NEXBTL:n käyttö varavoimanlähteenä. Polttomoottori- ja turboteknologian seminaari Jukka Nuottimäki

Transkriptio

1 NEXBTL:n käyttö varavoimanlähteenä Polttomoottori- ja turboteknologian seminaari Jukka Nuottimäki

2 Esityksen sisältö 1. Yleistä 2. Kuinka käyttää NEXBTL:ää 3. NEXBTL ominaisuudet varavoimanlähteenä 4. Yhteenveto Jukka Nuottimäki 2

3 Yleistä tietoa NEXBTL:stä Valmistus. Vedyttämällä ja isomeroimalla jäte ja tähde- tai kasvirasvoista tehty parafiininen dieselpolttoaine Neste Oil on kehittänyt oman HVO (Hydrotreated Vegetable Oil) teknologiansa ja nimennyt tuotteensa NEXBTL uusiutuvaksi dieseliksi Puhdas, ei sisällä aromaatteja, rikkiä eikä metalleja Säilyvyys verrannollinen EN590 B0 dieseliin Sekoitettavuus. Voidaan käyttää joko seoskomponenttina fossiilisessa dieselissä tai sellaisenaan 100% biopolttoaineena Polttoaineella erinomaiset ominaisuudet, jotka täyttävät moottorivalmistajien tiukimmat vaatimukset, eivätkä ole riippuvaisia käytetyistä raaka-aineista Kylmäkäyttö. Korkea setaaniluku, kylmäominaisuudet säädeltävissä Päästöt. Vähentää merkittävästi haitallisia pakokaasupäästöjä GHG. Tuotteen koko elinkaaren yli laskettuna NEXBTL vähentää kasvihuonekaasupäästöjä 40-90% fossiiliseen dieseliin verrattuna Jukka Nuottimäki 3

4 Dieselpolttoaineiden ominaisuudet Rikitön EN590 diesel HVO BTL GTL (myös 100 %) Jos ominaisuus ei ok Rikkipitoisuus OK OK Pakokaasujen jälkikäsittelyn toiminta Tislausalue OK OK Moottoriöljyn laimentuminen Stabiilius OK OK Saostumat polttoainejärjestelmässä Tuhka, metallit OK OK Pakokaasujen jälkikäsittelylaitteiston kestävyys Kylmäominaisuudet OK OK Fit for purpose kaikkina vuodenaikoina HVO = hydrotreated vegetable oil BTL = bio-to-liquids biomassasta Fischer-Tropsch -synteesillä GTL = gas-to-liquids maakaasusta Fischer-Tropsch -synteesillä Jukka Nuottimäki 4

5 Polttoaineiden tyypillisiä ominaisuuksia EN 590 diesel (kesälaatu) NEXBTL Biodiesel FAME (rapsi) Tiheys (kg/m 3 ) Setaaniluku Tislausalue ( C) Lämpöarvo (MJ/l)» Kokonaisaromaatit (wt-%) Happi (wt-%) Stabiilius Ok Ok Haaste Tuhka, metallit Ok Ok Haaste Kylmäominaisuudet Ok Ok Haaste Sallittu pitoisuus dieselissä (vol-%) (... 10?) Jukka Nuottimäki 5

6 Esityksen sisältö 1. Yleistä 2. Kuinka käyttää NEXBTL:ää 3. NEXBTL ominaisuudet varavoimanlähteenä 4. Yhteenveto Jukka Nuottimäki 6

7 Kuinka käyttää NEXBTL:ää? 1. Biomandaatin täyttämiseen (X... XX % NEXBTL) 2. Kaasuöljyjen laadun nostamiseen EN 590 vaatimuksiin (XX % NEXBTL) 3. Premium dieseleiden tuottamiseen (XX % NEXBTL) % NEXBTL tietyissä käyttökohteissa Jukka Nuottimäki 7

8 NEXBTL:n käyttö 1. Biomandaatin täyttöön (X... XX % NEXBTL) Sellaisenaan tai max 7 % FAME päälle Ei 7 % käyttökattoa kuten FAME:lla Mahdollistaa korkean biopitoisuuden nykyisillä moottoreilla Ei lisähaasteita polttoainelogistiikassa verrattuna fossiilisiin dieselpolttoaineisiin Veden imeytyminen Säilyvyysaika Mikrobikasvusto Soveltuu putkistokuljetuksiin Ei lisähaasteita moottoreille verrattuna fossiilisiin dieselpolttoaineisiin Moottoriöljyn laimentuma, tuhkan muodostuminen, suuttimien karsta,... Saatavilla erinomaisia talvilaatuja (- 40⁰C samepiste) Soveltuu vanhoihin, nykyisiin ja uusiin moottoreihin Yksi kaikille sopiva diesellaatu, soveltuu käyttöön kaikkina vuodenaikoina Jukka Nuottimäki 8

