Green Refinery & Eni Diesel+: ricerca, innovazione, sostenibilità

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1 Green Refinery & Eni Diesel+: ricerca, innovazione, sostenibilità Roma, 7 Aprile 2016 G. Rispoli E.V.P. R&MC

2 Indice Perché i biocarburanti Perché migliorare i biocarburanti tradizionali Come nasce l idea della bioraffineria La qualità del nuovo biocarburante (Green Diesel) prodotto nella bioraffineria di Venezia Il nuovo Eni Diesel + Conclusioni 2

3 Perché i biocarburanti 3

4 Scenario Normativo Europeo Renewable Energy Directive (2009/28/EC): Incentiva e regolamenta la produzione di energia da fonti rinnovabili e obbliga gli stati membri ad avere un contenuto energetico di almeno il 10% nei carburanti immessi al consumo al Fuel Quality Directive (2009/30/EC): Definisce le linee guida della qualità dei carburanti e introduce un meccanismo inteso a controllare e ridurre le emissioni di gas a effetto serra dovute ai combustibili per trasporto (criteri di sostenibilità per i biocarburanti) * * Solo per impianti entrati in esercizio dopo il 1 Gennaio

5 Ultima revisione sulla legislazione EU sui Biofuel A Settembre 2015 è stata votata dal parlamento europeo la revisione RED (Renewable Energy Directive) e FQD (Fuel Quality Directive). I punti cardine della revisone sono: Il contributo di biodiesel da colture alimentari è stato ridotto al 7% (vs il limite del 10% di rinnovabile nei trasporti) Per gli ulteriori 3% contribuiranno diverse alternative: Biofuel da oli di frittura usati e da grassi animali (double counted) E.E. da rinnovabili sul traffico ferroviario (counted 2.5 times) E.E. da rinnovabili per auto elettriche (counted 5 times) Advanced biofuel (double counted con un target di 0.5%, incrementabile a 2% nel futuro) Advanced biofuel 5

6 Normativa italiana (D.L. n Ottobre 2014) TARGET Anno Quota minima biocarburante (in energia) ,0 % ,5 % ,5 % ,5 % (di cui min 1,2% di avanzati) ,0% (di cui min 1,2% di avanzati) ,0% (di cui min 1,6% di avanzati) ,0% (di cui min 1,6% di avanzati) ,0% (di cui min 2,0% di avanzati) L immissione in consumo di biocarburanti avanzati o di biocarburanti prodotti a partire da UCO e grassi animali è equivalente all immissione in consumo di una quantità pari a due volte quella degli altri biocarburanti (double counting). 6

7 Perché migliorare i biocarburanti tradizionali 7

8 Perché migliorare i biocarburanti tradizionali I biocarburanti tradizionali disponibili sul mercato sono il bio-etanolo per la benzina e il biodiesel per il gasolio. Tali componenti presentano alcune problematiche qualitative che ne limitano l utilizzo: Bio-etanolo: max 10% nelle benzine (igroscopicità, basso PCI) Biodiesel: massimo 7% nei gasoli. La presenza di ossigeno nel Biodiesel favorisce la contaminazione e proliferazione batterica. Ciò causa l intasamento dei filtri. Bio Etanolo Igroscopico Basso PCI Elevato contenuto in ossigeno FAME (Fatty acid methyl esters) Basso PCI Limite di miscelazione Igroscopico (biofouling) 8

9 Come nasce l idea della bioraffineria 9

10 Il ruolo della ricerca sui nuovi biocarburanti Al fine di produrre un biocarburante con caratteristiche nettamente superiori a quelli disponibili sul mercato, nel 2006 Eni ha lanciato un importante progetto di ricerca per un nuovo biocomponente pro diesel. Insieme a Honeywell UOP, Eni ha sviluppato la nuova tecnologia proprietaria Ecofining TM che supera i problemi qualitativi del biodiesel tradizionale mediante un innovativo processo di idrogenazione, in alternativa al metanolo impiegato nella produzione dei biodiesel tradizionali, e consente di ottenere un biocomponente rinnovabile completamente idrocarburico e con alto potere energetico (HVO). HVO (Hydrogenated Vegetable Oil) Elevato PCI Natura idrocarburica Eccellenti proprietà (Cetano, Scorrimento, etc) 10

