| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Vurdering af MTBE og alternative additiver - erfaringer, miljøvurdering og forsyningssikkerhed

6 Opsamling og vurdering

I det følgende er de indsamlede informationer om de forskellige additiver og relaterede benzinkomponenter søgt sammenfattet. Først ses på deres toksiske egenskaber og deres potentielle påvirkning af luft og primært grundvand. Dernæst summeres de enkelte landes erfaringer/holdninger til additiverne, og endeligt ses der på de tekniske, forsyningsmæssige og økonomiske aspekter.

Uanset valg af additiv (eller af intet additiv) vil de nye krav til benzin (f.eks. lavere damptryk, lavt svovl- og aromatindhold) betyde et øget behov for benzinkomponenter med egenskaber, som svarer til alkylat. Vurderingen af alkylat behandles derfor primært som et teknisk og resourcemæssigt spørgsmål. Alkylat (f.eks. eksemplificeret ved iso-oktan) har ingen særlige miljø- og sundhedsmæssige egenskaber, som adskiller sig fra benzin som helhed. Generelt kan man sige, at en erstatning af aromater med alkylat som oktan-fremmende komponent vil være positivt.

Der er foretaget omfattende vurderinger af de sundheds- og miljømæssige effekter af MTBE og til dels ethanol, mens videnen om de øvrige additiver er sparsom. Det er den gennemgående holdning, at en anvendelse af MTBE som benzinadditiv næppe udgør en stor sundhedsmæssig risiko, selvom MTBE er mistænkt for at kunne forårsage kræft ved større doser. Der er dog udtrykt bekymring for den stigende påvirkning af det generelle miljø med lave doser af MTBE og konsekvenserne heraf. MTBE opfattes primært som et organoleptisk problem.

Ethanol er ikke toksisk (med mindre der er tale om store doser) og er letnedbrydeligt, hvorfor det ikke som benzinadditiv opfattes som hverken et sundhedsmæssigt eller et miljømæssigt problem. Der foreligger som nævnt ikke megen viden om effekterne af de øvrige oxygenater.

Med nye eller opgraderede tanksystemer må det forventes, at hyppigheden og omfanget af benzinudslip til det omkringliggende miljø vil blive væsentligt nedsat. Erfaringer fra USA viser imidlertid, at selv med de nye eller opgraderede systemer kan der forekomme udslip af benzin, som kan føre til væsentlige grundvandsforureninger med MTBE og lignende additiver. Selv automatiske alarmsystemer er ikke en garanti for at et udslip opdages i tide eller opdages i det hele taget. Man kan således også i fremtiden forvente at finde MTBE eller alternative additiver i grundvandet, såfremt disse stoffer anvendes i benzin. Det skal bemærkes, at opgraderingen af tanksystemerne i Danmark kun omfatter tanke med større benzinsalg, hvorfor et stort antal tanke ikke er omfattet af BEK nr. 555 af 9. juni 2001 og dermed ikke vil skulle opgraderes.

Ser man på, om der er forskel på at anvende MTBE eller andre additiver, vil MTBE og andre ætere (samt alkylat) i modsætningen til alkoholerne kunne spredes til det omkringliggende miljø via udslip af dampe og således afstedkomme et generelt indhold af disse stoffer i miljøet på lavt niveau.

Hovedkonklusionerne omkring de forskellige additivers effekt på grundvandskvaliteten er sammenfattet i Tabel 6.1. Alkylat er medtaget for fuldstændighedens skyld.

Tabel 6.1. Hovedkonklusioner i forhold til de enkelte additivers effekt på grundvandskvaliteten.

Tilstedeværelsen af oxygenater synes, at kunne medføre en øget faneudbredelse enten af additivet selv (MTBE) eller af BTEX-fanen (for ethanol). Sammenfattende synes den øgede faneudbredelse at være størst for MTBE. For MTBE vil selvstændige faner af additivet kunne forekomme, mens dette ikke er tilfældet for ethanol.

Der er tilsyneladende meget varierende erfaringer med anvendelse af forskellige teknikker til oprensning af MTBE og ethanol. Ligesom der er meget delte meninger om, hvorvidt tilstedeværelsen af additiverne fordyrer oprensningen eller ej. Da tilstedeværelsen af ethanol primært forårsager større/senere faner af BTEX, og da oprensningen af disse generelt er mindre omkostningskrævende end af faner indeholdende MTBE, må oprensningen af faner med ethanol generelt have lavere enhedspriser. Overordnet tyder alt dog på, at de totale oprensningsomkostninger primært  afhænger af de konkrete forhold i hvert enkelt tilfælde.

