Imaju li čista naftna goriva budućnost?

Naftna goriva još čine oko 92 posto globalne potrošnje energije u prometu

 

 

Goriva na osnovi nafte dominiraju u svim oblicima prijevoza više od stoljeća. No, iako su desetljećima poznata, tri alternativna goriva posljednjih su godina sve prisutnija na tržištu: biogoriva, prirodni plin i električna energija. Unatoč tome, potpuno naftna goriva još čine oko 92 % globalne potrošnje energije u prometu. S obzirom na globalno deklarirane javne politike prelaska na obnovljive izvore, na niskougljično gospodarstvo i sl., postavlja se pitanje kako rafinerije nafte odgovaraju na te izazove?

Jedan od najznačajnijih trendova koji utječe na rafinerijsku industriju u posljednjih 30 godina jest proizvodnja što čišćih goriva. Glavni aspekt tzv. čistih goriva, koje inače odlikuje vrlo niska razina sumpora, fokusiran je još i na reduciranje ostalih onečišćivača iz ispušnih plinova vozila poput ugljičnog monoksida, dušičnog oksida, ugljikovodika i krutih čestica. Taj ‘svijet’ s malo sumpora i ostalih onečišćivača u gorivu nikako nije jeftin. Potrebne su milijarde dolara za nova postrojenja za proizvodnju visokokvalitetnih goriva koja zadovoljavaju specifikacije najstrožih europskih standarda Euro IV, a posebice Euro V i Euro VI.

 

Sve strože norme

 

Naime, mnoge zemlje širom svijeta usvojile su u vlastitim standardima specifikacije tih europskih standarda, budući da je Europa vodeća u propisima za čista goriva u prometu. Zbog toga se ta goriva s ultraniskom razinom sumpora (ULS) rade po standardima Bharat Stage 6 (BS-6) u Indiji, National 5 i Beijing 6 u Kini, Level 3 u Sjedinjenim Američkim Državama i AFRI 4 u dijelovima Afrike. Najkraće rečeno, te specifikacije uključuju ograničenja u vidu smanjenja količine sumpora u gorivima u prometu mjerenima u dijelovima na milijun (ppm). Da bi zadovoljile takve stroge propise za smanjenje količine sumpora u benzinu, dizelu, mlaznom gorivu itd., rafinerije su uložile stotine milijardi dolara u proteklih 30 godina u nove proizvodne jedinice, nadogradnje i proširenja kako bi ispunile sve strože propise o sumporu i emisijama plinova.

Ta su ulaganja u razdoblju od 1993. (prije pojave standarda Euro II) do danas snizila razinu sumpora u gorivima u prometu s 2000 na 10 ppm (Euro V i Euro VI). I dalje se radi na tome da se udio sumpora još smanji. Prema zadnjim izvješćima Organizacije zemalja izvoznica nafte (OPEC) i Međunarodne agencije za energiju (IEA), predviđa se da će se globalni kapaciteti desulfurizacije u rafinerijama znatno povećati već ove godine i da će do 2025. novi kapaciteti premašiti 4 mil. bbl/d (prema IEA-u), odnosno gotovo 6 mil. bbl/d (prema OPEC-u).

 

Velika ulaganja širom svijeta

 

Američko tržište goriva u prometu najveće je na svijetu. Do 2017. specifikacija standarda Tier 2 udio sumpora u benzinu ograničavala je na 30 ppm, što je otprilike odgovaralo europskom standardu Euro IV, a od 2017. godine na snazi je specifikacija Tier 3 koji je udio sumpora u benzinu ograničio na 10 ppm, što odgovara zahtjevima iz Euro V. Smatra se da je ta specifikacija znatno utjecala na smanjenje emisija vozila pa se procjenjuje da je, npr. emisija NO_X u SAD-u smanjena za oko 260 000 t godišnje.
S američkim propisima potpuno je usklađena i Kanada, čije su rafinerije u posljednjem desetljeću uložile 8 mlrd. dolara u snižavanje razine sumpora u benzinu i dizelskim gorivima.

 

S druge strane svijeta, kako bi pomogla suzbijanju onečišćenja zraka, Kina je za vozila postavila agresivne standarde ekonomičnosti potrošnje goriva do 2020. godine. Od 2017. godine Kina provodi svoj standard kvalitete National 5, ekvivalentan Euro V, što znači da je udio sumpora u benzinu i dizelu 10 ppm. Da bi to postigle, najveće kineske rafinerije morale su investirati više od 7 mlrd. dolara.
U Indiji su rafinerije u posljednjih 15 godina uložile više od 30 mlrd. dolara kako bi do 2020. mogle zadovoljiti specifikacije Bharat Stage 4 (BS-4),što odgovara Euro IV (s udjelom sumpora 50 ppm). Štoviše, u planu je sredinom ove godine uvođenje specifikacije BS-6, što odgovara Euro VI (udio sumpora 10 ppm).

