Budua potronja prirodnog plina urafinerijama Hrvatske 2013. - 2023.I. Billege, D. Ahmetovi, I. Medarac, Z. Hill

IZLAGANJE SA ZNANSTVENIH I STRUNIH SKUPOVA

Razumijevajui planetarnu i lokalnu ogranienost i dostupnost energetskih resursa, rastue trendove imjere smanjenja ukupnih emisija, rastue civilizacijske potrebe zadovoljenja energentima te intenziviranjenapetosti oko raspolaganja i/ili pretenzija za postojeim i potencijalnim energetskim resursima, poveanjeosjetljivosti odnosa njihove ponude prema potranji, zatim poveanje volatilnosti cijena energenata tespekulacija o dostupnosti/povoljnosti financiranja budue kupnje energenata, nuno aktualizira svaki pa inajmanji lokalni energetski subjekt u smislu daljnje tehnike i ekonomske odrivosti. Tim fenomenima suposebno snano zahvaeni konvencionalni energetski resursi koji ine preko 90% ukupnih energetskihresursa a meu njima nafta i plin imaju udjel od dvije treine. Rafinerije nafte u aktualnim okolnostima imajupotrebu postojanja radi sveope potranje za naftnim proizvodima a onda i potrebu odrivosti radisveprisutne konkurencije. Suoene su kako s potrebama za usvajanjem dostupne tehniko-tehnolokemodernizacije s jedne tako i rjeenjem konkurentne tj. relativno jeftine proizvodnje s druge strane.Rafinerije u Hrvatskoj suoene su s istim opim stanjem i trendovima uz razliku to lokalni reviri raspolau s(10-15%) potrebne nafte te dovoljnim koliinama potrebnog prirodnog plina a geografska pozicija spostojeim i potencijalnim naftovodnim i plinovodnim trasama ine realni potencijal dananje i budueodrivosti. Postojeim planom modernizacije hrvatskih rafinerija u Rijeci i Sisku u okviru INA d.d. i njenogstratekog partnera MOL-a, zadovoljavajue su osmiljeni i usklaeni razvojno-investicijski pothvati uodnosu na postojeu i potencijalnu konkurenciju uvaavajui navedene ope trendove i mjere te regionalne ilokalne specifinosti s postojeim prednostima i ogranienjima. Stoga bi Hrvatska po pitanju dostupnostiugljikovodinih energenata i raspoloivosti naftnih proizvoda kao to su motorni benzini, dizelska goriva itekui naftni plin trebala i u daljnjim desetljeima imati visoku pouzdanost i kvalitetnu i zadovoljavajuupokrivenost.Prema slubenom planu modernizacije INA Rafinerije nafte Rijeka i INA Rafinerije nafte Sisak, potronjaprirodnog plina je usmjerena dijelom kao energent zajedno s rafinerijskim suhim plinom u cilju loenjaprocesnih i energetskih postrojenja a dijelom kao sirovina u cilju proizvodnje vodika za visoko-zahtjevnoproiavanje benzina i dizelskih goriva, prvenstveno uklanjanje sumpora. U ovom radu, imajui u viduobjavljenu specifinu vrstu i nain modernizacije spomenutih rafinerija te stanje i moguu perspektivuzadovoljenja regionalnih trita rafinerijskim proizvodima u slijedeem desetljeu, analizirana je specifinapotronja prirodnog plina u rafinerijama za isti period. Ta specifina projekcija potronje prirodnog plinamoe biti doprinos projekciji ukupne industrijske potronje a onda i sveukupne potronje prirodnog plina uHrvatskoj. Uz to takva projekcija biti e i doprinos kako bilanciranju specifinih nisko-emisijskih zagaenjaatmosfere tako i segment u mozaiku ukupnih emisija u industriji Hrvatske.

