XV Forum Dyskusyjne Sekcji PETROL-GAZ Klubu POLLAB „Biowęglowodory ciekłe - biokomponent przyszłości. Potencjał rynkowy i technologiczny” Dorota Macha XV Forum Dyskusyjne Sekcji PETROL-GAZ Klubu POLLAB Sandomierz 7 - 9 czerwca 2016 r.

PLAN PREZENTACJI Prezentacja firmy Ekobenz Projekt Innowacyjnej Produkcji Paliw Syntetycznych Biomasa – surowiec do produkcji Technologia ETG Otrzymywany produkt Biopaliwo Ekobenz w świetle prawa i normalizacji Właściwości fizykochemiczne biokomponentu Zalety produktu Zakład produkcyjny Plany na przyszłość

Prezentacja firmy Ekobenz Firma Ekobenz powstała 3 sierpnia 2006 roku jako spółka celowa, założona do realizacji projektów dotyczących produkcji metanolu i węglowodorów syntetycznych w oparciu o innowacyjne technologie. Technologie te wykorzystują katalizatory opatentowane w kraju i zgłoszone do opatentowania za granicą. Dzięki inwestycjom na rozwój, badaniom oraz testom jakim poddawane są powstające w procesie produkty, spółka plasuje się w czołówce podmiotów, których działalność charakteryzuje się innowacyjnością na skalę światową.

Spółka otrzymuje duże wsparcie w realizacji projektów ze strony Programu Innowacyjnej Gospodarki oraz Instytucji Pośredniczących m.in. Narodowego Centrum Badań i Rozwoju oraz Instytucji Wdrażających, Polskiej Agencji Rozwoju Przedsiębiorczości. Spółka ma wsparcie również z ze strony Ministerstwa Infrastruktury i Rozwoju oraz Lubelskiej Fundacji Rozwoju, które oferują wsparcie dla innowacyjnych pomysłów biznesowych. Projekty współfinansowane są przez Unię Europejską. Największego wsparcia udzieliła Agencja Rozwoju Przemysłu dając kapitał oraz obejmując udziały w Spółce.

Projekt Innowacyjnej Produkcji Paliw Syntetycznych Na chwilę obecną przedsiębiorstwo pomyślnie zakończyło pierwszy etap projektu związany z testowaniem nowej technologii produkcji paliw syntetycznych w oparciu o pracę na instalacji pilotażowej usytuowanej w Laboratorium Badawczym w Lublinie. Laboratorium jest zaprojektowane w celu prowadzenia badań, wdrażania nowych, innowacyjnych projektów oraz pracy na pilotażowej instalacji ETG (Ethanol To Gasoline) w celu optymalizacji procesu produkcji paliw syntetycznych.

Pracownia badawcza

Instalacja ETG

Instalacja ETG

Instalacja ETG

Laboratorium współpracuje z takimi jednostkami badawczymi jak:

Biomasa – surowiec do produkcji Surowiec do procesu produkcji wytworzony jest w całości z biomasy i stanowi go alkohol etylowy. BIOMASA C6H12O6 2CO2 + 2C2H5OH składnik biomasy fermentacja alkoholowa alkohol etylowy Biomasa powstaje w reakcji fotosyntezy, w wyniku której w chlorofilu dwutlenek węgla łączy się z wodą w węglowodany (cukry) przetwarzając w ten sposób energię promieniowania słonecznego hv w energię chemiczną Q. Energia promieniowania słonecznego stanowi odnawialne źródeło energii. CO2 + 2H2O + hν O2 + H2O + (CH2O) + Q inaczej 6CO2 + 6H2O + hν 6O2 + C6H12O6

Definicja wg ustawy Biomasa – ulegające biodegradacji części produktów, odpady lub pozostałości pochodzenia biologicznego z rolnictwa, łącznie z substancjami roślinnymi i zwierzęcymi, leśnictwa i rybołówstwa oraz powiązanych z nimi działów przemysłu, w tym z chowu i hodowli ryb oraz akwakultury, a także ulegająca biodegradacji część odpadów przemysłowych i komunalnych, w tym z instalacji służących zagospodarowaniu odpadów oraz uzdatniania wody i oczyszczania ścieków.