Indonezija je kao najveće gospodarstvo Jugoistočne Azije svjetski lider u proizvodnji palminog ulja i promiče njegovu uporabu kao biogoriva.Tako je 2016.povećan udio primješavanja palminog ulja u dizelsko gorivo na 20%, a ove godine ga se planira povećati na 30%. Indonezijska vlada očekuje da će takva pojačana upotreba biogoriva značajno smanjiti emisije iz vozila, čime bi postigla sličan cilj kao s ULS gorivima (s malim udjelom sumpora).

 

Na afričkom kontinentu su dobro poznati veliki problemi s opskrbom čistim gorivima. Malo je zemalja usvojilo propise o ULS gorivu, ali je više zemalja na jugu Afrike najavilo proizvodnju čistijih goriva već ove godine. Njihov je cilj bio do danas proizvesti gorivo sa specifikacijama AFRI-4 što je ekvivalent Euro IV. To bi značilo maksimalni udio sumpora u dizelu od 50 ppm i benzinu od 150
ppm. Da bi ispunile taj cilj, afričke rafinerije morale su uložiti više od 7 mlrd. dolara u dodatna postrojenja. Vlada Južne Afrike je pri tome otišla najdalje. Njezin državni program CF2 podrazumijeva da se od ove godine proizvode goriva sukladno specifikaciji Euro V, s udjelom sumpora 10 ppm ili manje, a uz smanjenje udjela benzena s 5 na 1% i udjela aromata s 50 na 35%. Program CF2 je izvorno trebalo provesti još 2017., ali je rok pomaknut na ovu godinu zbog nužnosti velikih ulaganja koja se opet mjere milijardama dolara. Međutim, južnoafričke rafinerije oklijevaju s potrebnim investicijama za nadogradnju zbog malog povrata.

 

I druge velike afričke zemlje, poput Egipta i Alžira, planiraju projekte poboljšanja kvalitete goriva. Međutim, s obzirom na to da se u Aziji i na Bliskom istoku grade ultramoderne rafinerije, afričke države bi mogle nastaviti uvoziti visokokvalitetne rafinirane proizvode kako bi zadovoljile potražnju, umjesto da same ulažu u kapitalno intenzivne projekte. Naime, države Bliskog istoka i dalje povećavaju kapacitete rafiniranja kako bi diverzificirale izvoz kvalitetnijih rafiniranih naftnih proizvoda na globalnom tržištu.Tradicionalno, te su rafinerije imale jednostavne konfiguracije i visoke prinose loživog ulja, dijelom i zbog velikih potreba za proizvodnjom energije koristeći loživo ulje. To se danas uvelike mijenja. Nova generacija visokosloženih postrojenja, koje uključuju hidrokreking, katalitičko krekiranje i hidrotretiranje u kombinaciji s nadogradnjom i proširenjima postojećih postrojenja, a koje su projektirane za minimiranje proizvodnje loživog ulja i maksimiranje proizvodnje srednjeg destilata s malim udjelom sumpora, dizela i benzina, radikalno mijenjaju paletu proizvoda. 

 

Saudijska Arabija i Kuvajt vodeći su u projektima novih čistih goriva u regiji. Saudijska Arabija nastoji smanjiti udio sumpora u dizelu i benzinu na 10 ppm, a benzena u benzinu na 1%. To predstavlja dramatičan pomak razine sumpora od 2012. godine, kada je maksimalna razina sumpora u dizelu bila veća od 500 ppm. Kuvajt investira više od 30 mlrd. dolara u ambiciozne planove za remont rafinerijskog sektora. Plan je smanjiti udio sumpora u proizvodnji benzina s 500 ppm na manje od 10 ppm uz smanjivanje koncentracije benzena i aromata. Također će se smanjiti i udio sumpora u loživom ulju s 4,5 na 1 ppm.

Na drugoj strani svijeta, zemlje Srednje i Južne Amerike, koje se uvelike oslanjaju na prihode od izvoza nafte, teško su pogođene padom cijena nafte jer im zbog toga nedostaje novac za financiranje modernizacije kapaciteta za proizvodnju ULS goriva. Međutim, u toj regiji postoje druge inicijative za čista goriva. Još 2014. godine Brazil je povećao udio primješavanja etanola u benzinu s 5 na 7%, a u dizelu s 25 na 27%. Bili su najavljeni i dodatni planovi modernizacije rafinerija, ali golemi dugovi, problemi s korupcijom i prekoračenje troškova nepovoljno su se odrazili na završetak takvih projekata.Veliki proizvođač nafte Meksiko također želi od ove godine udvostručiti proizvodnju benzina s ultraniskim sumporom i niskosumpornog dizelskog goriva,a državna naftna tvrtka Pemex je u to uložila oko 20 mlrd. dolara.

