeret). Generelt vil et mere internationalt behov for renere benzin give forsyningsproblemer med mindre raffinaderierne sikrer den nødvendige omstilling. I forbindelse med vurderingerne af mulighederne for at erstatte MTBE med ethanol i benzin i USA er der foretaget en del beregninger af om der kan fremstilles benzin uden MTBE og med ethanol, som i øvrigt overholder kravene til benzinens egenskaber, således som de er opstillet føderalt og i Californien. Der er i den sammenhæng set på, om dette kunne ske både med og uden fastholdelse af kravet til iltindhold. Der har endvidere været set på, om det kunne fremstilles benzin helt uden oxygenater, som også kunne overholde de øvrige krav til benzinen og til de emissioner, anvendelsen af den afstedkom. Der er endvidere set på forskellige mulige produktionsvarianter samt omkostningerne herved. Som grundlag for disse beregninger er der indsamlet oplysninger om sammensætningen af forskellige benzintyper svarende til de danske 98, 95 og 92 oktan (i visse tilfælde kun 98 og 92 oktan). Disse oplysninger fremgår af tabel 5.7 og 5.8. Tabel 5.7 Sammensætning af benzin produceret i Californien i 1997 (CEC, 1998)
E200 og E300 svarer næsten til % fordampet ved henholdsvis 100 og 150 °C. Bemærk at RON svarer til det, der i Europa kaldes oktantallet, mens oktantallet i USA svarer til CON. De røde tal er beregnede tal, f.eks. gennemsnit for en gruppe. Der er tale om benzin med ca. 11 % MTBE samt et begrænset indhold af TAME (under 5 % af den samlede oxygenat mængde). Tabel 5.8 Sammensætning af benzin produceret i Californien i 1996
Det ses af tabellerne, at der er en mindre variation i egenskaberne for den enkelte type, men at denne er meget mindre end variationen mellem californisk RFG, føderal RFG (repræsenteret ved benzin anvendt i Arizona) og konventionel amerikansk benzin.. Det ses også at både californisk og føderal RFG overholder de nye europæiske krav til sammensætning. Det ses også, at der i USA anvendes en væsentligt større andel af, hvad der svarer til 98 oktan benzin i forhold til Danmark (og EU generelt). I de videre vurderinger ses der ikke på de enkelte benzintyper, men på den samlede benzin-”pool”, når der ses på effekten af erstatning af MTBE med ethanol. Betydningen for den enkelte benzintype er derfor ikke direkte beregnet. Der nævnes dog på intet tidspunkt problemer i forhold til egenskaberne af de enkelte benzintyper, og som man vil se kan der opnås oktantal (målt som (RON + MON)/2 = CON) på 90 samtidigt med at et damptrykskrav på 6,6 psi overholdes. CEC har beregnet sammensætningen af en benzin, der skal bruges til iblanding af forskelligt ethanol indhold (varierende mellem 6 og 10 %), såfremt det resulterende damptryk ikke må overstige 6,8 psi og sammensætningen i øvrigt skal svare til en benzin, der lever op til californisk RFG (svarende til en benzin med ca. 11,6 % benzin). Resultatet af disse beregninger fremgår af tabel 5.9. Til sammen ligning er også beregnet egenskaberne for en basisbenzin til iblanding af 11,6 % MTBE. Som ovenfor nævnt er disse beregninger foretaget for en resulterende benzin med en sammensætning ca. svarende til hvad der er gennemsnitligt for en blanding af de 3 benzintyper. Tabel 5.9 Sammensætning af en benzin til blanding med ethanol (CARBOB) ved forskelligt ethanol indhold og fastholdt kvalitet af den resulterende benzin (CEC, 1998)