Jaki surowiec stosujemy? Spółka Ekobenz potwierdziła możliwość użycia do procesu surowca jakim jest alkohol surowy, produkowany w gorzelni. Jest to istotne ze względu na fakt, że proces odwadniania spirytusu surowego w celu otrzymania bioetanolu wymaga bardzo dużych nakładów energii, a tym samym zwiększa znacznie emisję CO2 do środowiska. Spółka Ekobenz planuje stosować przede wszystkim alkohol pochodzący z odpadów piekarniczych i cukierniczych.

Technologia ETG C2H5OH H20 + C2H4 zCXHY W wyniku zachodzących przemian chemicznych, w procesie technologicznym następuje nieodwracalne przetworzenie alkoholu etylowego do węglowodorów ciekłych, węglowodorów gazowych i wody. Reakcja katalitycznej konwersji alkoholu do węglowodorów syntetycznych przebiega w fazie gazowej w dwóch etapach. C2H5OH H20 + C2H4 zCXHY reakcja egzotermicznej konwersji węglowodory syntetyczne reakcja endotermicznej dehydratacji

Proces przebiega w węźle reaktorów pracujących w układzie szeregowym. Pierwszy etap to silnie endotermiczna reakcja rozkładu alkoholu, a produktami tej reakcji są etylen i para wodna. Kolejny etap stanowią złożone reakcje syntezy węglowodorów z etylenu, które są silnie egzotermiczne. Powstająca w procesie technologicznym mieszanina węglowodorów kierowana jest na kolumnę stabilizacyjną, gdzie następuje jej podział na frakcję ciekłą i frakcję gazową. Następnie frakcja ciekła jest rozdzielana na kolumnie destylacyjnej na poszczególne produkty. Cały proces wymaga zastosowania niewielkiej ilości zewnętrznych źródeł energii. Ogranicza to zarówno emisję gazów cieplarnianych podczas samego procesu technologicznego, jak i ewidentnie poprawia wskaźniki procesu.

Schemat technologiczny

Otrzymywany produkt W procesie technologicznym otrzymywana jest: mieszanina węglowodorów ciekłych w zakresie temperatury wrzenia ok. 27-260°C oraz o składzie od C3 do C13. Węglowodory powyżej C14 występują w śladowej ilości, mieszanina węglowodorów gazowych, woda.

Zmiana stężenia węglowodorów o długości łańcucha C3-C14+ [% molowy] w funkcji czasu trwania procesu.

ETG GROUP COMPOSITION C13 0,00-0,04 0,01 0,01-0,06 0,02 10,22 35,63 Paraffins i-paraffins olefins naphthenes aromas SUM number of coal min-max approx. approx C1-C2 C3 0,01-0,45 0,19 C4 0,00-3,46 1,92 0,55-3,77 2,83 0,05-3,58 0,55 5,3 C5 2,46-5,13 4,32 6,33-10,65 9,67 0,87-1,07 0,94 14,93 C6 2,09-2,63 2,34 8,82-11,06 10,08 0,78-1,46 1 0,93-1,51 1,28 0,00-0,33 0,21 14,91 C7 0,44-1,25 0,88 5,58-7,06 6,34 1,17-3,62 2,84 1,09-2,68 2,12 3,00-6,44 5,45 17,63 C8 0,31-0,50 0,4 2,85-4,78 3,59 0,83- 3,60 1,77 1,05-2,53 1,83 4,89-11,77 10,18 17,77 C9 0,09-0,21 0,13 0,66-3,29 1,85 0,60-1,27 0,92 0,69-2,32 1,27 7,22-13,58 11,42 15,59 C10-C12 0,01-0,09 0,03 0,60-3,28 1,25 0,02-0,15 0,05 0,25-1,35 0,59 4,23-9,11 7,14 9,06 C13 0,00-0,04 0,01 0,01-0,06 0,02 10,22 35,63 8,07 7,09 34,4

Laboratorium Badawcze we współpracy z instytutami naukowo - badawczymi i akredytowanymi laboratoriami poczyniło szereg badań dotyczących możliwości zastosowania uzyskiwanych mieszanin. Przeprowadzone badania potwierdziły m.in. że mieszanina węglowodorów ciekłych, w zakresie temperatury wrzenia do 210°C, spełnienia wymagania jakościowe dla biowęglowodorów ciekłych przeznaczonych do wytwarzania paliw ciekłych lub biopaliw ciekłych stosowanych do silników o zapłonie iskrowym.

