Il ruolo dell industria petrolifera nella sfida dei nuovi carburanti

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Luigina Vitale
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1 Strategie e strumenti per vincere la sfida della Mobilità sostenibile Il ruolo dell industria petrolifera nella sfida dei nuovi carburanti Ing. Franco Del Manso Unione Petrolifera Roma 26 novembre

petrolifera nella sfida dei nuovi carburanti Ing.

2 La Mobilità I veicoli privati restano il mezzo principale per il trasporto delle persone e delle merci Il 90% dei cittadini si sposta tutti i giorni Il 63,7% usa l auto spesso, il 30% sempre Siamo il Paese europeo con il più alto grado di motorizzazione Il consumo di carburanti di origine petrolifera resterà elevato ancora per molti anni 2

auto spesso, il 30% sempre Siamo il Paese europeo con il più alto grado di

3 La futura domanda di carburanti (Migliaia M 3 E %) BENZINA AUTO CARBOTURBO GASOLIO MOTORI G.P.L. TRASPORTI METANO TRASPORTI BIOCARBURANTI TOTALE CARBURANTI 44% % % % % % % % % % % % % % % % % 400 1% 460 1% 700 5% % 40 0% 220 2% % % % % %

TRASPORTI METANO TRASPORTI BIOCARBURANTI TOTALE CARBURANTI 44% 22740 33% 18180 26% 14410 18% 9800 9% 4530

4 La normativa sulla qualità di benzina e gasolio Anno 2000 Direttiva 98/70/CE Le specifiche per la benzina Minimo Massimo Idrocarburi: Olefine %vol Aromatici %vol Benzene %vol. 1.0 Zolfo Ppm 150 Le specifiche per il gasolio Numero di cetano 51 Densità a 15 C kg/m Distillazione: 95% evap. C 360 IPA %peso 11 Zolfo Ppm 350 Anno 2005 Direttiva 98/70/CE e Direttiva 2033/17CE Benzene Aromatici (%vol.) Zolfo (ppm) (%vol.) Benzina Gasolio Introduzione di benzina e gasolio a 10 ppm max di zolfo dal

C 360 IPA %peso 11 Zolfo Ppm 350 Anno 2005 Direttiva 98/70/CE e Direttiva 2033/17CE Benzene Aromatici (%vol.) Zolfo (ppm) (%vol.

5 L evoluzione della qualità per benzina e gasolio Benzina Zolfo ppm m/m Benzene %vol Aromatici %vol Tensione di vapore kpa Gasolio Zolfo ppm m/m Numero di cetano Densità kg/m T95 C

6 L evoluzione dei limiti alle emissioni per i veicoli leggeri diesel e benzina Veicoli diesel passeggeri (g/km) Veicoli a benzina (g/km) 1991 Euro Euro Euro Euro Euro Euro Euro Euro 6 CO 7,4 0,5 0,5 0,5 11,1 1,0 1,0 1,0 NOx 3,7 0,25 0,18 0,08 1,8 0,08 0,06 0,06 HC 1,7 0,1 0,068 0,068 PM 0,3 0,025 0,005 0,005 0,005 0,005 N. particelle 6* * * *

2009 Euro 5 2014 Euro 6 CO 7,4 0,5 0,5 0,5 11,1 1,0 1,0 1,0 NOx 3,7 0,25 0,18 0,08 1,8 0,08 0,06 0,06 HC

7 Le interazioni tra la tecnologia motoristica e la qualità dei fuels L Unione Europea sta elaborando una legislazione vincolante per le emissioni di CO2 con un obiettivo per il 2012 di una emissione media dei nuovi veicoli a 120 g/km In prospettiva futura si presenteranno sul mercato ulteriori e più avanzate tecnologie di abbattimento sia per i motori a benzina che diesel, che dovranno confermare il trend di riduzione sia degli inquinanti che dei consumi verso obiettivi sempre più ambiziosi. Tra queste ricordiamo: Iniezione diretta; regolazione variabile delle valvole; riduzioni delle dimensioni; Iniezione multipla ad alta pressione; EGR raffreddato; Marmitte catalitiche avanzate; conversione degli NOx; filtri di particolato; Sistemi ibridi; Tutte le esigenze tecniche di questi sistemi sono soddisfatte dai sulphur free fuels 7

confermare il trend di riduzione sia degli inquinanti che dei consumi verso obiettivi sempre più ambiziosi.

