OIL&NONOIL 2012 Modena, 13-15 maggio BIO-ETERI: RISORSA CHIAVE PER IL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI...

OIL&NONOIL 2012Modena, 13-15 maggio

BIO-ETERI:RISORSA CHIAVE PER IL

RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI NAZIONALI BIO-CARBURANTI

WALTER MIRABELLA

«Non mi considererei un ambientalista solo perché il tuo ibrido

viaggia sia a petrolio greggio che a carbone»

2 Direttive UE:«Energie Rinnovabili» e «Qualità

Carburanti»

• Obiettivi Ambiziosi

• Sfide Multiple

• Possibilità Limitate

• Soluzioni Disponibili

Sfide (esempi)

• Obblighi Industria Petrolifera vs. Sfera d’Azione

• Sbilanciamento Domanda/Offerta Benzina/Gasolio

• Balcanizzazione delle Regole d’Implementazione Paesi UE

• Resistenza del Consumatore ai carburanti “Alto-Bio”

• Limiti di Specifica Carburanti

FQD & Raffinazione: Responsabilità (Obbligo) Totale, ma Controllo Parziale

100%

EstrazioneGreggio

RaffinazioneCarburante

Distribuzione CombustioneMotore

1%4% 85%10%

15% 85%

Ind. Petrolifera Ind. Automobilistica

- 6% del totale, - 40% su I.P., - 60% su Raffinazione!

EfficienzaEnergeticaOperazioni

MiscelazioneBio-carburanti

CatturaImmagazzinamento

Carbonio

Sbilanciamento UEDomanda/Offerta Benzina/Gasolio

Fonte: Total 2012

• Raffinerie non progettate per l’attuale richiesta di mercato

• Export di benzina e import di gasolio hanno impatto sia finanziario che di emissioni CO2

• Massimizzazione produzione gasolio disottimizza le operazioni di raffineria ed aumenta le emissioni CO2

• Specifica massima miscelazione FAME (7%v/v) limita la bio-miscelazione nel gasolio

SU

RP

LU

SD

EF

ICIT

Balcanizzazione delle Regole d’Implementazione UE

7

NORVEGIA5,0%(v/v)

Parallel ObiettivosBenzina & Gasolio

FINLANDIA6,0(e/e)

Obiettivo CumulativoBenzina + Gasolio

OLANDA5,25%(e/e)

Gasolio 3,5%(e/e)Benzina 3,5%(e/e)

REGNO UNITO4,5%(v/v)


GERMANIA6,25%(e/e)


IRLANDA4,0%(v/v)


FRANCIA7,0%(e/e)

Obiettivi ParalleliBenzina & Gasolio

SPAGNA6,5% (e/e)

Gasolio 7,0%(e/e) Benzina 4,10% (e/e)

ITALIA4.5%(e/e)


AUSTRIAGasolio 6,3%(e/e)Benzina 3,4%(e/e)

REP. CECAGasolio 6,0%(v/v)Benzina 4,1%(v/v)

SLOVACCHIA5,75%(v/v)

Gasolio 5,2%(v/v)Benzina 3,1%(v/v)

BELGIO4,0%(e/e)

Parallel ObiettivosBenzina & Gasolio

BULGARIAGasolio 4.0%(v/v)Benzina 2.0%(v/v)

UNGHERIA4,0%(v/v)


LATVIA5,0%(e/e)


POLONIA6,2(e/e)


ROMANIAGasolio 5.0%(v/v)Benzina 4.0%(v/v)

PORTOGALLO5,0%(e/e)


Obblighi Bio-miscelazionenei Maggiori Mercati Carburanti UE

8

Resistenza Psicologica del Consumatore all’E10

• “La mia auto figura nella lista dei veicoli non compatibili”

• “Può danneggiare la mia autovettura”

• “Comprometterà la garanzia del mio veicolo”

• “Peggiorerà le prestazioni della mia automobile”

• “Provocherà perdite di efficienza del motore”

• “Compro litri ma necessito energia (l’ossigeno non brucia)”

• “Se «loro» lo scontano, ci deve essere la fregatura”

• “Alto-bio compete con alimentazione e foraggio”

• “E’ una cosa troppo nuova: non voglio fare da cavia”

Operabilità/Compatibilità Veicolo/Motore

Intasamento filtro carburante

Corrosione galvanica

Smagrimento carburazione

Guidabilità

Formazione depositi

Compatibilità materiali

Solo Poche Possibilità

• Efficacia di Riduzione CO2 dei Bio-componenti

• Alta Percentuale di Miscelazione di Bio-componenti

• Massimo Sfruttamento del «best seller» E5

Soluzioni Disponibili

• Adottare Opzioni Consolidate e Subito Disponibili

• Massimizzare Miscelazione Bio-energetica nell’E5

• Ottimizzare Logistica e Operazioni

• Catturare Intero Potenziale WTW Riduzione CO2

• Sfruttare Effetti Sinergici «non-Lineari»