Det ses af beregningerne ovenfor, at basisbenzinen til iblanding af ethanol skal have et lavere damptryk end ved iblanding af MTBE, den skal have en lidt højere procent, der afdamper ved 100 °C og 150 °C, altså være lettere, og samtidigt have et lidt lavere indhold af aromater og olefiner for at nå det samme slutresultat. Det skal dog bemærkes, at de her krævede indhold af aromater og olefiner er væsentligt lavere end de nye EU krav til benzin. EUs krav til maximalt iltindhold vil kunne overholdes med op til 7,7 % ethanol, men ethanolkravet (på 5 %) vil selvfølgeligt være overskredet i alle 3 tilfælde. Udfra tabellen skønnes det, at skal der tilsættes 5 % ethanol til benzinen vil aromat- og olefin indholdet skulle reduceres yderligere en smule resulterende i et lidt højere gennemsnitligt oktantal. USA’s Energy Information Administration, EIA har foretaget et tilsvarende regnestykke vedrørende mulighederne for at producere føderal RFG-benzin uden MTBE på et raffinaderi, der i forvejen producerer denne type benzin. Man har set på, hvilke benzinfraktioner/raffinaderistømme der skulle produceres samt evt. købes for at kunne levere en benzin med samme kvaliteter som en føderal RFG-benzin samt på produktets resulterende kvaliteter. Det skal bemærkes, at der ikke er særlige krav til føderal RFG for svovl og destillationsprocenter ved bestemte grader (svarende de krav der er til E200 og E300 i californisk benzin og fordampning ved henholdsvis 100 og 150 °C for europæisk benzin). Tabel 5.10 viser en oversigt over de scenarier, som har et svovlindhold, der opfylder EUs krav. Der er tale om 2 scenarier med 10 % ethanol samt et scenarie uden oxygenat. Endvidere vises et scenarie med 5,8 % ethanol, men hvor svovlindholdet er for højt. Bemærk, at der i dette scenarie ikke er korrigeret for reduktionen i volumen p.g.a. det lavere indhold af ethanol. Det ses af tabellen, at med denne sammensætning (bl.a. højere indhold af aromater og olefiner) vil kravet til minimumsfordampning ved 100 °C (ca. svarende til E200) ikke kunne overholdes. Tabel 5.10 Sammensætning og egenskaber for føderal RFG produceret uden MTBE,
Cunningham (1999) har bl.a. regnet på, hvilken betydning erstatning af MTBE med ethanol vil have på destillationsindexet. Afhængigt af om der tages udgangspunkt i californisk eller føderal RFG-benzin vil en erstatning af ca. 11,6 % MTBE med 6 % ethanol hæve destillationsindexet med 5 til 9 %. I sidste tilfælde vil indekset komme lidt over den af bilindustrien ønskede grænse på 1200. Konventionel benzin har allerede et index, der overstiger 1200. Cunningham regner i øvrigt også på de økonomiske konsekvenser og ender med at mene, At CECs prisstigningsestimater er for små (bør være 3 gange højere). Det er i Californien skønnet, at en omstilling af raffinaderier og forsyningsstruktur vil kræve en samlet tidsperiode på 33 til 39 måneder. Som tidligere nævnt gik en række af de californiske raffinaderier allerede i 2002 i gang med at skifte til ethanol og per 1. januar 2004, hvor MTBE-forbudet for benzin solgt i Californien trådte i kraft, havde alle raffinaderier omstillet sig til at levere MTBE-fri benzin. 5.2 ØkonomiPrisudviklingen for råolie 1999-2003fremgår af fig. 5.4.
Fig. 5.4 Prisudviklingen for råolie 1999 – 2003, USD per tønde SEMA oplyser på deres hjemmeside om Cleaner Burning Gasoline, at i gennemsnit vil anvendelsen af ”cleaner burning gasoline” kunne medføre en reduktion i brændstoføkonomien svarende til mindre end ½ mile mindre kørt per gallon end ved anvendelse af ”almindelig” benzin (SEMA, 1995/2004). ”Cleaner burning gasoline” er i denne sammenhæng den type benzin, der har været på markedet i Californien siden marts 1996, CaRFG2, og som satte begrænsninger på svovl, benzen, aromater, olefiner og RVP samt krav til iltindhold og T50 og T90. USA’s kongres har godkendt et føderalt skattefradrag til benzin med ethanol på mellem 3,0 og 5,2 cent per gallon (US DOE, 2003) i forhold til den føderale afgift på benzin på 18,4 cent per gallon. I 1999 var fradraget på 5,4 cent per gallon (Rice & Cannon, 1999), og i 2003 på 5,2 cent per gallon. Derudover er der i nogle stater en yderligere afgiftslettelse, f.eks. 10 cent per gallon i Connecticut. Et studie af den amerikanske additiv industri udført af Freedonia i 2002 nævner, at