Med hensyn til luftforurening er der lavet en række undersøgelser af ændringerne i udstødningsemissionen som følge af tilsætning af oxygenater, primært MTBE og ethanol. Overordnet synes ændringerne i emissionen af CO, kulbrinter og NO_x mere at afhænge af luft/brændstofforholdet end af tilsætningen af oxygenat. Der er dog målt særskilt emission af MTBE fra udstødningen, men dette var ved høje tilsætninger af MTBE. Det er uklart, om der foreligger tilsvarende målinger for ethanol. Undersøgelser foretaget af California Air Resources Board  i 90’erne tyder på, at elektronisk styring af disse forhold samt katalysatorerne har større betydning for udstødningsemissionen end tilsætningen af oxygenat.

Modelberegninger af luftemissionen fra en nyere bilpark viser, at fordampningsemissionen udgør størstedelen af den samlede emission. Generelt medfører tilsætning af MTBE eller ethanol en reduktion i den samlede emission af benzen og 1,3 – butadien, men en stigning i emissionen af henholdsvis formaldehyd eller acetaldehyd. Det er vurderet, at tilsætning af MTBE eller ethanol vil forøge den direkte emission af aldehyder til atmosfæren, idet dog hovedparten af de transportrelaterede aldehyder dannes i atmosfæren ud fra alle typer brændstofkomponenter. Californiens EPA har ved hjælp af deres bilemissionsmodel beregnet, at en udskiftning af MTBE med ethanol (samme iltprocent) vil reducere CO- og formaldehyd-emissionen med 3 – 6 % og øge acetaldehyd emissionen med 4 %, mens de øvrige emissioner forbliver stort set uændrede.

Det vides, at fordampningsemissionen stiger med tilsætning af ethanol (fordi blandingsdamptrykket stiger) og falder med tilsætning af MTBE. På baggrund af modelberegninger af den resulterende luftforurening som følge af emissionerne er det dog konkluderet, at selvom VOC-emissionen stiger med tilsætning af ethanol, stiger ozondannelsen ikke p.g.a. det større iltindhold og den større reaktivitet.

Graboski (2003) sammenfatter miljømæssige fordele og ulemper ved øget anvendelse af forskellige benzinfraktioner og additiver som følger:

Tabel 6.2. Miljømæssige fordele (negative tal) og ulemper (positive tal) ved en forøget anvendelse af forskellige benzinfraktioner og additiver, Graboski (2003)

* PM = partikler (Particulate Matter)

I det følgende er de enkelte landes vurderinger søgt sammenfattet.

I USA ser man en stigende overgang fra MTBE til ethanol, især i områder med anvendelse af ”refomulated gasoline”, RFG, d.v.s. benzin med tilsat oxygenat jvf. amerikansk luftforureningslovgivning. Dette sker på trods af, at det amerikanske krav til damptryk for RFG, både føderalt og i Californien er væsentligt lavere end det europæiske damptrykskrav (44 til 48 kPa afhængigt af årstiden mod 60 kPa i Europa). RFG udgjorde i 1998 ca.  41 % af den samlede benzinproduktion i USA som helhed og ca. 88 % af benzinproduktionen på de californiske raffinaderier; andelen må forventes at være steget siden. Heraf udgjorde produktionen af ”premium grade” (svarende til 98 oktan) ca. 21 %. Denne omstilling er mulig, fordi man over tid har gjort de nødvendige ændringer i produktionen på raffinaderierne, således at man kan fremstille en basisbenzin med et tilstrækkeligt lavt damptryk, til at tilsætningen af ethanol kan foretages, uden at damptrykskravet overskrides.

Som baggrund for det er der både fra staternes og den føderale regerings energikontorers side tidligt i forløbet foretaget omfattende analyser af de nødvendige omlægninger af produktion, distribution og import. Alle disse analyser peger på, at omlægning er mulig, men at forsyningsproblemer (og deraf følgende prisstigninger) kan forekomme, indtil olie- og additiv-industrien har omstillet sig.

P.g.a. af det californiske markeds størrelse sammenholdt med deres behov for også at importere basisbenzin eller blandingskomponenterne dertil er også raffinaderiindustrien i Canada og Sydamerika under omstilling, idet de er storleverandører til dette marked.

Samtidigt vokser den nationale produktion af ethanol i USA, baseret primært på majs, meget stærkt med henblik på at tilfredsstille den nationale efterspørgsel. I USA synes overgangen fra MTBE til ethanol både at være drevet af miljøhensyn og ønsket om selvforsyning.

I Sverige har man traditionelt kun anvendt MTBE i mindre omfang. Der er en stigende interesse for ethanol, primært ud fra dets egenskab som fornyelig brændsel. Ethanol-benzin med et indhold af 85 % ethanol samt benzin med 5 % ethanol er til salg i stigende omfang i Sverige, og alle de store benzinselskaber markedsfører det. Ethanolproduktion ud fra især vinterhvede er i stigning i Sverige.