11 Le criticità strutturali della raffinazione in Europa Diminuzione della domanda di carburanti di circa il 20%* Competizione da Middle East, Far East e USA Vincoli ambientali e normativi Criticità strutturali delle raffinerie in Europa Dal 2009 sono state chiuse 15 raffinerie per una capacità complessiva di 1,6 Mbbl/g Sbilanciamento del mix produttivo Economie di scala e innovazioni di processo nelle raffinerie più recenti nei Paesi Emergenti (*) periodo

12 La strategia eni per i biocarburanti In questo contesto nasce l innovativa idea della Green Refinery, che consiste nella conversione di una raffineria tradizionale in bioraffineria (brevetto depositato da eni nel 2012) con tecnologia Ecofining. Il revamping di un impianto esistente ha consentito di ridurre i costi di investimento di circa 1/4 rispetto ad un impianto con tecnologia Ecofining di pari capacità costruito ex novo e ha ridotto i tempi di realizzazione. Con l entrata in marcia della Bioraffineria di Venezia (maggio 2014) eni produce autonomamente circa la metà del proprio fabbisogno di biocarburanti per soddisfare le prescrizioni delle Direttive Europee. È quindi in grado di perseguire l opzione make piuttosto che buy, lasciando inalterata la domanda complessiva di oli vegetali impiegati nei carburanti. 12

13 La vision eni Crisi industria raffinazione in EU Riduzione capacità di raffinazione? Miglioramento qualità bio scenario biofuels in Europa Tecnologia ECOFINING TM Bioraffineria Brevetto Eni n MI2012A settembre 2012 Reinventare la raffineria tradizionale! 13

14 Eni Green Strategy 2013 Parte il primo progetto al mondo di trasformazione in Green Refinery Gennaio 2016 parte la distribuzione del nuovo Eni Diesel + in oltre 3500 eni station 2007 Brevetto Eni/Honeywell UOP Tecnologia Ecofining TM 2012 Brevetto eni Conversione di una Raffineria in Bioraffineria Maggio 2014 La Bioraffineria di Venezia avvia la produzione di Green fuels 2 sem Eni e Honeywell UOP avviano il progetto di ricerca sui Biofuels innovativi Dal 2018 Eni avvierà a Gela la seconda bioraffineria, per far fronte ai fabbisogni crescenti di biocarburanti 14

15 La Tecnologia Ecofining TM Il processo Ecofining TM, utilizzando idrogeno puro, consente di rimuovere completamente l'ossigeno presente negli oli vegetali di partenza e di ottenere un prodotto idrocarburico perfettamente compatibile con il diesel fossile e con qualità indipendente dalla tipologia di carica. Biodiesel Green Diesel Metanolo 10 % Olio vegetale Processo: Transesterificazione degli oli vegetali BioDiesel 90 % Idrogeno 13 % Olio vegetale Processo: Ecofining Idrogenazione Green Diesel 75 % 90 % 87 % degli oli vegetali 15

16 La Tecnologia Ecofining TM Renewable Feedstocks Vegetable Oils Used cooking oil Animal Fats Oils from algae and waste 1st stage Deoxygenation Isomerization Product Separation Water 2nd stage Hydrogen Light Fuels Green Jet Green Diesel 16

17 La qualità del nuovo biocarburante (Green Diesel) prodotto nella bioraffineria di Venezia Green diesel 17

18 Caratteristiche dei biocarburanti Biodiesel Green Diesel Trigliceride + CH3OH Biodiesel + Glicerina Scarsa stabilità chimica Variabilità nella qualità Favorisce la contaminazione batterica Basso contenuto energetico Fenomeno della diluizione dell'olio lubrificante Limite di additivazione al 7% Trigliceride + Idrogeno Green Diesel + H2O Ottima stabilità chimica e totale compatibilità con diesel fossile: ottenuta con processo di idrogenazione che elimina totalmente l'ossigeno Idrorepellente: evita il fenomeno della contaminazione batterica Alto numero di cetano: miglioramento fluidità di marcia e partenze a freddo Elevato contenuto di idrogeno ed elevato potere calorifico: effetto benefico sui consumi di carburante Additivabile fino al 100% 18