regeringens afgiftsreduktion vil blive forlænget til og med 2007 (Freedonia, 2002). Prisen på benzin er ved en vurdering foretaget af California Energy Commission i 1998 blevet skønnet til kun at stige med 2 – 3 cents per gallon ved en erstatning af MTBE med ethanol (Schremp, 2003). I 2003 er denne vurdering revideret til, at prisstigningen vil ligge mellem 3,4 og 6,4 cent per gallon. Der kom samtidigt en rapport (The Stillwater Report), som peger på potentielle problemer med tilførsel og infrastruktur. Bl.a. skønnes det, at der kan komme en 5 til 10 % reduktion i benzintilførselen, og der vil være øget risiko for store prisfluktuationer. Prisen på ethanol som brændstof additiv lå i 2001 på 1,53 US$/gallon, hvor produktionsprisen samtidigt blev skønnet til at ligge på ca. 0,80 US$/gallon (Hoffman, 2001). Energibalancen ved produktion af ethanol er blevet undersøgt af Thomas & Kwong (2001), som har påvist, at energiudbyttet ligger på 1,2 til 1,4 gange inputtet af fossil energi til produktionen. Endvidere stammer kun 7 % af energi-inputtet i ethanol (fremstillet ud fra majs) fra olie, mens 93 % stammer fra naturgas og kul. De beregnede også den resulterende tillægspris (i cent per gallon) ud fra en amerikansk raffinaderimodel og med indkøbt MTBE og ethanol (produceret ud fra amerikanske forudsætninger). De resulterende tillægspriser blev på henholdsvis 2,11 og 3,07 cent per gallon. Det har været beregnet, at netop kulstofemissionen reduceres omend begrænset ved at anvende ethanol i transportsektoren. Det skønnes, at denne reduktion kan øges betragteligt, hvis man i stedet overgår til at producere ethanol fra cellulose i stedet for korn. Californiens Energikommission udførte i 1999 et studie, som bl.a. vurderede tillægspriserne på benzin på kort og langt sigt ved overgang til anvendelse af andre oxygenater end MTBE (CEC, 1999). Resultatet er gengivet i tabel 5.11. Tabel 5.11. Tillægspriser på kort og langt sigt ved anvendelse af andre oxygenater end MTBE (CEC, 1999), cent per gallon
Schremp (1999) angiver tilsvarende, at en overgang fra MTBE til ethanol vil medføre en stigning i benzinprisen på 2 – 3 cent per gallon. Overgang til oxygenatfri benzin skønnes at medføre en stigning på 1 – 4 cent per gallon. DOE har vurderet, at en ophævelse af iltkravet kombineret med et krav om fjernelse af MTBE vil medføre en prisstigning på 2,4 cent per gallon. Til sammenligning kan nævnes, at benzinprisen (for Premium/98 oktan) i Europa per 1. januar 2002 varierede mellem 2,57 US$/gallon (Spanien) og 4,16 US$/gallon (Storbritannien), hvor priserne i Nordamerika samtidigt lå på mellem 1,29 US$/gallon (USA) og 2,63 US$/gallon (Mexico). I USA skønner API, at reduktionen af svovlindholdet til max. 30 ppm vil koste ca. 4,5 cent per gallon på forbrugerprisen (API, 2001). Samtidigt vurderer de, at investeringen på de amerikanske raffinaderier for at kunne tilgodese udfasningen af MTBE, dog under forudsætningen af at iltkravet fjernes, vil koste i alt 1,4 milliarder US$. Et fuldstændigt ophør af brug af MTBE i USA må forventes at give et kraftigt pres på produktionen af alkylat og dermed en kraftig forøgelse af prisen på kort sigt indtil raffinaderierne har omstillet sig teknisk. Udviklingen i priserne på CARBOB (den basisbenzin hvori ethanolen blandes) fremgår af fig. 5.5. Figur 5.5. Variationen i prisen på CARBOB (basisbenzin til iblanding af ethanol) fra primo 2003 og til nu (efter CEC, 2004). Environment Australia (2000) har udført en vurdering af tillægsprisen per oktanenhed og vurderer, at den mellem 92 og 95 oktan ligger på 0,16 US$/tønde og mellem 95 og 97 på ca. 0,5 US$/tønde. De kigger også på transport af oxygenater og benzinkomponenter og vurderer, at omkostningen for at transportere henholdsvis oxygenat og benzinkomponenter til Australien fra de relevante markeder (i Mellemøsten og