Ξαναμπαίνουν στο παιχνίδι τα συνθετικά καύσιμα

Κατά την διάρκεια των δύο πρώτων δεκαετιών του εικοστού αιώνα αποδεικνύεται πέραν πάσης αμφιβολίας πως η μετάβαση από τα στερεά στα υγρά καύσιμα αποτελεί μονόδρομο. Όμως για μία εντατικά βιομηχανοποιημένη χώρα, όπως η Γερμανία, η μετάβαση συνεπάγεται πως το κράτος οφείλει να διασφαλίζει την ομαλή και απρόσκοπτη προμήθεια των αναγκαίων ποσοτήτων και παράλληλα να διαθέτει μηχανισμούς κατάλληλους να αποτρέπουν ενδεχόμενες ελλείψεις. Για αυτό και την δεκαετία του ’30 κατέφυγε στα συνθετικά καύσιμα.

Κατά το 1938, από την συνολική κατανάλωση 44 εκατομμυρίων βαρελιών υγρών καυσίμων στην Γερμανία, οι εισαγωγές από χώρες εκτός Ευρώπης ανέρχονται σε 28 εκατομμύρια βαρέλια ή περίπου στο 60% των συνολικών προμηθειών. Πέραν των εισαγωγών αυτών, άλλα 3,8 εκατομμύρια βαρέλια προέρχονται από την Ευρώπη (μόνον από την Ρουμανία εισάγονται 2,8 εκατομμύρια), ακόμα 3,8 εκατομμύρια παρέχονται από εγχώριες πηγές, ενώ η παραγωγή συνθετικών καυσίμων συνεισφέρει 8,4 εκατομμύρια βαρέλια, με συμμετοχή ελαφρά ανώτερη από το 19% του συνόλου.

Η κατάσταση μεταβάλλεται δραστικά κατά την διάρκεια του Δευτέρου Παγκοσμίου Πολέμου και ειδικά μετά το 1940, όταν η παραγωγή συνθετικών καυσίμων αναρριχάται στο 52,1% του συνόλου το 1942, στο 52,4% το 1943 και στο 57,5% το 1944. Οι 12 μεγάλες μονάδες υγροποίησης ευθύνονται για την παραγωγή σχεδόν του 80% της συνθετικής κηροζίνης για την αεροπορία, για την σύνθεση του 91% των συνθετικών λιπαντικών, του 99% του συνθετικού ελαστικού και σχεδόν του 100% της συνθετικής αμμωνίας, της συνθετικής μεθανόλης και του συνθετικού νιτρικού οξέος έως την λήξη του Δευτέρου Παγκοσμίου Πολέμου.

Παράλληλα τα εννέα μεγάλα συγκροτήματα σύνθεσης F-T παραδίδουν κατά την διάρκεια της ιδίας περιόδου περισσότερο από το 60% του συνθετικού πετρελαίου κίνησης και της συνθετικής βενζίνης που συνολικά καταναλώνουν οι γερμανικές ένοπλες δυνάμεις, πλεονεκτώντας ως προς το ότι δεν χρησιμοποιούν ορυκτέλαια, απαραίτητα στην μέθοδο υγροποίησης.

Επάνω, το γιγαντιαίο συγκρότημα παραγωγής συνθετικού ελαστικού Buna-N στο Auschwitz με τους τεράστιους τεράστιους πύργους των καπνοδόχων στο βάθος (Bundesarchiv, Bild 146 2007-0058). Κάτω, άποψη των εγκαταστάσεων παραγωγής συνθετικών καυσίμων στο Auschwitz (Bundesarchiv, Bild 146 2007-0056).

07 Übersicht Kraftwerk

Απότομη άνθηση παραγωγής συνθετικών καυσίμων

Το κόστος της επένδυσης για την δημιουργία εγκατάστασης σύνθεσης F-T με ημερήσια παραγωγική δυναμικότητα της τάξης των 50.000 βαρελιών συνθετικού πετρελαίου κίνησης και συνθετικής βενζίνης ανέρχεται σε περίπου $4,1 δισεκατομμύρια. Η γραμμή επεξεργασίας και παραγωγής αερίων από άνθρακα καλύπτει σχεδόν το 50% του συνολικού κόστους της επένδυσης, με το υπόλοιπο να διατίθεται για την διαδικασία μετατροπής αερίων σε Υγρά (Gas-to-Liquid-GTL).

