Kraftstoffperspektiven zur Sicherstellung einer nachhaltigen Mobilität

Kraftstoffperspektiven zur Sicherstellung
einer nachhaltigen Mobilität
Peter
Sauermann, BP Global Fuels Technology
Günter Strempel, BP Global Fuels Technology
26.06.2008 in Dortmund
Agenda
• BP
• Allgemeines
• Die wichtigsten Biokraftstoffe heute
• Biokraftstoff-Quoten
• BP’s Biokraftstoff-Entwicklungen
• Zusammenfassung
2
Agenda
• BP
• Allgemeines
• Die wichtigsten Biokraftstoffe heute
• Biokraftstoff-Quoten
• BP’s Biokraftstoff-Entwicklungen
• Zusammenfassung
3
BP - International
BP ist in den Bereichen Erdöl, Erdgas, Petrochemie und
erneuerbare Energien tätig
Wir sind auf allen Kontinenten und in über 100 Ländern aktiv
…weltweit eine der
größten privaten
Ölgesellschaften
…mehr als 29.000
Tankstellen weltweit
…täglich bedienen wir 13
Mio. Kunden
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Agenda
• BP
• Allgemeines
• Die wichtigsten Biokraftstoffe heute
• Biokraftstoff-Quoten
• BP’s Biokraftstoff-Entwicklungen
• Zusammenfassung
5
Motivationen für Veränderungen
Die hauptsächlichen Gründe für die
Entwicklung einer nachhaltigen Mobilität
sind heute:
• Die Herausforderungen des
Klimawandels
• Lokale Luftqualität
Abhängigkeit von Rohöl-Importen:
• Versorgungssicherheit
Heute
Künftig
EU
70%
90% (2030)
USA
56%
68% (2025)
Years
• Diversifizierung bei
Energierohstoffen
Japan
bereits heute 100%
China
40%
74% (2030)
Indien
70%
91% (2030)
Deutschland
bereits heute 97%
6
BPs Kraftstoff-Pfad in die Zukunft
Sonne,
Wind
ns
C
Biomasse
O2
ist
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r
Inf
e
u
Ne
Erneuerbarer
Wasserstoff
Fuel Cell
Batterien
Erneuerbare
Energien
Hybrid
Neue KraftstoffGenerationen
künftige
Bio-Konversion
Biomethan
Sauberere
Kraftstoffe
Fossil
XTL*
Bio-Komponenten
(Ethanol, FAME)
LPG, CNG
Zeit
*XTL = Fischer-Tropsch Kraftstoff-Komponenten aus Biomasse-Vergasung
oder aus Erdgas oder Kohle mit CO2-Sequestrierung
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Historie der Biokraftstoffe
1876:
Nikolaus August Otto meldet den von ihm entwickelten Otto-Motor zum
Patent an. Der Prototyp von 1862 wird mit Ethanol betrieben.
1892:
Rudolf Diesel meldet den von ihm entwickelten Diesel-Motor zum Patent
an. Der im Patenttext beschriebene Motor wird mit Pflanzenöl (Nussöl)
betrieben.
1908:
Henry Ford‘s erstes Model T läuft mit OK/Ethanol-Gemisch (FFV).
1920/40:
Der um 1920 von Georges Imbert entwickelte Holz-Vergaser wird in den
40er Jahren für den Antrieb von Fahrzeugen genutzt.
1973:
USA: in Folge der Ölkrise beginnen Staaten des „Grain-Belt“ mit der
finanziellen Förderung der Bio-Ethanol-Erzeugung aus Mais.
1978:
Mit dem „Elsbett-Motor“ geht der erste Diesel-Motor für
Kraftstoff in Serie.
1980er:
Brasilien führt Bio-Ethanol basierend auf Zuckerrohr als KraftstoffKomponente ein. Heute enthält OK in Brasilien 20-25% Ethanol und
Brasilien ist der weltweit größte Produzent von Bio-Ethanol.
1980er:
Ende der Achtziger beginnt die kommerzielle Produktion von Biodiesel
(FAME) in Deutschland. Heute enthält DK hier bis zu 5% Biodiesel und
Deutschland ist der weltweit größte Produzent von Biodiesel.