I Tyskland har Umweltbundesamt i 2003 vurderet MTBE som værende det bedste additiv, idet man dog understreger, at det må være en midlertidig løsning, og at andre muligheder bør findes. Ethanolproduktionen i Tyskland er stigende med flere anlæg under etablering.

I Sydeuropa anvendes primært ETBE baseret på ethanol. Der foreligger ikke i den engelsksprogede litteratur særligt mange oplysninger fra disse lande om undersøgelser af luftemission eller grundvandsforurening med relation til ETBE.

I Danmark har Miljøstyrelsen i en vurdering fra 2001 om renere biler bl.a. angivet, at en tilsætning af 5 % bio-ethanol til benzin, vil reducere det samlede udslip af CO₂ med en halv til en hel procent.

Bilindustrien (i form af Alliance of Automobile Manufactorers) udtrykker sig ikke om MTBE, men nævner, at ethanol ikke giver problemer (det angives, at ethanol øger forbrændingseffektiviteten). På grund af behovet for at øge antallet af kørte kilometer per liter (reduktion af CO2) har bilindustrien bl.a. udtrykt ønske om, at destillationsindexet sænkes til 1200. Dette har fået amerikanske myndigheder til at udtrykke bekymring for muligheden for at fremstille benzin til iblanding af ethanol, som kan overholde denne specifikation.

Til slut vil de tekniske, forsyningsmæssige og økonomiske forhold blive søgt sammenfattet.

Der er forskellige tekniske problemer knyttet til opbevaring og distribution af ethanol. Ud fra den kendsgerning, at ethanol allerede anvendes til iblanding i benzin i store dele af verden, vurderes dette at være et begrænset problem, som alene kan have en mindre økonomisk konsekvens i en omstillingsperiode.

Den europæiske grænseværdi for det maksimale indhold af ethanol i benzin er blandt andet fastsat af hensyn til den potentielle påvirkning af plastmaterialer i bilernes brændstofsystemer. Der produceres i dag biler med henblik på kørsel med næsten ren ethanol, på blandinger med ethanol og med mulighed for skift mellem benzin med og uden ethanol, hvorfor det skønnes, at sådanne problemer må være løst af bilindustrien.

Der er ingen produktion af MTBE i Danmark. Med den stigende overgang fra MTBE til ethanol i USA, må det forventes, at der er en rigelig (og derfor formentlig billig) tilgang til MTBE på markedet. Den del af MTBE-produktionen, der er baseret på iso-butylen, er dog af den amerikanske føderale energiadministration vurderet til at kunne omlægge produktionen til alkylat eller iso-oktan, hvorfor det må forventes at ske med tiden i takt med den stigende efterspørgsel efter alkylat.

Produktionen af ethanol er begrænset i Danmark. Der er dog blandt andet igangsat et større EU-støttet projekt , hvor der laves forsøg med produktion af ethanol baseret på blandt andethalm og gylle. Den europæiske ethanolproduktion anvendes traditionelt hovedsageligt i spiritusfremstillingen, men en stigning i produktionen med henblik på brændstofproduktion er på vej, bl.a. fremmet af EUs direktiv om øget anvendelse af biobrændsler. På kort sigt vil ethanol til tilsætning i benzin således (ligesom MTBE) skulle importeres, og en europæisk eksportør vil måske være vanskelig at finde. EU-kommissionen har i et såkaldt ”White Paper” og en ”Campaign for take off” udformet mål og aktivitetsplaner for en 20-dobling af de flydende biobrændstoffer i år 2010. Målet er 18 millioner ton olie-ækvivalenter. Udover ethanol omfatter planen en mindre del vegetabilske estere som f.eks. rapsmetylester, RME, som kan bruges som bio-diesel.

Hovedproblemstillingen synes (udover tilgængeligheden af ethanol) her at være, at der ikke sker en produktion af alkylat i Danmark, idet der ikke her i landet er anlæg til katalytisk krakning (i modsætning til de øvrige nordiske og europæiske lande), hvorfor alkylat således også skal importeres, såfremt der ikke foretages investering i den nødvendige produktionskapacitet. Det er ikke umiddelbart muligt at vurdere tidsrammer og omkostninger for de europæiske raffinaderier (herunder de danske) med hensyn til en tilsvarende omstilling, som de amerikanske raffinaderier har gennemgået med henblik på at fremstille basisbenzin med et endog meget lavt damptryk (p.g.a. de amerikanske krav til et resulterende damptryk, som er lavere end det europæiske, se tidligere). Det skønnes dog, at en ændring eller øget import af alkylat under alle omstændigheder vil være resultatet af de krav, der er implementeret pr. 1. januar 2005.