Η οικονομική βιωσιμότητα επενδύσεων αυτού του τύπου συναρτάται άμεσα με τις διακυμάνσεις των τιμών του αργού πετρελαίου. Μία τιμή της τάξης των $61 ανά βαρέλι επιτρέπει Απόδοση στην Επένδυση (Return of Investment-ROI) 19,8%. Τιμές ανώτερες από τα επίπεδα των $37 και $47 ανά βαρέλι παρέχουν αποδόσεις ROI μεγαλύτερες του 10% και του 15% αντίστοιχα, ενώ τιμές που κινούνται σε επίπεδα ανώτερα των $70 ανά βαρέλι, επιτρέπουν αποδόσεις ROI περισσότερο από 21,8% και πέραν των $100 (2022) αυξάνουν τις αποδόσεις ROI πέραν του 31,1%.

Το κόστος αποτελεί διαχρονικά το μεγαλύτερο εμπόδιο στην οικονομική βιωσιμότητα των εγκαταστάσεων παραγωγής συνθετικών καυσίμων, αν και η πρόοδος στον τομέα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (για την τροφοδοσία των γραμμών παραγωγής) σε συνδυασμό με νέες καινοτόμες μεθόδους συγκέντρωσης και επεξεργασίας ανθρακούχων ουσιών, καθιστά ιδιαίτερα ελκυστική οικονομικά την δημιουργία εγκαταστάσεων αυτής της μορφής. Η καινοτομία προχωρά ακάθεκτη στον συγκεκριμένο κλάδο και μόνον κατά την διάρκεια της τελευταίας διετίας έχουν κατατεθεί και εγκριθεί περισσότερες από 50 ευρεσιτεχνίες στο Διεθνές Γραφείο Πνευματικής Ιδιοκτησίας Innovation (World Intellectual Property Office -WIPO) που καταχωρούνται στο σύστημα σχετικές με την παραγωγή συνθετικών καυσίμων.

Ποιοι ακολουθούν την Κίνα

Εκτός από την Κίνα, το γιγαντιαίο συγκρότημα SASOL της Νοτίου Αφρικής, με τις εγκαταστάσεις SECUNDA CTL έχει μία παραγωγική δυναμικότητα της τάξης των 150.000 βαρελιών πετρελαίου και βενζίνης ανά ημέρα (24.000 m3/d). Παράλληλα και οι εγκαταστάσεις της MOSSGAS παράγουν 45.000 βαρέλια συνθετικών καυσίμων ανά ημέρα (7.200 m3/d) με την μέθοδο Fischer Tropsch. Το συγκρότημα καλύπτει το 1/3 της κατανάλωσης ενέργειας στην Νότιο Αφρική, με προοπτική να φθάσει ακόμα και στο 50% της κάλυψης των αναγκών της χώρας.

Στο Κατάρ οι εγκαταστάσεις της ORYX GTL στην βιομηχανική ζώνη Ras Laffan, που αξιοποιούν την μέθοδο Fischer Tropsch, έχουν μία παραγωγή της τάξης των 29.000 βαρελιών πετρελαίου και βενζίνης ανά ημέρα (4.600 m3/d), φθάνοντας στα τέλη του 2019 στα 34.000 βαρέλια ανά ημέρα day (5.400 m3/d), το όριο της ονομαστικής παραγωγικής τους δυναμικότητας. Οι εγκαταστάσεις βασίζονται στην τεχνογνωσία της SASOL, που συμμετέχει στο κοινοπρακτικό σχήμα με επικεφαλής τον γνωστό όμιλο Royal Dutch Shell, με τελικό στόχο την παραγωγή 140.000 βαρελιών καυσίμων ανά ημέρα (22.000 m3/d) με την μέθοδο Fischer Tropsch, το 2023.