 

Rusija kao donedavno najveći proizvođač nafte na svijetu proizvodi više nego dovoljno rafiniranih proizvoda za zadovoljavanje domaće potražnje,ali joj još nedostaju napredni kapaciteti za proizvodnju goriva visoke kvalitete kao što su ona prema standardu Euro IV i s niskom razinom sumpora prema Euro V. Ruska vlada je 2011. godine postavila ambiciozan plan za modernizaciju postojećih rafinerijskih postrojenja i poticanje izvoza visokokvalitetnih proizvoda. Plan vrijedan 55 mlrd. dolara zahtijevao je izgradnju ukupno 130 novih proizvodnih jedinica do ove godine. Međutim, od 2015. godine u više je navrata odgađan zbog pada cijena nafte i sankcija, koje su ruskim tvrtkama ograničile mogućnost financiranja. Unatoč tim poteškoćama, brojne veće i manje ruske naftne rafinerije, koliko mogu, nastavljaju s programom modernizacije usmjerene na proizvodnju goriva prema Euro V.

 

Za europske rafinerije, od kojih mnoge već proizvode goriva prema Euro V i VI, danas je najveći izazov zadovoljavanje propisa o gorivima za brodove. Ono čini oko 7% proizvodnje europskih rafinerija, a dosadašnji su im propisi omogućavali da za taj proizvod koriste manje kvalitetna i jeftina goriva ili loživa ulja s više sumpora. S početkom ove godine, u cilju zaštite okoliša novi propisi nalažu da brodovi u određenim područjima kontrole emisija (ECA) moraju koristiti goriva sa samo 0,1% sumpora. To znači da sada brodska goriva trebaju praktično biti jednaka gorivima za vozila s niskom razinom sumpora. Pri tome ECA uključuju Baltičko i Sjeverno more, obalna područja SAD-a i Kanade i američki dio Karipskog mora. Međunarodna konvencija o sprječavanju onečišćenja s brodova (MARPOL) također postavlja ograničenja za brodska goriva na područjima izvan ECA-a. Počevši od ove godine udio sumpora u brodskim gorivima koja se koriste izvan ECA-a smanjit će se s 3,5% na samo 0,5%.

 

Čista goriva su budućnost

 

Svi ti stroži propisi i uložene milijarde dolara u njihovo zadovoljavanje, ali i usporena elektrifikacija prometa, jasno ukazuju da bi čista naftna goriva vjerojatno još nekoliko desetljeća mogla biti temelj prometa u svijetu ili barem u tome imati vrlo važnu ulogu.
Naime, stručnjaci se uglavnom slažu u procjeni da bi se u doglednoj budućnosti za razne svrhe i namjene mogla koristiti vozila s različitim vrstama pogona i goriva. Po nekima bi tako na kratkim udaljenostima unutar gradova električna vozila mogla dominirati i više će se koristiti električna energija. Za prijevoz teških tereta na velike udaljenosti mogao bi dominirati vodik koji bi dugoročno mogao postati i osnovno gorivo. Biogorivo kao nusproizvod poljoprivrednog i drugog otpada bi dijelilo udio s naftnim gorivima. Neki drugi stručnjaci se slažu da bi električna energija zadovoljavala lokalni prijevoz automobilom, a možda i teretna vozila do 16 t na lokalnom prijevozu. Međutim oni očekuju da bi plin bio najbolje rješenje za one kamione i autobuse koji se na kraju radnog dana ili smjene vraćaju u svoju bazu. Po njima bi naftna goriva, benzin ili dizel, bila najbolja za automobile, autobuse i kamione na putovanjima na duge udaljenosti ili koji se na kraju svakog dana ili radne smjene ne vraćaju u bazu.

Što će točno donijeti budućnost, ovisit će na kraju o brojnim čimbenicima. Hoće li budući tehnološki razvoj primjene vodika kao motornog goriva moći ispuniti sva dosadašnja velika obećanja vezana uz njega? Hoće li razvoj baterija moći dati odlučujuću prednost korištenju električne energije?

Na kraju, ostaje vidjeti i kako će djelovati tržišni čimbenici poput dostupnosti i cijene pojedinih alternativnih goriva budući da rast cijena, npr. naftnih goriva ostale alternative odmah čini poželjnijima. Ono što je za sada sigurno je da će se idućih desetljeća vjerojatno paralelno koristiti kombinacije više alternativa goriva u prometu, iako je sada teško točno procijeniti kakvi će biti tržišni udjeli pojedinih goriva.

 

Mr. sc. Ivo Tokić, www.energetika-net.com