Kljune rijei: prirodni plin, opskrba rafinerija energijom, projekcija potronje energije

1. Filozofija modernizacije rafinerijaINE

Desetgodinja projekcija potronje prirodnog plina uRafinerijama INE bazira se na analizi potronjeprirodnog plina kako za loenje procesnih i energetskihprocesa pojedinane modernizirane rafinerije tako iprocjeni participacije u postojeim i buduim tritimaproizvoda ovih rafinerija. Iz participacije trita ovihrafinerija su onda izvedeni potrebni kapaciteti rada tihrafinerija a onda i odgovarajue potronje prirodnogplina. Ukupna potronja rafinerijskih proizvoda nabivim i postojeim tritima Hrvatske, Bosne iHercegovine, Slovenije, Srbije, Crne Gore i podrujaMediterana je temeljno izvedena na bazi dugoronihprojekcija rasta bruto domaih proizvoda odgovarajuihdravnih banaka te simulacijom lokacije, kapaciteta,dinamike i kvalitete modernizacije regionalnih rafinerijakao izravnim faktorom participacije u odgovarajuemtritu rafinerijskih proizvoda.

Modernizacija INA Rafinerija nafte Rijeka i INARafinerija nafte Sisak su osmiljene ugradnjom trinodostupnih rafinacijskih i rezidualnih tehnologija upostojei noviji procesni sustav to predstavlja preko90% realiziranih koncepata modernizacije rafinerijairom svijeta u zadnja dva desetljea. Rafinacijsketehnologije imaju zadatak visokog stupnja proiavanjaspecifiki lakih, srednjih i tekih rafinerijskih frakcija odpostojeih hetero-spojeva tj. neugljikovodinih spojevakoji uglavnom dolaze s naftom. Rezidualne tehnologijeimaju zadatak podizanja iscrpka visoko-vrijednihrafinerijskih proizvoda iz nafte (motorni benzin, dizelskogorivo, tekui naftni plin) uz istodobno smanjenjeiscrpka nisko-vrijednih rafinerijskih proizvoda iz nafte(ulje za loenje, ugljikovodini ostaci) i uglavnom seugrauju iz ekonomskih razloga.

Ugradnjom suvremenih rafinacijskih tehnologija odgo-varajueg usklaenog kapaciteta s postojeim kapa-citetima rafinerije postie se Euro5 kvaliteta motornih

NAFTA 63 (11-12) 377-380 (2012) 377

benzina i dizelskih goriva (s manje od 10 ppm sumpora ugorivu) i Euro5 kvaliteta ulja za loenje (s manje od 1%sumpora u gorivu). Te tehnologije se baziraju nakatalitiko-termikoj obradi s vodikom pod visokimtlakom pri emu se odvija kemizam supstitucije het-ero-spoja s vodikom u strukturi ugljikovodika i izravnopodie istoa ugljikovodika a reducirani hetero-spojevise dalje tehnoloki obrauju i uglavnom izdvajaju uelementarnom obliku. Najpoznatije i najzastupljenijespomenute tehnologije obrade s vodikom su proceshidrokrekinga (HC) i proces hidrodeslfurizacije (HDS).Kako klasina tehnologija reforminga benzina kao jediniklasini postupak proizvodnje vodika ne daje dovoljnukoliinu vodika za potrebe proizvodnje visoko-istihEuro5 rafinerijskih proizvoda, moderne rafinerije nunotrebaju posjedovati i dodatnu tehnologiju proizvodnjevodika, ee na bazi prirodnog plina (ako je dostupan)kao sirovine ili benzina (u nedostatku raspoloivogprirodnog plina) kao sirovine. U svijetu poznatiprvoklasni komercijalno dostupni licencori HCtehnologije su Axens, Chevron Lummus Global LLC, DuPont, Haldor Topsoe A/S, Shell Global, UOP, ExxonMobila licencori HDS tehnologije su UOP, ExxonMobil,CDTECH, Chevron Lummus Global LLC, Du Pont,Haldor Topsoe A/S, GTC Technology. Poznati licencoritehnologije za proizvodnju vodika su Technip, UhdeGmbH, Haldor Topsoe A/S, Air Products and ChemicalsInc., Foster Wheeler USA Corp., Davy Process Technol-ogy, ExxonMobil. Ovim tehnologijama se primarnodoprinosi smanjenju tetnih emisija koritenjemrafinerijskih proizvoda na troilima potroaa(automobili, brodovi, lokomotive, termoelektrane,toplane i dr.).