Jest to paliwo przyszłości Podstawowym produktem spółki jest paliwo syntetyczne nowej generacji w postaci biowęglowodorów ciekłych. Jest to paliwo przyszłości

Biopaliwo Ekobenz w świetle prawa i normalizacji Jako pochodzące z przetwórstwa biomasy, biowęglowodory ciekłe wytwarzane przez Spółkę Ekobenz, mieszczą się w definicji biokomponentów wykorzystywanych w transporcie, określonej w Ustawie o biokomponentach i biopaliwach ciekłych, która to Ustawa implementuje postanowienia Dyrektywy 2009/28/WE w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych. Bioweglowodory ciekłe mają również określone wymagania jakościowe zawarte w Rozporządzeniu Ministra Gospodarki w sprawie wymagań jakościowych dla biokomponentów. Zapis w Ustawie o systemie monitorowania i kontrolowania jakości paliw, implementującej postanowienia Dyrektywy 2009/30/WE, definiujący benzynę silnikową wskazuje, że biowęglowodory ciekłe mogą być stosowane w ilości maksimum 10 %(V/V) jako komponent paliwa ciekłego, które aby było w obrocie na rynku musi spełnić wymagania Rozporządzenia Ministra Gospodarki w sprawie wymagań jakościowych dla paliw ciekłych.

Biopaliwo Ekobenz w świetle prawa i normalizacji Europejski Komitet Normalizacji, Grupa Robocza CEN TC19/WG21 na 48 posiedzeniu w Cork w Irlandii w dniu 25 listopada 2015 podjął decyzję o umieszczeniu w normie EN 228 zapisu dotyczącego możliwości stosowania biowęglowodorów do benzyny silnikowej. Dodatkowy punkt w projekcie zmiany do normy EN 228 będzie zawierał klauzulę o możliwości stosowania tychże węglowodorów jako nośników energii ze źródeł odnawialnych, które definiuje Dyrektywa 2009/28/WE powołana w projekcie zmiany do normy EN 228. Proponowany zapis do normy EN 228 zawiera stwierdzenie, że ograniczenia zawartości biokomponentów dotyczą tylko etanolu i innych związków tlenowych z powodów technicznych,  zgodnych z zapisami w odpowiednich tablicach tejże normy. Ograniczeń tych nie stosuje się do innych biowęglowodorów, ze źródeł odnawialnych, pod warunkiem, że finalne paliwo spełni wszystkie wymagania normy EN 228. Realizowane są również działania zmierzające do uzupełnienia zapisów w Ustawie o biokomponentach i biopaliwach ciekłych dotyczących sprecyzowania sposobu rozliczenia biokomponentu w wydawanym paliwie silnikowym.

Właściwości fizykochemiczne biokomponentu Zgodnie z Ekspertyzą wydaną przez Instytut Nafty i Gazu w Krakowie, proponowanym kodem dla produktu wytwarzanego w Spółce Ekobenz jest kod CN 2710 12 41 Benzyna silnikowa, pozostałe z zawartością ołowiu nieprzekraczającą  0,013g/l o liczbie oktanowej (RON) mniejszej od 95.   Potwierdza to, że produkt Ekobenz ma skład podobny do benzyny silnikowej, a jedynym ograniczeniem do stosowania go jako paliwo samoistne jest wartość liczby oktanowej, która jest na poziomie benzyny bazowej. W badaniach potwierdzono, że benzyna silnikowa zawierająca min. 85% biowęglowodorów ciekłych oraz wybrane związki tlenowe w ilości ograniczonej zawartością tlenu do max. 2,7%(m/m) spełnia wymagania jakościowe dla benzyn silnikowych z maksymalną zawartością tlenu do 2,7% (m/m) stosowanych w transporcie zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Gospodarki w sprawie wymagań jakościowych dla paliw ciekłych. W poniższych 3 tabelach zebrano wyniki badań próbek biowęglowodorów ciekłych.