Alle studier af omkostningerne ved en erstatning af MTBE med ethanol peger på, at dette vil medføre en merpris på benzinen. Denne merpris vurderes alle steder til at være størst i starten, men vil på længere sigt (efter 3 år) være faldet betragteligt. Udfra de foreliggende oplysninger i 2004 vurderes den procentuelle forøgelse af prisen på dansk benzin ved en evt. omlægning at være ca. 1,5 % i starten faldende til under ½ % på længere sigt.

Fernandez & Keller (2000) har udført en cost-benefit analyse mellem anvendelse af 3 alternative brændstoftyper i Californien: en CaRFG2 med MTBE, en CaRFG2 med ethanol og CaRFG2 uden oxygenater. I analysen indgik udover omkostninger til produktionen og import af benzinkomponenterne (inkl. raffinaderi-investeringer), omkostninger til rensning af forurenet grundvand samt omkostninger relateret til helbredsskader p.g.a. luftforurening samt skader på økosystemer.

Konklusionen var, at den oxygenatfri benzin ville give en netto fordel på 0 til 1,2 milliarder US$, mens ethanol-benzinen ville give en netto omkostning på 0,5 til 1,8 milliarder US$ og MTBE alternativet en netto omkostning på 0,9 til 2,7 milliarder US$.

Udover det ovenfor anførte henvises der til diverse informationer i kapitel 5 angående pris på etablering af alkyleringskapacitet, pris på blandingsbenzin til ethanol i Californien samt generel pris på oktanøgning.

Med udgangspunkt i de beregninger, der er foretaget i flere sammenhænge i USA vedrørende mulighederne for at producere en benzin uden MTBE, der opfylder kravene til henholdsvis californisk og føderal RFG-benzin, synes det klart, at 92- og 95-oktan benzin kan produceres, således at de opfylder de nye EU-krav, enten uden oxygenat eller ved tilsætning af 5 % ethanol, såfremt man har adgang til enten produktion eller køb af alkylat. Det er straks mindre klart, om 98-oktan benzin kan produceres uden MTBE, idet alle publicerede regnestykker vedrørende substitution af MTBE med ethanol eller oxygenatfri benzin er foretaget på en blanding af de 3 benzintyper. En af de årsager, der herhjemme nævnes, til at ethanol ikke kan erstatte MTBE i 98-oktan benzin, er det resulterende høje damptryk.

Dette synes ikke at være et problem i USA, idet de amerikanske RFG-benziner i forvejen har væsentligt lavere damptryk end de europæiske nye krav. Dette er formentlig muliggjort p.g.a. den allerede høje andel af alkylat i disse benzintyper. Der er ingen steder i den amerikanske litteratur nævnt, at en fjernelse af MTBE ville føre til, at ”premium grade” benzin ikke længere kunne fremstilles (”premium grade” er den amerikanske benzintype med højest oktantal svarende til dansk 98-oktan, idet oktantallet ligger omkring 97 både i RFG og konventionel benzin). Det synes således at være muligt at producere også 98-oktan benzin uden MTBE, såfremt basisbenzinen har et højt alkylatindhold. En mere præcis vurdering heraf vil kræve f.eks. en beregning ved hjælp af den californiske raffinaderi model ARMS, hvilket ikke har været muligt inden for dette studie.

Sammenfattende vil en anvendelse af MTBE som benzinadditiv medføre en øget diffus belastning af grund- og overfladevandsressourcer, en øgning af punktkildebelastningen med MTBE og dermed af oprensningsomkostningerne (opgraderingen af større tankanlæg vil reducere den samlede punktkildebelastning, men ikke fjerne den helt), samt en mindre øgning af luftforureningen med formaldehyd. En anvendelse af ethanol som additiv vil medføre en mindre øgning af punktkildebelastningen af grundvandet med benzin (p.g.a. øgningen af faneomfanget i nogle tilfælde) og en mindre øgning af luftforureningen med acetaldehyd. Endvidere vil anvendelsen af ethanol give en mindre reduktion af anvendelsen af ikke-fornyelige ressourcer og give en begrænset reduktion af den samlede CO₂-emission. Miljø-økonomiske vurderinger tyder på, at den samlede samfundsøkonomiske omkostning er større ved anvendelse af MTBE end ved anvendelse af ethanol. For de øvrige additiver foreligger der ikke tilstrækkelig information til at tilsvarende vurderinger kan foretages.

Produktion af benzin med højt oktantal uden MTBE og med tilsætning af ethanol vil i Danmark kræve, at der enten investeres i anlæg til katalytisk krakning m.m., eller at de nødvendige blandingskomponenter importeres. Det må forventes, at en sådan omlægning vil øge benzinpriserne med ½ til 1½ %, hvor prisstigningen vil være størst i omlægningsfasen. Det er ikke på det foreliggende grundlag muligt at udtale sig om længden af den nødvendige omstillingsperiode hertil.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 Juni 2006, © Miljøstyrelsen.