8 Considerazioni finali sui Sulphur Free Fuels L impiego di questi nuovi combustibili, in sostituzione di quelli ordinari, contribuirà a ridurre ulteriormente l impatto ambientale dell autoveicolo poiché: determinano una minore emissione di particolato fine dai motori diesel, anche se dotati di filtro antiparticolato danno la possibilità ai Costruttori di applicare i nuovi dispositivi catalitici per soddisfare gli standard Euro 4, Euro 5 ed i futuri Euro 6 e contenere l emissione di CO 2, mantenendone elevata l efficienza su lunghe percorrenze conferiscono una maggiore performance al propulsore se sono presenti anche additivi miglioratori di combustione e detergenti 8

possibilità ai Costruttori di applicare i nuovi dispositivi catalitici per soddisfare gli standard Euro 4, Euro 5 ed i futuri Euro 6 e contenere l emissione di CO 2,

9 Il Biodiesel La specifica europea per il diesel (EN 590) consente l impiego di biodiesel fino al 5%vol (4,55% su base energetica) Il CEN approverà nel 2009 la specifica EN 590 B7 per consentire l additivazione di biodiesel fino al 7% volume necessaria per il rispetto dell obbligo 2009 (3% su base energetica di tutti i carburanti) Obblighi più elevati potranno essere traguardati solo con quando sarà disponibile la specifica del B10 (miscele al 10% vol. di biodiesel nel gasolio) 9

volume necessaria per il rispetto dell obbligo 2009 (3% su base energetica di tutti i carburanti) Obblighi più elevati

10 Il Biodiesel L industria automobilistica, al pari di quella petrolifera, ritiene che lo sviluppo di specifiche tecniche in ambito internazionale sia un requisito essenziale per assicurare il corretto uso del biodiesel.tuttavia sussistono ancora alcuni aspetti da segnalare: fluidificazione del lubrificante Alcune aziende usano le postiniezioni per facilitare la rigenerazione dei dispositivi di abbattimento dei gas di scarico DPF (Diesel Particulate Filter). Con il biodiesel c è un rischio di diluizione dell olio; formazione di depositi nel sistema di iniezione negli attuali commonrail il fuel raggiunge una pressione di circa 2000 bar e la temperatura del fuel di ritorno dagli iniettori è di 140 C. In queste condizioni sono possibili depositi sul sistema di iniezione e incrostazioni negli iniettori; filtrabilità delle miscele con l aumento della concentrazione del biodiesel nelle miscele distribuite negli ultimi tempi si è manifestato con maggiore frequenza un fenomeno di intasamento dei filtri. Si ritiene che ciò possa essere imputato sia alla presenza di contaminanti che di particolari componenti originati nel processo di transesterificazione del biodiesel. 10

tuttavia sussistono ancora alcuni aspetti da segnalare: fluidificazione del lubrificante Alcune aziende usano le postiniezioni per facilitare la rigenerazione dei dispositivi di abbattimento dei gas

11 Il Biodiesel Emissioni allo Scarico Le emissioni allo scarico di biodiesel puro presentano una certa riduzione di HC, CO e particolato (PM) Il maggiore contenuto di ossigeno causa un modesto aumento di emissioni di NOx L impiego di biodiesel in miscela al 5% attenua fortemente i suddetti effetti Emissioni g/kwh Gasolio 100% RME CO HC NOx Particolato Fonte: Istituto Motori Napoli 11

emissioni di NOx L impiego di biodiesel in miscela al 5% attenua fortemente i suddetti effetti Emissioni

12 Il Bioetanolo La Direttiva 2003/17/CE limita il quantitativo bioetanolo nelle benzine al 5% vol. E attualmente in discussione una proposta di revisione della Direttiva Fuel che porta tale valore al 10% vol. Per il bioetanolo, l impiego diretto in miscela con la benzina pone problemi di natura tecnica, come l aumento della tensione di vapore, cui è collegato un aumento delle emissioni evaporative di composti organici volatili (COV), e la separazione delle miscele in presenza di acqua. Da verificare anche la compatibilità del bioetanolo con i materiali polimerici delle auto. Per tali motivi l industria automobilistica ritiene che una parte della flotta circolante non sia in grado di utilizzare, senza problemi miscele al di sopra del 5% volume, 12

Per il bioetanolo, l impiego diretto in miscela con la benzina pone problemi di natura tecnica, come l aumento della tensione di vapore, cui è collegato un aumento delle emissioni

13 L ETBE L ETBE è un componente per benzina ad alto numero di ottano e bassa tensione di vapore. L ETBE può essere prodotto adattando gli impianti attualmente dedicati alla produzione di MTBE. Le caratteristiche tecniche e d impiego dell ETBE sono equivalenti o superiori a quelle dell MTBE e non presentano le problematiche tecniche connesse all utilizzo del bioetanolo. La proposta di direttiva fuel innalza il limite di impiego dell ETBE, dall attuale 15% vol. fino al 22%vol. 13