Rezidualnim tehnologijama se u rafinerijama primaksimalnom kapacitetu ovisno o postojeojtehnolokoj strukturi, instaliranim kapacitetima inainu meusobne povezanosti, moe dodatnomrezidualnom tehnologijom podii iscrpak vrijednihbenzinskih i dizelskih komponenti najee za 5-15% a uekstremnim sluajevima i vie. Slubenim planommodernizacije ININIH rafinerija izabrana je rezidualnatehnologija kokinga (s alternativom rezidualnoghidrokrakinga) ime se potencijalno omoguujepodizanje iscrpka benzinskih i dizelskih komponenti za11-12%. U svijetu poznati prvoklasni komercijalnodostupni licencori koking tehnologije su Foster WheelerUSA Corp., KBR, Lummus Technology and CB&I Co.,ExxonMobil.

Protu-emisijskim tehnologijama (obrada rafinerijskihplinova aminom, izdvajanje elementarnog sumpora i dr.)se ili izravno smanjuju tetne emisije ili se kemijskiprevode u manje ili potpuno ne-tetne emisije iz samihproizvodnih procesa rafinerije. Poznati licencori ovihtehnologija su: Air Products Co., Worley Parsons, HaldorTopsoe A/S, ExxonMobil, Belco Technologies Corp.,Merichem Chemical & Refinery Services LLC.

2. Bilanca potronje prirodnog plina umoderniziranim rafinerijama INE

Slubenim planom modernizacije INA Rafinerije nafteRijeka odreen je maksimalni kapacitet prerade nafte od4,5 milijuna tona/god., a INA Rafinerije nafte Sisak od3,2 milijuna t/god. Proizvodnja visko-istih proizvoda uobje rafinerije bi trebala potencijalno omoguiti upoetku djelomino a kasnije gotovo potpuno vraanjeizgubljenog udjela u regionalnim tritima a poveaniudio visoko-vrijednih a traenih proizvoda (motornibenzini, dizelsko gorivo, ukapljeni naftni plin) bi trebaopodii profitabilnost i konkurentsku sposobnostrafinerija INE te omoguiti irenje trita i trajnijimublaavanjem komercijalnih uvjeta prodaje, ako to budepotrebno.

Planiranu projekciju prerade nafte INA Rafinerije nafteRijeka i INA Rafinerije nafte Sisak u skladu saspomenutom projekcijom povrata dijela trita iprednosti lokacijskog faktora te postojee i noveinfrastrukture, prikazuje tablica 1.

Kao to je vidljivo, puni kapacitet prerade bi biopostupno dostignut za jedno desetljee ili 5 do 6 godinanakon potpune modernizacije rafinerija.

Za planirani maksimalni kapacitet INA Rafinerije nafteRijeka (4,5 milijuna t/god) bi ukupni dnevni zahtjev zaproizvodnjom topline loenjem bio 13 391 milijuna kcal,od ega bi 8 389 milijuna kcal/dan bilo zadovoljeno izraspoloivog rafinerijskog suhog plina koji bi se troio ukoliini od 714,5 t/dan a preostalih 5 002 milijunakcal/dan bi bilo zadovoljeno prirodnim plinom izvana ukoliini 430,8 t/dan.

Za planirani maksimalni kapacitet INA Rafinerije nafteSisak (3,2 milijuna t/god) bi ukupni dnevni zahtjev zaproizvodnjom topline loenjem bio 11 684 milijuna kcal,od ega bi 6 755 milijuna kcal/dan bilo zadovoljeno izraspoloivog rafinerijskog suhog plina koji bi se troio ukoliini od 616,8 t/dan a preostalih 4 929 milijunakcal/dan bi bilo zadovoljeno prirodnim plinom izvana ukoliini 424,5 t/dan.