BIO-ETERI

Bio-Massa

Bio-OlioBio-Etanolo

Bio-Esteri Bio-HCs

GasolioBenzina

Bio-Eteri

ORIGINE

DIRETTI

DERIVATI

CARBURANTE

I Bio-Eteri (ETBE) sono per la Benzinaciò che i Bio-Esteri (FAME) sono per il

Gasolio

ALGECIRAS 54BILBAO 74HUELVA 50LA CORUNA 52PUERTOLLANO 67TARRAGONA a 54TARRAGONA b 71

DUNKERQUE 65FEYZIN 84FEYZIN 56FOS SUR MER 612GONFREVILLE 75

PLOCK 120PLOCK b 204

ASPROPYRGOS 65ASPROPYRGOS 128CORINTH 45

PORVOO 115PORVOO 110

FAWLEY 122GRIMSBY 100KILLINGHOLME 82

GELA 45GELA 55MILAZZO 65PRIOLO 41RAVENNA 150SANNAZZARO 41SARROCH 237

COLOGNE 31HEIDE 12KARLSRUHE 163MARL 250SCHWEDT 385SCHWEDT 160VOHBURG 37WESSELING 65

BOTLEK 591EUROPORT 98GELEEN 138PERNIS 153

STENUNGSUND 50

MAZYR 106NOVOPOLOTSK 41

BOURGAS 82

KRALUPY 92

SZAZHALOMBATTA a 55SZAZHALOMBATTA b 53TISZAUJVAROS 31

MAZEIKIAI 80

MIDIA 35ONESTI 100PITESTI 40PLOIESTI a 20PLOIESTI b 25PLOIESTI ??

NOVI SAD 35

BRATISLAVA 52

KREMENCHUG 24

SINES 50

ANTWERP a 183ANTWERP b 270

SCHWECHAT 65

SISAK 24

MTBE ETBE TAME

Capacità Produttiva Eteri-combustibili UE 2011 (KT/Y)

PlannedTAEE

Contenuto % Eteri nella Benzina UE27

Fonte: Commissione Europea: «2009 EU Fuel Quality Monitoring» Report

Consumo Eteri-carburanti UE 2010~5 milioni di Ton.

Fonte: Fuel Ether Reach Consortium, EFOA

ETBE(55%

)

MTBE(40%)

TAME

(5%)

VEIC

OLI

AMBIENTEEC

ON

OM

IA

EFFIC.EN

ERG

.SFR

UTTA

M. C

4O

TTAN

OB

LEND

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FF.R

ISP. INVEST.

VOCs

CO

MM

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H2O

CO

MP.

MA

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UID

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A’

ETBE: Un Soluzione dai Molteplici Vantaggi

AZEOTROPO RAPPORTO H/C LOGISTICA VOLATILITA’CO2 PERMEAZIONE BIO-ENERGIA

IGR

OSC

OPI

CIT

A’

Co-miscelazione !

..e la “Co-miscelazione” offre Ulteriori Vantaggi Specifici!

• Miscelare più Bio-Energia Rispettando i Limiti di Specifica

• Catturare l’Intero Potenziale WTW di Riduzione CO2

• Minimizzare lo “Spreco di Qualità” ed il costo della base fossile, con “DBEB”[*], for E5/E10, contenente ETBE

• Sfruttare Effetti Sinergici «non-Lineari»

E5O2 ≤ 2.7%EtOH ≤5%

E5O2 ≤ 2.7%EtOH ≤5%

[*] Dual Blend-stock for Ethanol Blending

53% in più di bio-energia nell’E5con “Co-miscelazione”

“solo-alcol”Etanolo

“co-miscelazione”ETBE+ETOH

100%68.2%Sfruttamento Limite O2

Contenuto Ossigeno 2.7%1.8%

Contenuto Bio-energia 3.3% 5.1%

5%v/v ETOHSpecifica Limitante 2.7%m/m O2

Contenuto ETBE 5.55%0%

E5: “miscelazione” Permette Risparmi Significativi sulle Multe per non-

Ottemperanza(Esempio Germania)

“solo-alcol”Ethanol

“co-miscelazione”ETBE+ETOH

ContenutoBio-energia 5.13.3

Valore EconomicoEvitataMulta

Addizionale[1]

%e/e

€/TPET 14.00

[1] In aggiunta all’ottenibile col 5% di miscelazione diretta di etanolo nell’E5 “Grado di protezione”

[2] Esempio basato su una tipica raffineria con produzione di1.5 Mill-T/A di benzina

Mill-€/A[2] 21.00

∆%[1]

% incremento [1]