Tabela nr 1. Parametry jakościowe dla przykładowej próbki Ekobenz o temperaturze wrzenia do 210oC. Badania w zakresie spełnienia wymagań jakościowych dla biowęglowodorów ciekłych przeznaczonych do wytwarzania paliw ciekłych lub biopaliw ciekłych stosowanych do silników o zapłonie iskrowym. Właściwości Jednostka Wymagania RMG z dn. 14 maja 2015   EKOBENZ Min. Max. Wynik Kwalifikacja Zawartość siarki mg/kg - 10,0 poniżej  5,0 spełnia Okres indukcyjny min 360 powyżej 360 Zawartość żywic obecnych (po przemyciu rozpuszczalnikiem) mg/ 100 cm3 5 0,6 Działanie korodującego na miedź stopień korozji Klasa 1 1 Skład frakcyjny - temperatura końca destylacji °C 210 195,2 - pozostałość po destylacji % (V/V) 2 1,6 Zawartość benzenu %(V/V) 1,0 0,3 Zawartość zanieczyszczeń 0,04 Całkowita zawartość chlorowców 2,0 poniżej 2,0 Zawartość fosforu mg/l poniżej 0,2

Tabela nr 2. Parametry jakościowe dla przykładowej próbki Ekobenz o temperaturze wrzenia do 210oC zbadane w szerszym zakresie. Właściwości Jednostka Wynik Gęstość w temperaturze 15°C kg/m3 751,1 Badawcza liczba oktanowa (RON) - 92,3 Motorowa liczba oktanowa (MON) 83,8 Prężność par DVPE kPa 57,8 Skład frakcyjny      - do 70°C odparowuje % (V/V) 21,4    - do 100°C odparowuje 44,3    - do 150°C odparowuje 77,1    - temperatura końca destylacji °C 194,9 Zawartość siarki mg/kg pon.3 Okres indukcyjny min pow. 480 Badanie działania korodującego na miedź stopień korozji 1 Zawartość żywic obecnych (po przemyciu rozpuszczalnikiem) mg/ 100 cm3 Metanol < 0,17 Etanol Etery (z 5 lub więcej atomami węgla) Zawartość tlenu % (m/m) Zawartość węglowodorów aromatycznych 34,8 Zawartość olefin 6,6 Zawartość benzenu %(V/V) 0,38 Wartość opałowa MJ/kg 43,0

Tabela 3. Parametry jakościowe dla przykładowej próbki stanowiącej mieszaninę 5% (V/V) próbki Ekobenz o temperaturze wrzenia do 210oC i 95% (V/V) benzyny silnikowej handlowej. Właściwości Jednostka Wymagania PN-EN 228 EKOBENZ Min. Max. Wynik Kwalifikacja Gęstość w temperaturze 15°C kg/m3 720,0 775,0 750,8 spełnia Badawcza liczba oktanowa (RON) - 95,0 95,6 Motorowa liczba oktanowa (MON) 85,0 85,1 Prężność par DVPE kPa 45,0 60,0 57,9 Skład frakcyjny      - do 70°C odparowuje % (V/V) 20,0 48,0 35,5    - do 100°C odparowuje 46,0 71,0 54,2    - do 150°C odparowuje 75,0 83,7    - temperatura końca destylacji °C 210 204,0 Zawartość siarki mg/kg 10,0 7,1 Okres indukcyjny min 360 pow. 360 Badanie działania korodującego na miedź stopień korozji 1 Zawartość żywic obecnych (po przemyciu rozpuszczalnikiem) mg/ 100 cm3 5 Metanol 3,0 < 0,17 Etanol 5,0 4,5 Etery (z 5 lub więcej atomami węgla) 4,7 Zawartość tlenu % (m/m) 2,7 2,39 Zawartość węglowodorów aromatycznych 35,0 25,7 Zawartość olefin 18,0 12,1 Zawartość benzenu %(V/V) 1,0 0,5

Zalety produktu Dodając nasz produkt do paliwa zmniejszamy jego zużycie - po dodaniu naszego produktu do benzyny silnikowej  następuje zmniejszenie zużycia paliwa o ok. 2%, co zostało potwierdzone przez Instytut Badań i Rozwoju Motoryzacji  BOSMAL.  Instytut potwierdził również, że biokomponent oraz paliwo skomponowane z naszym produktem spełnieniają wymagania Światowej Karty Paliw dla paliwa spełniającego normy emisji EURO 6.