9 NEXBTL:n käyttö 2. Kaasuöljyjen laadun nostamiseen EN 590 tasolle (XX % NEXBTL) Lineaarinen vaikutus Laskee tiheyttä, aromatteja, rikkiä Nostaa luonnollista setaanilukua Hyödyllinen vaikutus lopulliseen kiehumispisteeseen Saatavilla erinomaisia talvilaatuja Mahdollistaa jakeiden käytön, jotka eivät sellaisenaan täytä EN 590 vaatimuksia Taloudellinen hyöty polttoaineseoksissa Lisää dieselpolttoaineiden saantoa Käyttö selvitettävä tapauskohtaisesti jalostamoiden ja polttoainesekoittajien kanssa Nykyisin useiden jalostamoiden ja polttoainesekoittajien käytössä Jukka Nuottimäki 9

10 NEXBTL:n käyttö 3. Premium dieseleiden tuottamiseen (XX % NEXBTL) Lineaarinen vaikutus Laskee tiheyttä, aromatteja, rikkiä Nostaa luonnollista setaanilukua Hyödyllinen vaikutus lopulliseen kiehumispisteeseen Saatavilla erinomaisia talvilaatuja Mahdollista tehdä WWFC (2013) category 5 vaatimukset täyttävä polttoaine Korkea biosisältö ilman FAME:a Pidentää DPF:n yms. kestoikää Hyvät kylmäominaisuudet Hyödynnetään Suomessa Jukka Nuottimäki 10

11 NEXBTL:n käyttö % NEXBTL tietyissä käyttökohteissa Parafiininen diesel CEN pren Myös GTL+NEXBTL -seos Teknisesti helppo vaijhtoehtoinen polttoaine Soveltuu nykyisiin dieselmoottoreihin Soveltuu nykyiseen diesellogistiikkaan Vähentää mm. NO x -, PAH- ja hiukkaspäästöjä sekä kylmäkäynnistyksen savutusta Ei lyhennä DPF:n tai katalysaattorin käyttöikää Erinomaiset kylmäominaisuudet Mikäli moottori + pakokaasujen jälkikäsittely + polttoaine optimoidaan yhdessä, saavutettavissa suuremmat päästöhyödyt tai alhaisempi energian kulutus esim. Gravimetrinen polttoaineenkulutus - 6 % jos ruiskutusennakolla NEXBTL:n NO x säädetään fossiilisen dieselin tasolle Käytössä Suomessa ja muutamassa muussa maassa pienessä mittakaavassa Jukka Nuottimäki 11

12 Esityksen sisältö 1. Yleistä 2. Kuinka käyttää NEXBTL:ää 3. NEXBTL ominaisuudet varavoimanlähteenä 4. Yhteenveto Jukka Nuottimäki 12

13 HVO vähentää päästöjä Auttaa taistelemaan ilmastonmuutosta vastaan HVO:lla ~ % alemmat kasvihuonekaasupäästöt (GHG, CO 2 ) Tuotteen elinkaaren yli laskettuna (well-to-wheels) Edesauttaa kaupunkien ilmanlaatua Pakokaasupäästöt fossiiliseen dieseliin verrattuna: NO x 9% Hiukkaspäästöt 33% CO 24% HC 30% Lähde: Yli 40 tieteellisen julkaisun keskiarvo Numeroarvot 100% HVO:lla Polttoaineseoksissa vaikutus GHG, NO x ja PM lähes lineaarinen 13