378 NAFTA 63 (11-12) 377-380 (2012)

I. BILLEGE, D. AHMETOVI, I. MEDARAC, Z. HILL BUDUA POTRONJA PRIRODNOG PLINA U...

Raf. prerada 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023

Rafinerija Rijeka 3,4 3,6 3,8 4,0 4,2 4,4 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5

Rafinerija Sisak 1,5 1,3 1,1 1,1 1,1 1,1 1,5 1,8 2,2 2,6 3,0 3,2

Ukupna raf. prerada 4,9 4,9 4,9 5,1 5,3 5,5 6,0 6,3 6,7 7,1 7,5 7,7

RS(FO+FG) RS(FO+FG) RS(FO+FG) RS(FO+FG) RS(FO+FG) RS(FO+FG) RS(FG+H2) RS(FG+H2) RS(FG+H2) RS(FG+H2) RS(FG+H2) RS(FG+H2)

Opaska: RS = Refinerija Sisak

FG = Fuel Gas (rafinerijski plin za loenje)

FO = Fuel Oil (ulje za loenje)

H2 = Hydrogen (vodik)

Tablica 1. Projekcija visine prerade u rafinerijama INE od 2012. do 2023., u milijunima t/god.

Potronja prirodnog plina u t/god. temeljem simulacijerafinerijskih modela i odgovarajuih kapaciteta pogodinama bi se prema spomenutoj simulaciji kretalakako slijedi prema tablici 2.

Istu potronju prirodnog plina u milijunima m3/god.prikazuje tablica 3.

Spomenutu potronju prirodnog plina u RafinerijiRijeka i Rafineriji Sisak takoer prikazuju i odgovarajuidijagrami.

Poto je jo uvijek upitan rok poetka a onda izavretka izgradnje koking procesa u INA Rafineriji nafteRijeka, korisno je raunati s podatkom simulacije da epotronja prirodnog plina za potrebe ukupnog loenjamodernizirane rafinerije bez koking procesa biti 11%

manja i kretat e se za maksimalni rafinerijski kapacitetprerade na razini od 383,7 t/dan ili 140 051 t/god.

to se tie INA Rafinerije Sisak jo uvijek je takoerupitan rok poetka a onda i zavretka izgradnjetemeljnih procesa modernizacije tj. kako rafinacijskihprocesa (HC/HDS, proizvodnja vodika) tako irezidualnog procesa (koking), potronja prirodnog plinaza potrebe procesnog i energetskog loenja bi iza1.7.2013. god. kada se radi ogranienja emisija vise neemoi koristiti ulje za loenje sa sadrajem sumporaiznad 1%, tehniki mogla biti supstituirana uvoznimuljem za loenje Euro5 kvalitete s koliinom sumporaispod 1% ali tehniki je jednostavnije dobaviti prirodniplin koji je ve davno dostupan praktiki na graniciRafinerije nego ulje za loenje koje bi se trebalo uvozitibilo iz sjevernih susjednih drava bilo s Mediterana.

BUDUA POTRONJA PRIRODNOG PLINA U... I. BILLEGE, D. AHMETOVI, I. MEDARAC, Z. HILL

NAFTA 63 (11-12) 377-380 (2012) 379

POTROA, t/god 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023

INA Rafinerija Rijeka za loenje 126 684 131 611 138 538 145 465 152 392 155 855 155 855 155 855 155 856 155 855 155 855

INA Rafinerija Rijeka za H2 125 794 132 782 139 771 146 759 153 748 157 242 157 242 157 242 157 242 157 242 157 242

INA Rafinerija Rijeka, ukupno 250 478 264 393 278 308 292 224 306 139 313 097 313 097 313 097 313 097 313 097 313 097

INA Rafinerija Sisak za loenje 62 945 53 261 53 261 53 261 53 261 72 629 87 155 106 523 125 891 145 259 154 943

INA Rafinerija Sisak za H2 0 0 0 0 0 65 700 78 840 96 360 113 880 131 400 140 160

INA Rafinerija Sisak, ukupno 62 945 53 261 53 621 53 261 53 261 138 329 165 995 202 883 239 771 276 659 295 103