Le caratteristiche tecniche e d impiego dell ETBE sono equivalenti o superiori a quelle dell MTBE e non presentano le

14 I biocarburanti di seconda generazione Combustbili sintetici paraffinici: HVO Hydrotreated Vegetable Oil NeXtBtl Isomerised HVO con un processo brevettato (Neste Oil) SynFuel fuel sintetici da processo Fischer Tropsch a partire da biomassa gassificata: Biobutanolo Bioetanolo da cellulosa 14

un processo brevettato (Neste Oil) SynFuel fuel sintetici da processo

15 Hydrotreated Vegetable Oil Densità kg/m 3 Viscosità mm 2 /s Numero di cetano Indice di cetano Zolfo ppm m/m Cloud Point C Aromatici Totali %vol. Poliaromatici %vol. Final boiling point C Gasolio EN , , HVO blended in EN 590 5% Vol. 20% Vol ,8 2, ,9 15,4 0,09 0,

Final boiling point C Gasolio EN 590 831 2,7 54 54 6 7 19 0,07 357 HVO blended in EN

16 I Biocarburanti Conclusioni L impiego in autotrazione di biocarburanti in miscela con i fuels tradizionali dovrà assicurare: completa intercambiabilità con i fuels già presenti sul mercato, nel rispetto delle specifiche europee; livelli di emissioni allo scarico compatibili con gli standards attuali e futuri; elevate prestazioni motoristiche in termini di consumi specifici; compatibilità con il parco veicolare esistente 16

specifiche europee; livelli di emissioni allo scarico compatibili con gli standards attuali e futuri;

17 Il Metano autotrazione La soluzione del metano per autotrazione in ambito urbano si caratterizza positivamente per il controllo dell inquinamento da polveri fini Unione Petrolifera ha firmato un accordo di programma con il Ministero Ambiente e con la Fiat del dicembre 2001, impegnandosi a promuovere l impiego del gas metano nel settore degli autoveicoli Unione Petrolifera sta pertanto promuovendo presso le proprie aziende la realizzazione nel breve e medio periodo del potenziamento della rete di distribuzione del metano localizzato nelle principali aree urbane quantitativamente coerente con gli obiettivi dell accordo. I punti di vendita per il metano negli ultimi due anni sono passati da 390 a 500. Altri 50 punti vendita per la distribuzione del metano sono in corso di completamento in varie aree urbane. 17

promuovendo presso le proprie aziende la realizzazione nel breve e medio periodo del potenziamento della rete di distribuzione del metano localizzato nelle principali aree urbane quantitativamente

18 Il GPL L impiego di GPL nei centri urbani contribuisce ad abbattere le concentrazioni di polveri nell aria. Inoltre, per le sue caratteristiche chimico fisiche assicura un miglioramento della qualità dell aria anche per tutti gli altri inquinanti. L Italia è di gran lunga leader in Europa sull impiego del GPL in autotrazione con circa veicoli e un consumo complessivo di circa tonnellate/anno La rete di distribuzione del GPL comprende oltre 2100 punti vendita che assicurano un adeguata capacità di rifornimento su tutto il territorio nazionale 18

L Italia è di gran lunga leader in Europa sull impiego del GPL in autotrazione con circa 1.400.000 veicoli e un consumo complessivo di circa 1.

19 L Idrogeno I sistemi di trasporto basati sull idrogeno sono ad emissioni zero nel luogo di utilizzo. Una certa quantità di emissioni si genera durante la fase di produzione dell idrogeno L idrogeno non è una fonte energetica ma un vettore energetico che deve essere prodotto dall acqua (attraverso l elettrolisi) o da idrocarburi Il settore petrolifero ritiene che nel medio lungo termine l'idrogeno possa giocare un ruolo molto importante nel settore dei trasporti Le fuel cell ed il sistema di trazione del veicolo sono già ora in grado di funzionale efficacemente. L'energia contenuta nell'idrogeno che le alimenta viene trasformata con efficienza elevatissima e le tecnologie dei motori elettrici e delle batterie sono ugualmente mature. I problemi da risolvere sono quelli della produzione, distribuzione e stoccaggio dell'idrogeno per il suo impiego nelle fuel cells. 19

elettrolisi) o da idrocarburi Il settore petrolifero ritiene che nel medio lungo termine l'idrogeno possa giocare un ruolo molto importante nel settore dei trasporti Le fuel cell ed il sistema di

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