Pflanzenöl-
Die Verwendung von Biokraftstoffen ist nicht neu
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Agenda
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• Die wichtigsten Biokraftstoffe heute
• Biokraftstoff-Quoten
• BP’s Biokraftstoff-Entwicklungen
• Zusammenfassung
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Die wichtigsten Biokraftstoffe heute
Ethanol für
Ottokraftstoffe
Zucker und Stärke
Ester für
Diesel
Pflanzenöl
• Treibhausgas-Vermeidungspotential ist abhängig von Rohstoffen und
Verarbeitungsroute
• Es ist ein positiver erster Schritt in der Verwendung von Biomasse – wir
unterstützen eine verantwortungsvolle Nutzung
• ABER wir benötigen Alternativen zu den konventionellen Biokraftstoffen der
ersten Generation
− Verbesserte Kraftstoff-Moleküle
− Erhöhte Verfügbarkeit
− Bessere Wirtschaftlichkeit
10
Die wichtigsten Biokraftstoffe heute
Biokraftstoffe der ersten Generation:
Biodiesel aus Ölsaaten, Bioethanol & ETBE (in Europa) aus Zucker
14
Biokraftstoffproduktion 2005 vs. 2007
Ethanol 2005
Ethanol 2007
Biodiesel 2005
Biodiesel 2007
12
Mio toe
10
8
6
4
2
Quelle:
IEA
0
USA
Brasilien
Europa
China
Indien
Andere
Biofuels-Anteil am Welt Kraftstoff-Bedarf: ca. 2-3% (2007)
11
Herausforderungen heutiger Biofuels
Kosten: Herstellung ist
unwirtschaftlich und nicht
wettbewerbsfähig bei hohen
Kosten für Bioeinsatzmaterial
und niedrigen Ölpreisen
Verfügbarkeit: gegenwärtig machen
Biokraftstoffe 2-3% des Kraftstoff-Pools
aus. Heutige Bioeinsatzmaterialien
limitieren das Potential auf ca. 5-7%
0.6
2006 EU ethanol
Ethanol production costs
$ / gallon
5,59
0.4
Nachfrage
3,75
Angebot
2,71
1,34
0,90
Sugar
cane
Brazil
1,14
Corn
US
1.7
1,82
1,70
Sugar
beet
EU
Wheat
EU
Gasoline
$1.00
untaxed at
$40
Qualität der Kraftstoff-Moleküle:
konventionelle Bio-Komponenten
sind wesentlich, um die
Biokraftstoff-Industrie
aufzubauen. Allerdings sind
weder Ethanol noch FAME
wirklich gute KraftstoffKomponenten
1.1
EU biodiesel
2006 Angebot und
Nachfrage (Mrd. Gallonen)
Nachhaltigkeit: die Vermeidung
nachteiliger Einflüsse auf die Umwelt und
die Gesellschaft ist grundlegend für jede
nachhaltige Industrie: einschließlich
Entwaldung, Kinderarbeit Zugang zu
Wasser, Landrechte, Netto-GHGEinsparungen
Agenda
• BP
• Allgemeines
• Die wichtigsten Biokraftstoffe heute
• Biokraftstoff-Quoten
• BP’s Biokraftstoff-Entwicklungen
• Zusammenfassung
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Bioquotengesetzgebung in EU und USA
• EU Fuels Quality Directive (Entwurf):
EU
− Ethanol 10 vol-% / Butanol 15 vol-% / ETBE 22 vol-%
− Erste parlamentarische Abstimmung im April 2008,
Implementierung in 2009
• EU Directive on Renewable Energy (Entwurf):
− Ziel bis 2020: 10% (EC) Biokraftstoffe vorbehaltlich
einer nachhaltigen Herstellungsweise und der
kommerziellen Verfügbarkeit von Biokraftstoffen der
2. Generation
− Veröffentlichung des Entwurfs: 23.01.08
40
• US Energy Bill (Entwurf):
USA
− 33,6 Mrd. Gallonen Ethanol bis 2025, davon
30
¾ 15 Mrd. Gallonen konventionelles Ethanol (Mais)
20
¾ 16 Mrd. Gallonen Ethanol aus Lignocellulose
10
0
2007
¾ 2,6 Mrd. Gallonen aus anderen Verfahren
2011
2015
2019
2023
2027
LC EtOH
Biodiesel
− 3.4 Mrd. Gallonen Biodiesel bis 2025
Corn EtOH
Undiff advanced EtOH
14
Bioquotengesetz Deutschland
Angaben auf Energiebasis (EC)
[EC %] 9
8
7
Gesamtquote*)
6,25%
6,75%
7,00%
7,25%
7,50%
7,75%
8,00%
Gegenwärtige Diskussion über
Anhebung auf 17% EC ab 2020!!
6
5
4
4,4%
4,4%
4,4%
4,4%
4,4%
4,4%
4,4%
4,4%
3,6%
3,6%
3,6%
3,6%
3,6%
3,6%
Diesel-Quote
3
2,8%
2
1
4,4%
Die Übererfüllung bei einer Einzelquote
kann nicht zum Erreichen der anderen
Einzelquote aufgerechnet werden
2,0%
1,2%
Otto-Quote
0
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
[Jahr]
*) Die Gesamtquote bezieht sich auf den Mindestanteil an Biokraftstoffen auf
Energiebasis, der in der Gesamtmenge aller von einem Unternehmen in den
Markt gebrachten Kraftstoffen enthalten sein muss.