1.8

+540

0

Co-miscelazione vs. solo-etanolo:1) Flusso

94.15%v/v

5.85%v/v

HCBS1 ETBE

E5

E10

HCBS = HydroCarbon Blend-StockDBEB = Dual Blendstock for Ethanol Blending

ETOH HCBS295%v/v

DBEB5

%v/v

7.79%v/v

92.21%v/v

5%v/v

95%v/v

90%v/v

10%v/v

Co-Miscelazione Solo-Etanolo

Co-miscelazione vs. solo-etanolo:2) E5 Bio-

energia

94.15%v/v

5.85%v/v

HCBS1 ETBE

E5

HCBS = HydroCarbon Blend-StockDBEB = Dual Blendstock for Ethanol Blending

ETOH HCBS295%v/v

DBEB5

%v/v5

%v/v95

%v/v


Contenuto Bio-energia

5.1%e/e

3.3%e/e

Co-miscelazione vs. solo-etanolo:3) Qualità «Dual-

BOB»

HCBS1

HCBS = HydroCarbon Blend-Stock

HCBS2


1.8 0.6Contributo al Risparmio Ottano Motore (a, b)

(a) vs. Spec. Benzina Finita(b) Più alto è meglio è(c) Più basso è meglio è

Necessità Compensazione tensione di Vapore (a, c)

6.3 7.8

«Spreco» RVP E5 (a, c)

0 1.840 3.06

kPa

MON

kPa

%

ETBE Riduce le Emissioni di CO2 anche «a Valle»

HART Luglio 2007 CE-Delft Ottobre 2007 IFEU Agosto 2008

“I migliori risultati, di gran lunga, si raggiungono quando l’etanolo è

convertito in bio-ETBE.L’utilizzo di ETBE può far

risparmiare 4 volte l’energia primaria richiesta per produrre la

sua alternativa fossile.IFEU raccomanda di sfruttare tuito

il potenziale del bio-ETBE”

“L’utilizzo di bio-ETBE riduce il fabbisogno di greggio di raffineria

e l’intensità di lavorazione, richiede meno combustibile e,

comportando notevolicambiamenti di composizione

della benzina, consente la riduzione del fattore

carbonio e minori emissioni di CO2”

“Questo studio ha indicato che, nel caso di utilizzo di bio-ETBE, le risultanti variazioni alle operazioni

di raffineria determinano una significativa riduzione delle

emissioni di gas serra”

ETBE: Doppio Contributo Riduzione Emissioni CO2

«a monte» «a valle» «dal campo al serbatoio»

TCO2/TETBE

0.618 0.335 = 0.953

65% 35%[1] 100%+54%

[1]Le caratteristiche tecniche dell’ETBE in miscela, quali la tensione di

vapore, la curva di distillazione ed il contributo ottanico, influenzano la formulazione del carburante: Riducono le emissioni di CO2 delle

operazioni in raffineria, attraverso la riduzione sia del contenuto in carbonio ed aromatici che dell’utilizzo di combustibile di processo.

L’intero è maggiore della somma delle sue parti.

Aristotele, Metafisica

Sfruttare gli Effetti Sinergici «non-Lineari»

Dei Bio-componenti• Specifiche tecniche ed ambientali delle benzine sempre più severe

rendono rilevante ed urgente sfruttare appieno tutte le caratteristiche positive dei vari componenti di formulazione utilizzati dai raffinatori per produrre i carburanti finiti;

• Svariati studi hanno già dimostrato che co-miscelare differenti prodotti può portare a risultati «meglio-che-lineari»;

• Un caso particolarmente interessante e rilevante è la co-miscelazione di etanolo ed eteri (ETBE), in considerazione del ruolo chiave che questi due bio-componenti giocano nelle recenti politiche sui bio-carburanti;

• Alcune delle ragioni chimico-fisiche per l’effetto sinergico in miscela di tali molecole ossigenate deriva sia dalla loro natura polare che dall’effetto dei «legami a idrogeno»;

• Nuovi specifici studi sono attualmente in corso per meglio qualificare e quantificare tali effetti;

• Le specifiche benzina che traggono vantaggio dell’ «effetto co-miscelazione» includono la volatilità (BRVP), la curva di distillazione (E70), le prestazioni ottaniche (MON & RON) e la «tolleranza» all’acqua.

Numerosi studi confermano le sinergie

• “Synergies Between Ethanol and TAME as Gasoline Oxygenates”

Sasol. 2002

• “Accurate determination of ether / alcohol octane synergies in specific base fuel matrices”

Sasol. 2005.

• “Addition of an azeotropic ETBE/ethanol mixture in euro-super type gasolines”

Federal University of Rio Grande do Sul. 2006

• “Impact of Simultaneous ETBE and Ethanol Addition on Motor Gasoline Properties”

National Technical University of Athens. 2008

• “Volatility and phase stability of petrol blends with ethanol”

Institute of Chemical Technology of Czech Republic. 2009

ConclusioniConclusioniLa valorizzazione delle sinergie di co-miscelazione tra bio-ETBE e bio-etanolo, nella formulazione delle moderne benzine, rappresenta una via pratica ed immediata al soddisfacimento degli ambiziosi obiettivi bio-energetici nei carburanti, sia a livello comunitario che nazionale.Si rende così infatti possibile non solo un ben più elevato contenuto in bio-energia, ma si aumentano al contempo i benefici ambientali mentre si ottimizza la flessibilità degli operatori industriali

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