Ο όμιλος της Royal Dutch Shell έχει επίσης θέσει σε λειτουργία εγκαταστάσεις με παραγωγική δυναμικότητα 14.700 βαρελιών καυσίμων ανά ημέρα (2.340 m3/d) με την μέθοδο Fischer Tropsch στο Bintulu της Μαλαισίας. Αλλά και στην Νιγηρία, οι ανάλογες εγκαταστάσεις της Beginning ESCRAVOS GTL παράγουν με αφετηρία το 2013, 34.000 βαρέλια ανά ημέρα (5.400 m3/d) συνθετικών καυσίμων με την ίδια μέθοδο.

Πάντως και άλλες επιχειρήσεις έχουν προχωρήσει στην τεχνολογία παραγωγής υγρών συνθετικών καυσίμων από υδραέριο (μείγμα μονοξειδίου του άνθρακα και υδρογόνου), όπως η EXXON MOBIL, η STATOIL HYDRO, η RENTECH και η SYNTROLEUM. Άλλες αξιοποιούν πλαστικές ύλες για πρώτη ύλη, όπως η CYNAR PLC στην Βρετανία και η AGILYX (στην πολιτεία του Όρεγκον στις ΗΠΑ).

Ίσως το σημαντικότερο βήμα έχει πραγματοποιηθεί στην Δανία από την Quantafuel που συνεργάζεται πλέον με το διεθνούς εμβέλειας ολλανδικό εμπορικό συγκρότημα VITOL, που διακινεί τα παραγόμενα συνθετικά καύσιμα της δανικής εταιρείας ανακύκλωσης, αλλά και την γερμανική BASF που εισέρχεται με την ιδιότητα του μετόχου στην εταιρεία.

Η σημασία των μονάδων ανακύκλωσης

Εάν συνεκτιμηθεί πως μόνον το 14% από τα 25 εκατομμύρια τόνους των πλαστικών αποβλήτων ανά έτος ανακυκλώνεται στην Ευρώπη, με το υπόλοιπο να καταλήγει στους υγειονομικούς χώρους ταφής, ενώ και 500.000 τόνοι καταλήγουν στην θάλασσα, τότε γίνεται αντιληπτή η σημασία των μονάδων ανακύκλωσης της Quantafuel. Ήδη σχεδιάζονται μονάδες και σε άλλες χώρες της Ευρώπης, με δυνατότητα αξιοποίησης 300-500 τόνων πλαστικών αποβλήτων για την παραγωγή συνθετικών καυσίμων και κυρίως πετρελαίου κίνησης, σε συνεργασία με την VITOL.

Η φορητή λύση της SOLETAIR για την παραγωγή συνθετικού καυίμου από το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του ανθρακα. Έχει μέγεθος εμπορευματοκιβωτίου και δυναμική παραγωγικότητα 80 λίτρων βενζίνης σε ημερήσια (Photo: VTT).

Η ετήσια ζήτηση πετρελαίου κίνησης πριν από την λαίλαπα της πανδημίας φθάνει τα 30 εκατομμύρια βαρέλια ανά ημέρα και εκτιμάται αύξησή της στην τρέχουσα δεκαετία. Μετά την Δανία η Quantafuel επεκτείνεται το 2019 στην Νορβηγία, με τις δύο εγκαταστάσεις να απορροφούν συνολικά 240 τόνους πλαστικών αποβλήτων ανά ημέρα και να τους μετατρέπουν σε 160 τόνους καυσίμων χαμηλών ρύπων σε ημερήσια βάση.

Αν και οι μέθοδοι παραγωγής συνθετικών καυσίμων έχουν επιβιώσει κυρίως λόγω του ότι έχουν αποτελέσει την μοναδική διέξοδο της Γερμανίας στον αγώνα της ανεξαρτησίας της από το αργό πετρέλαιο, οκτώ και πλέον δεκαετίες αργότερα επανέρχονται. Μάλιστα η πανδημία και η κρίση της Ουκρανίας μάλλον θα επιταχύνει την προοπτική τους να προκαλέσουν ισχυρές παρενέργειες στην διεθνή αγορά αργού πετρελαίου, καθώς στις τρέχουσες τιμές πέραν των $100 ανά βαρέλι, παραμένουν μεσοπρόθεσμα ανταγωνιστικές και κερδοφόρες, με το σημείο ισορροπίας να κινείται στα $33 ανά βαρέλι.