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• BP
• Allgemeines
• Die wichtigsten Biokraftstoffe heute
• Biokraftstoff-Quoten
• BP’s Biokraftstoff-Entwicklungen
• Zusammenfassung
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Auf dem Weg zu Biofuels der 2. Generation
Bessere Moleküle für OK: Biobutanol
Alkohole und Derivative sind wertvolle OK-Komponenten:
•
Einsatz von Biotechnologie zur Optimierung der Fermentation
•
Potential der Verarbeitung von Bio-Abfällen oder Ganzpflanzen
•
Weitere Veredelung der Komponenten in Raffinerien möglich
Zucker oder
Lignocellulose
Fermentation und
Verarbeitung
Alkohole und
Derivate für OK
17
Auf dem Weg zu Biofuels der 2. Generation
Bessere Moleküle für OK: Biobutanol
Biobutanol für Ottokraftstoffe:
•
Entwicklung einer neuen Fermentationstechnologie für die Produktion von
Biobutanol aus Zucker mit unserem Partner DuPont.
•
Biobutanol kann im Vergleich zu Ethanol in höheren Konzentrationen
zugemischt werden ohne die Notwendigkeit von Fahrzeuganpassungen.
•
Biobutanol-OK-Mischungen sind beim Kraftstoffverbrauch günstiger als
Ethanol-OK-Mischungen.
•
Biobutanol bringt auch in Ethanol-Beimischungen einen positiven Beitrag
u.a. durch Herabsetzung des Dampfdrucks und die niedrigere Affinität zu
Wasser.
•
Biobutanol-Isomere mit hoher Oktanzahl sind auch Teil der laufenden
Untersuchungen.
Biobutanol ist eine gute Ergänzung zu Ethanol
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Auf dem Weg zu Biofuels der 2. Generation
Bessere Moleküle für DK: HVO
Separates Hydrotreating und Isomerisierung von Pflanzenölen:
•
Konversion zu verzweigten Kohlenwasserstoffen in neuen Anlagen
•
Kommerzielle Technologie bereits verfügbar
Co-Processing von Pflanzenölen in Raffinerien zu Dieselkraftstoff:
•
Nutzung existierender Hydrotreater, Machbarkeit bereits demonstriert
•
Konversion zu geradkettigen Kohlenwasserstoffen in Raffinerieanlagen
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Bessere Bio-Einsatzstoffe:
Öl aus Jatrophanüssen oder Algen
TERI – The Energy and Resources Institute (Indien)
• Machbarkeits-Demonstration von Jatropha-Produktion
• $9,4 Mio Invest über 10 Jahre, um 8.000 ha zu
bepflanzen und Verarbeitungsprozesse zu erforschen
BP und D1 Oils
• Zusammenarbeit in der Jatropha-Produktion und
Entwicklung
• D1 Oils verfügt über Plantagen in Indien, Südafrika und
Südostasien ein, sowie das Know-how in Sachen
Pflanzenzucht ein
Das Potential von Algen
• In Zusammenarbeit mit der Arizona State University wird
in einem 3-Jahre-Programm an vielversprechenden
Mikroalgen, deren Produktion und Verarbeitung
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Biokraftstoffe der zweiten Generation
The Energy Biosciences Institute
EBI – das weltweite erste Forschungszentrum
für Energie-Biowissenschaften
• BP investiert über 10 Jahre $500 Mio in grundlegende Forschung
im Bereich der Energie-Biowissenschaften
• Das EBI ist eine Partnerschaft mit der University of California
Berkeley und der University of Illinois und wird sich mit
Schlüsselaspekten der Energie-Biowissenschaften beschäftigen:
¾ Entwicklung von neuen, effizienteren Bio-Komponenten für
Kraftstoffe
¾ Verbesserung und Beschleunigung von Bio-Konversionsprozessen und Erhöhung des Anteils der in Prozessen nutzbaren
Biomasse
¾ Einsatz moderner Biotechnologie für die Biokraftstoff-Produktion
bei der Entwicklung energie-ertragreicherer Pflanzen, die auch
auf Böden gedeihen, welche nicht für die Nahrungsmittelproduktion geeignet sind.
BP hat das Wachstumspotential von Biofuels erkannt und investiert
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Agenda
• BP
• Allgemeines
• Die wichtigsten Biokraftstoffe heute
• Biokraftstoff-Quoten
• BP’s Biokraftstoff-Entwicklungen
• Zusammenfassung
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Zusammenfassung
• Die Politik in Deutschland und Europa will Biofuels
• Biofuels können lediglich einen begrenzten Beitrag zur
Versorgungssicherheit leisten
• Gesetzgebung rund um Biofuels ist inkonsistent (Quoten vs.
Normen) und führt zur Zersplitterung des Kraftstoff-Marktes
• Investitionen brauchen Planungssicherheit!
• Biofuels sind ein Wachstumsmarkt mit immensem Potential, aber
viele Technologien stecken noch in den Anfängen
• BP will nachhaltig hergestellte Biofuels
• Die Bedeutung von Hybridtechnologien wird zunehmen
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