Emisja spalin wg Euro 6 dla biokomponentu Ekobenz

Zalety produktu Stwarza doskonałą możliwość realizacji Narodowego Celu Wskaźnikowego NCW - wysoka wartość opałowa produktu Ekobenz, większa niż 43 MJ/kg, daje efektywną możliwość realizacji Narodowego Celu Wskaźnikowego, ponieważ minimalny udział biokomponentów w ogólnej ilości sprzedawanych i zużywanych paliw liczony jest właśnie wg wartości opałowej biokomponentu! (Dyrektywa 2009/28/WE).  Stwarza doskonałą możliwość realizacji Narodowego Celu Redukcyjnego NCR - stosując nasz produkt istnieje możliwość redukcji emisji CO2 powyżej 60%, przy czym określony w dyrektywie 2009/30/WE wskaźnik redukcji emisji CO2  od 2017 r. wynosi do 50%, a od 2018 r. do 60%.  

Emisja i redukcja emisji produktu ETG dla surowca -etanol z melasy Lp. Składniki emisji Emisja jednostkowa Współczynnik alokacji w produkcie Emisja jednostkowa w produkcie Emisja % w stosunku do benzyny ropopochodnej (83,8gCO2eq/MJ)   gCO2eq/MJ % 1 surowiec i straty procesowe - etanol z melasy 26,000 1,029 26,755 31,927% 2 energia cieplna (gaz) 34,106 0,006 0,199 0,237% 3 energia elektryczna 130,560 0,017 2,186 2,609% 4 transport produktu 0,179 1,000 0,214% 5 transport surowca 0,292 0,300 0,359% 6 oczyszczalnia ścieków 0,002 0,003% EMISJA PRODUKTU 35,349% REDUKCJA EMISJI 64,651%

Zalety produktu Nie pochodzi z ropy naftowej, nie jest więc zależny od jej zasobów.  Z uwagi na wysoką jakość i pochodzenie znakomicie wypełnia cel dywersyfikacji dostaw źródeł energii.  Silnik i środowisko naturalne będą wolne od zanieczyszczeń – produkt charakteryzuje się graniczną zawartością benzenu, siarki i azotu, niską zawartością zanieczyszczeń mechanicznych, a zawartość pierwiastków tj. Fe, K, Mg, Mn, P, Pb, Na, Si, Al wynosi poniżej oznaczalności metody badawczej.  Nasz produkt jest fantastyczną metodą dla efektywnego zwiększania zawartości biokomponentów w paliwie finalnym co przekłada się bezpośrednio na wzrost zapotrzebowania na alkohol, który jest surowcem do produkcji i generuje wzrost produkcji roślinnej korzystnej dla rolnictwa z powodu płodozmianu.

Zakład produkcyjny Wybudowany od podstaw, innowacyjny zakład produkcyjny posiada zdolność produkcyjną na poziomie 22’500 ton rocznie paliw syntetycznych. Sercem zakładu jest instalacja produkcyjna, która wyróżnia się wysokim poziomem automatyzacji procesów produkcyjnych opartych na wysokiej klasy aparaturze obiektowej oraz parkiem maszynowym opartym na urządzaniach produkowanych wg rygorystycznych standardów dedykowanych dla branży oil-gas. Za sterowanie produkcją odpowiedzialny jest japoński system klasy DCS a cały proces produkcyjny jest wspomagany systemem zarządzania produkcją klasy MES. Gospodarka magazynowa jest wspomagana przez system rozliczeniowy parku zbiorników oraz Nadrzędny System do Zarządzania Procesem Dystrybucji TM. Zakład posiada własną oczyszczalnię ścieków oraz skolektorowany system zaworów bezpieczeństwa z wylotem na flarę, który umożliwia spalanie ewentualnych zrzutów awaryjnych bez zanieczyszczania środowiska naturalnego gazami palnymi.

Zakład produkcyjny

Wizualizacja zakładu produkcyjnego

Plany na przyszłość Biokomponent Ekobenz niebawem zostanie wprowadzony na rynek. Przedsiębiorstwo planuje docelowo zwiększyć wolumen produkowanego paliwa syntetycznego. Z instalacji ETG otrzymywany jest również biopropan i biobutan. Spółka prowadzi intensywne badania pod kątem składu i możliwości wykorzystania frakcji gazowej.

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ Dorota Macha