NEXBTL:n käyttö varavoimanlähteenä Polttomoottori- ja turboteknologian seminaari 7.5.2015 Jukka Nuottimäki
Esityksen sisältö 1. Yleistä 2. Kuinka käyttää NEXBTL:ää 3. NEXBTL ominaisuudet varavoimanlähteenä 4. Yhteenveto Jukka Nuottimäki 2
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 7.5.2015 Jukka Nuottimäki 3
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 7.5.2015 Jukka Nuottimäki 4
Polttoaineiden tyypillisiä ominaisuuksia EN 590 diesel (kesälaatu) NEXBTL Biodiesel FAME (rapsi) Tiheys (kg/m 3 ) 835 780 885 Setaaniluku 53 75... 99 51 Tislausalue ( C) 180... 360 180... 320 350... 370 Lämpöarvo (MJ/l)» 35.7 34.4 33.2 Kokonaisaromaatit (wt-%) 30 0 0 Happi (wt-%) 0 0 11 Stabiilius Ok Ok Haaste Tuhka, metallit Ok Ok Haaste Kylmäominaisuudet Ok Ok Haaste Sallittu pitoisuus dieselissä (vol-%)... 30... 100... 7 (... 10?) 7.5.2015 Jukka Nuottimäki 5
Esityksen sisältö 1. Yleistä 2. Kuinka käyttää NEXBTL:ää 3. NEXBTL ominaisuudet varavoimanlähteenä 4. Yhteenveto Jukka Nuottimäki 6
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) 4. 100 % NEXBTL tietyissä käyttökohteissa 7.5.2015 Jukka Nuottimäki 7
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 7.5.2015 Jukka Nuottimäki 8
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 7.5.2015 Jukka Nuottimäki 9
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 7.5.2015 Jukka Nuottimäki 10
NEXBTL:n käyttö 4. 100 % NEXBTL tietyissä käyttökohteissa Parafiininen diesel CEN pren 15940 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 7.5.2015 Jukka Nuottimäki 11
Esityksen sisältö 1. Yleistä 2. Kuinka käyttää NEXBTL:ää 3. NEXBTL ominaisuudet varavoimanlähteenä 4. Yhteenveto Jukka Nuottimäki 12
HVO vähentää päästöjä Auttaa taistelemaan ilmastonmuutosta vastaan HVO:lla ~40... 90 % 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
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) 7.5.2015 Jukka Nuottimäki 14
Esimerkki: DPF regenerointi / öljyn laimentuma 55 h moottoritesti simuloi regenerointia myöhäisellä jälkiruiskutuksella (testit Saksassa, B0 ei nähty tarpeelliseksi referenssipolttoaineeksi) 7.5.2015 Jukka Nuottimäki 15
Esimerkki: Ruiskusuuttimen likaantuminen (PSA XUD9) PSA DW10: Alustavat tulokset hyviä HVO:lla + puhdistavalla lisäaineella 7.5.2015 Jukka Nuottimäki 16
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) 32.7 34.4 FAME = Biodiesel, esteri HVO = Hydrotreated vegetable oil, esim. NEXBTL TM 17
Esityksen sisältö 1. Yleistä 2. Kuinka käyttää NEXBTL:ää 3. NEXBTL ominaisuudet varavoimanlähteenä 4. Yhteenveto Jukka Nuottimäki 18
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 7.5.2015 Jukka Nuottimäki 19
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 7.5.2015 Jukka Nuottimäki 20
NEXBTL hyödyt yhteiskunnalle & ympäristölle Vähemmän kasvihuonekaasupäästöjä Vähemmän haitallisia pakokaasupäästöjä Vähentää päästöjen vaikutusta terveyteen, rakennuksiin, viljakasveihin ja metsiin Helppo keino siirtyä kohden uusiutuvan energian käyttöä 7.5.2015 Jukka Nuottimäki 21