19 Le proprietà del Green Diesel Il Green Diesel, costituito esclusivamente da paraffine pure, è un perfetto componente per la miscelazione con il diesel fossile a cui può essere aggiunto in quantità superiori al 30%. Proprietà Diesel fossile ULSD FAME Green Diesel Contenuto BIO Ossigeno, % Densità Zolfo, ppm <10 <1 <1 Potere calorifico, MJ/kg Cloud Point, C -5 Da -5 a +15 Fino a -20 Poliaromatici, %w Cetano Stabilità all ossidazione Standard Povero Eccellente 19

20 Il nuovo Eni Diesel + 20

21 Il nuovo Prodotto Eni Diesel + Eni Diesel + Nuova composizione chimica (15% Green Diesel) Minori aromatici totali Minori poliaromatici Minore zolfo Minore impatto ambientale Numero di cetano più elevato e additivi detergenti Migliori prestazioni motoristiche Minori consumi 21

22 Eni Diesel + anticipa la normativa UE sui biocarburanti al 2020 In linea con quanto fatto nel passato, grazie alla robusta struttura industriale e di ricerca, eni anticipa la normativa europea sui biocarburanti. Specifica eni commitment Validità Legislativa Benzina 1% vol max Benzene Diesel max 10 ppm Zolfo Benzina max 10 ppm Zolfo Diesel max 8% Poliaromatici Contenuto bio min 10% (eni diesel+, 15% Green) Campagna 2010 (*) Formula Milano 2% PNA (*) Campagna sperimentale di 4 mesi effettuata nell area milanese, anche in concomitanza di un periodo con valore alto di polveri sottili rilevato. 22

23 Attività di sperimentazione Prove al banco effettuate presso l Istituto Motori di Napoli (CNR) su un motore diesel da 2000 cc hanno permesso di individuare la miglior formulazione dell Eni Diesel+. Successivamente sono state analizzate le prestazioni motoristiche e le emissioni utilizzando motori auto e heavy duty. Condotti test emissivi su veicoli commerciali Euro 5 e 6 presso il Centro Ricerca Eni di San Donato Milanese. Condotti test al banco per la valutazione delle prestazioni con pacchetti detergenti. Supervisione del CNR su tutte le attività svolte in-house al fine di validare la sperimentazione. 23

24 Sintesi dei benefici ambientali del nuovo Eni Diesel + Il nuovo Eni Diesel + mantiene le stesse caratteristiche dell Eni Blu Diesel e inoltre contribuisce a ridurre l impatto ambientale. CO 2 <-5% Componente rinnovabile Maggiore efficienza Particolato fino a -20% * La riduzione: di composti organici volatili C.O.V. per una migliore combustione; della CO2 sia per effetto del componente rinnovabile che per una maggiore efficienza motoristica. L incremento del numero di cetano (>55) contribuisce al miglioramento dell efficienza di combustione, del comfort acustico (-1/2db) e alla riduzione dei consumi. CO fino a -40% Riduzione emissioni Sperimentaz. Eni CR SDM e CNR Istituto Motori Napoli Idrocarburi incombusti fino a 40% * In dipendenza della matrice fossile, della tipologia di motore e prima del sistema di aftertreatment. 24

25 Possibile ulteriore impiego del nuovo biocomponente Il Progetto Green Fleet Eni e la Marina Militare Italiana hanno stipulato un accordo di collaborazione per la messa a punto e la sperimentazione di un nuovo combustibile navale che rispetti le stringenti specifiche militari, contenente almeno il 50% di Green Diesel. Il nuovo combustibile è stato testato con successo su varie unità navali tra cui il Cacciatorpediniere Caio Duilio e la Portaerei Cavour. I test hanno evidenziato sia incrementi di efficienza sui propulsori che significative riduzioni emissive (PM e COV) 25

26 Conclusioni: Eni Diesel + rappresenta Innovazione di Processo 1 a conversione al mondo di una raffineria di petrolio convenzionale in una Bioraffineria Innovazione di Prodotto 1 carburante a ridotto impatto ambientale in Europa Salvaguardia dell ambiente Un contributo Eni al miglioramento ambientale 26

27 Back to the future Rudolph Diesel, The Diesel oil-engine. Engineering, 93, (1912). Chem. Abstr., 6, 1984 (1912). 27