UKUPNO INA (Ri+Si) Rafinerije 313 423 317 570 331 570 345 485 359 401 451 426 479 092 515 980 552 868 589 756 608 200

Napomena: Rafinerija Rijeka moe zavriti planiranu modernizaciju (druga etapa) iza 2016 (Coking ili neka druga rezidualna tehnologija) kojom

bi bilo omogueno daljnje poveanje proizvodnje tzv. bijelih proizvoda za 11-12% a ime bi bila dostignuta planirana ekonomska isplativost

modernizacije Rafinerije Rijeka.

Prva etapa planirane modernizacije Rafinerije Rijeka je zavrena (HC, HDS, i proizvodnja H2) to omoguuje proizvodnju motornih benzina,

dizelskog goriva i ulja za loenje po Euro5 kvaliteti.

Rafinerija Sisak e bez obzira na znaajno usporenje planirane modernizacije (prva i druga etapa) ve iza 1.7.2013. radi emisijskih normi, morati

za potrebe loenja uz rafinerijski plin koristiti prirodni plin jer e proizvedeno ulje za loenje imati 2,3% S

Kljuni procesi planirane modernizacije Rafinerije Sisak (HC, HDS, proizvodnja H2 i koking) do 2012. god. nisu pokrenuti pa bi planirana

realizacija zahtjevala frontalno pokretanje projektiranja i izgradnje svih kljunih procesa to bi se moglo izvesti do 2018. god. U suprotnom,

Rafinerija Sisak e nuno morati biti zatvorena radi neekoloke i neprofitabilne proizvodnje.

Tablica 2. Potronja prirodnog plina 2013. - 2023. u rafinerijama INE (bazirano na slubenom planu INE od 2008. god. iusporenju realizacije 2012.)

POTROA, milijuni m3/god 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023

INA Rafinerija Rijeka za loenje 171,98 181,53 191,09 200,64 210,20 214,97 214,97 214,97 214,97 214,97 214,97

INA Rafinerija Rijeka za H2 173,51 183,15 192,79 202,43 212,07 216,89 216,89 216,89 216,89 216,89 216,89

INA Rafinerija Rijeka, ukupno 345,49 364,68 383,87 403,07 422,26 431,86 431,86 431,86 431,86 431,86 431,86

INA Rafinerija Sisak za loenje 86,82 73,46 73,46 73,46 73,46 100,18 121,20 146,93 173,64 200,36 213,71

INA Rafinerija Sisak za H2 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 90,62 108,74 132,91 157,08 181,24 193,32

INA Rafinerija Sisak, ukupno 86,82 73,46 73,46 73,6 73,46 190,80 228,96 279,84 330,72 381,60 407,04

UKUPNO INA (Ri+Si) Rafinerije 432,31 438,14 457,34 476,53 495,73 622,66 660,82 711,70 762,58 813,46 838,90

Napomena: Rafinerija Rijeka moe zavriti planiranu modernizaciju (druga etapa) iza 2016 (Coking ili neka druga rezidualna tehnologija) kojom bi biloomogueno daljnje poveanje proizvodnje tzv. bijelih proizvoda za 11-12% a ime bi bila dostignuta planirana ekonomska isplativostmodernizacije Rafinerije Rijeka.Prva etapa planirane modernizacije Rafinerije Rijeka je zavrena (HC, HDS, i proizvodnja H2) to omoguuje proizvodnju motornih benzina,dizelskog goriva i ulja za loenje po Euro5 kvaliteti.Rafinerija Sisak e bez obzira na znaajno usporenje planirane modernizacije (prva i druga etapa) ve iza 1.7.2013. radi emisijskih normi, moratiza potrebe loenja uz rafinerijski plin koristiti prirodni plin jer e proizvedeno ulje za loenje imati 2,3% S.Kljuni procesi planirane modernizacije Rafinerije Sisak (HC, HDS, proizvodnja H2 i koking) do 2012. god. nisu pokrenuti pa bi planiranarealizacija zahtjevala frontalno pokretanje projektiranja i izgradnje svih kljunih procesa to bi se moglo izvesti do 2018. god. U suprotnom,Rafinerija Sisak e nuno morati biti zatvorena radi neekoloke i neprofitabilne proizvodnje.

