NEXBTL:n käyttö varavoimanlähteenä

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 HVO BTL GTL Jos ominaisuus ei ok
diesel
(myös 100 %)
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/m3)
≈ 835
≈ 780
≈ 885
Setaaniluku
≈ 53
75 ... 99
≈ 51
180 ... 360
180 ... 320
350 ... 370
» 35.7
≈ 34.4
≈ 33.2
≈ 30
0
0
0
0
≈ 11
Stabiilius
Ok
Ok
Haaste
Tuhka, metallit
Ok
Ok
Haaste
Kylmäominaisuudet
Ok
Ok
Haaste
... 30 ... 100
... 7 (... 10?)
Tislausalue (°C)
Lämpöarvo (MJ/l)
Kokonaisaromaatit (wt-%)
Happi (wt-%)
Sallittu pitoisuus
dieselissä (vol-%)
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. NOx-, 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 NOx 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
Edesauttaa kaupunkien
ilmanlaatua
• HVO:lla ~40 ... 90 % alemmat
•
kasvihuonekaasupäästöt (GHG,
CO2)
• Tuotteen elinkaaren yli laskettuna
(well-to-wheels)
Pakokaasupäästöt fossiiliseen
dieseliin verrattuna:
•
NOx
– 9%
•
Hiukkaspäästöt – 33%
•
CO
– 24%
•
HC
– 30%
Lähde: Yli 40 tieteellisen
julkaisun keskiarvo
Numeroarvot 100% HVO:lla
Polttoaineseoksissa vaikutus GHG, NOx 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
Muuttumattomuus varastoitaessa
Kylmäominaisuudet
Moottorin & polttoainejärjestelmän
karstoittuminen
Moottoriöljyn toiminta
Pakokaasujen jälkikäsittelyn
käyttöikä
Veden imeytyminen logistiikasta
Riski bakteerikasvustosta
Putkikuljetukset
Pitoisuus EN 590 dieselissä (vol-%)
Energiasisältö 100 % (MJ/l)
FAME
HVO
dieselissä
dieselissä
Haaste
Fossiilisen DSL kaltainen
Haaste
Erinomainen (- 40⁰C) *
Haaste
Fossiilisen DSL kaltainen
Haaste
Haaste
Fossiilisen DSL kaltainen
Fossiilisen DSL kaltainen
Haaste
Fossiilisen DSL kaltainen
Haaste
Fossiilisen DSL kaltainen
Rajoitettu Fossiilisen DSL kaltainen
Max 7.0 %
Ei rajoitusta, “drop-in”
32.7
34.4
FAME = Biodiesel, esteri
HVO = Hydrotreated vegetable oil, esim. NEXBTLTM
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
•
•
•
Veden liukenemattomuus
•
•
•
Voidaan varastoida fossiilisen dieselin tavoin
Soveltuu putkikuljetuksiin
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