14 NEXBTL:n edut varavoimanlähteenä Säilyvyys. NEXBTL sisältää vain hiilivetyjä, säilyvyys verrannollinen fossiiliseen dieseliin. Ei parasta ennen päiväystä. Materiaaliyhteensopivuus. Käytännössä vastaa fossiilista dieseliä. Mikäli polttoainelinjan elastomeeri on jo turvonnut alkuperäisistä mitoistaan korkeaaromaattisen tai FAMEa sisältävän polttoaineen johdosta, voi NEXBTL:n aromaatittomuus periaatteessa aiheuttaa elastomeerien kutistumista. Ongelma on havaittu laboratoriokokeissa tietyillä elastomeereillä. Näitä ongelmia ei ole kuitenkaan ilmennyt NEXBTL:llä tehdyissä useissa kenttätesteissä Vesipitoisuus. NEXBTL on poolitonta eikä sido vettä itseensä. Veden liukenevuus vastaava tai jopa alhaisempi kuin fossiilisella polttoaineella Mikrobikasvusto. NEXBTL ei vaadi mikrobikasvuston välttämiseksi fossiilisesta dieselistä poikkeavia toimenpiteitä Täyttää ASTM D975 polttoainestandardin sekä EN590 (tiheyttä lukuun ottamatta) Jukka Nuottimäki 14

15 Esimerkki: DPF regenerointi / öljyn laimentuma 55 h moottoritesti simuloi regenerointia myöhäisellä jälkiruiskutuksella (testit Saksassa, B0 ei nähty tarpeelliseksi referenssipolttoaineeksi) Jukka Nuottimäki 15

16 Esimerkki: Ruiskusuuttimen likaantuminen (PSA XUD9) PSA DW10: Alustavat tulokset hyviä HVO:lla + puhdistavalla lisäaineella Jukka Nuottimäki 16

17 Biovaihtoedot moottoreiden ja polttoainelogistiikan kannalta FAME dieselissä HVO dieselissä Muuttumattomuus varastoitaessa Haaste Fossiilisen DSL kaltainen Kylmäominaisuudet Haaste Erinomainen (- 40⁰C) * Moottorin & polttoainejärjestelmän Haaste Fossiilisen DSL kaltainen karstoittuminen Moottoriöljyn toiminta Haaste Fossiilisen DSL kaltainen Pakokaasujen jälkikäsittelyn Haaste Fossiilisen DSL kaltainen käyttöikä Veden imeytyminen logistiikasta Haaste Fossiilisen DSL kaltainen Riski bakteerikasvustosta Haaste Fossiilisen DSL kaltainen Putkikuljetukset Rajoitettu Fossiilisen DSL kaltainen Pitoisuus EN 590 dieselissä (vol-%) Max 7.0 % Ei rajoitusta, drop-in Energiasisältö 100 % (MJ/l) FAME = Biodiesel, esteri HVO = Hydrotreated vegetable oil, esim. NEXBTL TM 17

18 Esityksen sisältö 1. Yleistä 2. Kuinka käyttää NEXBTL:ää 3. NEXBTL ominaisuudet varavoimanlähteenä 4. Yhteenveto Jukka Nuottimäki 18

19 NEXBTL hyödyt käyttäjälle Moottorin hyvä suorituskyky Korkea setaaniluku Puhtaat suuttimet Energiasisältö 5% FAME:a korkeampi Erinomaiset kylmäominaisuudet Nopeampi kylmäkäynnistys Vähemmän savua kylmäkäynnistyksen yhteydessä Ei veden aiheuttamia ongelmia Ei tuki polttoainesuodatinta Puhdas moottori Ei tehonlaskua Ei kulutuksenlisäystä Ei lisää moottorin huollon tarvetta Ei nopeuta pakokaasujen jälkikäsittelyjärjestelmän ikääntymistä Ei lisää moottoriöljyn laimentumaa Jukka Nuottimäki 19

20 NEXBTL hyödyt polttoainelogistiikalle Yhteensopivuus diesellogistiikkaan Materiaalit, lisäaineet Erinomaiset kylmäominaisuudet Stabiili Voidaan varastoida fossiilisen dieselin tavoin Soveltuu putkikuljetuksiin Veden liukenemattomuus Ei vedä puoleensa vettä Ei lisää ruostumista Laadullinen lisäarvo Korkea biosisältö optimoituun logistiikkaan Seoskomponenttina voidaan parantaa fossiilisen dieselin ominaisuuksia Jukka Nuottimäki 20

21 NEXBTL hyödyt yhteiskunnalle & ympäristölle Vähemmän kasvihuonekaasupäästöjä Vähemmän haitallisia pakokaasupäästöjä Vähentää päästöjen vaikutusta terveyteen, rakennuksiin, viljakasveihin ja metsiin Helppo keino siirtyä kohden uusiutuvan energian käyttöä Jukka Nuottimäki 21