Tablica 3. Potronja prirodnog plina 2013. - 2023. u rafinerijama INE (bazirano na slubenom planu INE od 2008. god. iusporenju realizacije 2012.)

3. Zakljuak1. Planom i realizacijom modernizacije gorivakih rafi-

nerija INE u Rijeci i Sisku, dolazi do znaajnogreprofiliranja proizvodnog sustava samih rafinerijato za posljedicu ima slijedee nove i bitne znaajke;poveanu koliinu i kvalitetu Euro5 proizvoda,praktiko ukidanje do sada koliinski znaajneproizvodnje ulja za loenje, potronju prirodnog plinakako za interno tehnoloko pridobivanje vodika tako iza kombinirano interno loenje umjesto ulja zaloenje, te ono to je najvanije - znaajno poveanukonkurentsku sposobnost kroz visoko podignutekonomski potencijal akumulacije.

2. Prema provedenoj analizi, oito je da modernizacijomINA Rafinerije nafte Rijeka i INA Rafinerije nafte Sisak,iste sa stajalita potronje prirodnog plina postajuznaajan potroa u Republici Hrvatskoj.

3. Proizlazi da e trebati istraiti i uskladiti participacijupotronje domaeg prirodnog plina, prema onimprvenstveno domaim potroaima kojima ekvaliteta domaeg prirodnog plina igrati znaajnuulogu u odnosu na uvoznu kvalitetu.

4. Projekcija potronje prirodnog plina prema nainumodernizacije INA Rafinerije nafte Rijeka i INA Rafi-nerije nafte Sisak, svrstava ova dva budua potroaana drugo mjesto po visini potronje u RepubliciHrvatskoj iza HEP-a (budua potronja prirodnogplina pri proizvodnji elektrine energije u HEP-u epremaiti dananjih 750 milijuna m3/god. najmanje za15%, pa e HEP i dalje biti najvei potroa a slijedit ega rafinerije INE dok e Petrokemija Kutina kaopotroa pasti s drugog na tree mjesto.

5. Imajui u vidu samo tri najvea potroaa prirodnogplina u Hrvatskoj (HEP, Rafinerije INE i PetrokemijuKutina), potronja e im sa sadanjih 1,15 milijardim3/god., u slijedeem desetljeu postupno porasti napreko 2,15 milijardi m3/god.

6. Opisanim optimalnim izborom snane supstitucijeulja za loenje s prirodnim plinom u dva najvea po-troaa u Hrvatskoj (HEP, INA), neusporedivo vie setedi na iskljuivanju potrebe za skupim tehnologija-ma proiavanja emisijskih tokova ako bi se koristilidostupni alternativni energenti (ulje za loenje, ug-ljen). Prirodni plin ne samo da je optimalni izbor sup-stitucije najveim energetskim potroaima u Hrvat-skoj, nego je i dostupan zahvaljujui znaajnoj lokal-noj proizvodnji (sjeverna Hrvatska, sjeverni Jadran) iznaajno izgraenoj plinovodnoj infrastrukturi.

Autori:

Ivica Billege, MSc

Dunja Ahmetovi, grad. eng.

Ivan Medarac, MSc

Zlatko Hill, DSc

UDK : 665.6/.7 : 662.767 : 629.97 : 339.1/.4 (497.5) "2013/2023"

665.6/.7 industrija nafte i plina662.767 prirodni plin629.97 energetika, energija339.1/.4 trite, ponuda, potronja-projekcija(497.5) R. Hrvatska"2013/2023" razdoblje 2013.-2023.

380 NAFTA 63 (11-12) 377-380 (2012)

I. BILLEGE, D. AHMETOVI, I. MEDARAC, Z. HILL BUDUA POTRONJA PRIRODNOG PLINA U...