Europa) ligger på 30 US$/ton for oxygenaterne og 15 US$/t for benzin (p.g.a. større transportvolumen). Ud fra denne betragtning ville det alt andet lige bedre kunne betale sig at transportere færdigblandet benzin, hvilket af andre årsager ikke nødvendigvis er en mulighed. Etablering af supplerende alkyleringskapacitet er dyr: et produktionsanlæg til produktion af 10.000 tønder pr. dag er skønnet at koste mellem 30 og 80 mio. dollars (Gabroski, 2003). Samtidigt skal den nødvendige FCC-kapacitet være tilstede. Inden for det europæiske Auto-Oil II program er der regnet på en række scenarier med ændrede benzinsammensætninger med henblik på en nedbringning af VOC emissionen. 1 – 3 % reduktion af VOC-emissionen blev opnået med de forskellige scenarier, hvoraf det også fremgik, at tilsætning af oxygenater kunne blive nødvendigt. Omkostningerne for raffinaderierne som følge af scenarierne blev skønnet til 300 – 700 mio. Euro om året. Virkningerne af disse omkostninger blev kun skønnet at have begrænsede virkninger på benzinprisen (EU-kommissionen, 2000). I forbindelse med det i kapitel 5.1. nævnte danske bioethanolprojekt er det beregnet, at iblanding af 2 % bio-ethanol i dansk benzin vil give en prisstigning på 92 og 95 oktan benzin på 2 øre pr. liter. 5.3 Tekniske krav til distributionssystemer ved ændret benzinsammensætningI de fleste vurderinger, der f.eks. er foretaget med henblik på erstatning af MTBE ned ethanol i Californien, er det ret hurtigt blevet udelukket at se på blanding af basisbenzin med ethanol i tankanlæg på raffinaderierne p.g.a. risikoen for, at ethanol separerer fra vandfasen, hvis der er vand tilstede i tanksystemet. Det nævnes dog (Downstream Alternatives, 1999), at enkelte anlæg i Midtvesten, især dem med muligheden for recirkulation i systemet, anvender tankopblanding. En anden metode er at blande ethanol og benzin direkte i tankbilerne, der skal forsyne benzinstationerne, hvilket også er blevet anvendt en del i Midtvesten. Som den bedste metode omtales, den hvor ethanol og basisbenzin blandes direkte i tilførselsledningen på terminalerne ved injektion. Dette giver den mest kontrollerbare blanding, men kræver et forholdsvis udbygget system og er ikke altid mest hensigtsmæssigt i en overgangsperiode. Andre modifikationer til tank og distributionssystemet kan være nødvendige, men er ”hyldevarer”, som ikke kræver særlig konstruktion (Berg, 2001). På grund af risikoen for iblanding af vand transporteres ethanol ikke i rørledninger, men i tankvogn eller med jernbane. Rent økonomisk kræver transport i rørledning også meget voldsomme transportmængder, som sjældent vil være relevant for ethanol. Der findes ikke i dag i USA et ethanol produktionssted, som har den tilstrækkelige kapacitet til økonomisk at retfærdiggøre transport i rørledning (Berg, 2001). I Sverige planlægger som tidligere nævnt alle de større benzinselskaber at sælge benzin både med 85 % og 10 % ethanol, og der fandtes i 1999 allerede 40 offentlige tankstationer med et sådant salg (samt et antal tankstationer til forsyning af busser m.m.). Der kørte i Sverige i 1999 ca. 1000 personbiler på benzin med 10 % ethanol. Dette tal må forventes at være steget siden. På denne baggrund må det antages, at problemer relateret til distribution af benzin med ethanol er løst. Ifølge Graboski (2003) vil den udjævnede merpris til håndtering af ethanol på benzinterminalerne ligge på 0,1 cent per gallon. Isopropanol vil separere fra benzinen i mindre grad end ethanol ved tilstedeværelsen af vand, og separationen af butanol er så begrænset, at det vil kunne håndteres på lige fod med æterne (Environment Australia, 2000). Et af hovedargumenterne for produktion af ETBE ud fra ethanol er, at håndtering og iblanding af ETBE er væsentligt simplere end af ethanol.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
