Mi lesz a kőolajjal, ha már kevesebb dízel kell?

Amikor januárban áttekintettük a legnagyobb európai piacok 2021-es villanyautó eladásait, a statisztikákban feltűnő volt a dízelek erős visszaesése. Az évek óta tartó folyamat az utóbbi időszakban lett egészen látványos, mivel mostanra már beérték a konnektorosok a dízelek piaci részesedését.

De mi lesz azzal a sok finomítói kapacitással, ha már nem kell az európaiaknak a gázolaj? El kell égetni a finomítás során keletkezett felesleges dízel üzemanyagot?

Egy korszak vége

A 2000-es évek elején még csak minden harmadik személyautó volt dízelüzemű az Európai Unió új autó eladásaiban, 2006-ban azonban részesedésük átlépte az 50%-ot, és – egy a 2008-as gazdasági válságot követő pici megingás kivételével – 2016-ig piacvezető is maradt ez a motortípus. Bár a dízelek visszaszorulását divatos a 2015-ös dízelbotrányhoz kötni, már 2011 óta egy folyamatos, enyhe lejtőn volt ez a meghajtási forma, a VW körüli leleplezések legfeljebb csak felgyorsították a folyamatot. 2017-től meredek zuhanást látunk a grafikonokon, tavaly pedig már csak 20,7%- volt az arányuk, ami gyakorlatilag megegyezett a konnektorról tölthető autókéval.

A benzines (piros), dízel (sárga) és elektromos meghajtású autók piaci részesedése az új autók regisztrációjában, Európában. Forrás: GridX, a JATO adatai alapján.

Hogy egyáltalán minek köszönhették a dízelek a népszerűségük példátlan megugrását az új évezred elején, arra több elmélet is született. Ezek a motorok, alacsonyabb fogyasztásuk révén a CO₂ kibocsátás terén még jobbak is, mint a benzinesek, csak ne lennének azok a fránya nitrogénoxidok és kisméretű részecskék. A hátrányok leküzdésére részecskeszűrőket és adalékanyagokat (AdBlue) találtak ki a gyártók, a fogyasztás pedig jóval alacsonyabb volt, mint a benzineseknél, így a tulajdonos spórolt az üzemeltetési költségeken. Win-win, nem igaz? Aztán persze kiderült, hogy a remek értékek inkább csak a laborokban és a próbapadon működtek – a többi pedig már történelem.

Rossz nyelvek szerint egyébként a német autógyártók aktívan tettek is a dízelek különböző állami kedvezményeinek terjesztésért, mivel ebben komoly versenyelőnyt láttak. A távol-keleti és amerikai versenytársak erősen lemaradtak ezeknek a motoroknak a fejlesztésében, ugyanis hazai piacaikon soha nem volt népszerű ez a technológia. Az EU területéről nem olyan egyszerű büntetővámokkal kitiltani az import árukat, mivel egy ilyen lépés hasonló, az Unió gazdaságának fájdalmas ellenlépéseket szülhet Amerikában, vagy Ázsiában. Ha viszont a jövedéki adó mérséklésével, és a reklámplakátokon hirdetett környezeti előnyökkel olyan termék lesz nagyon népszerű az EU piacain, amit történetesen csak a hazai gyártók tudnak gyártani, akkor a tengerentúli versenytársak egyszerűen csak így jártak. Tetszettek volna dízelmotort fejleszteni. Egy időben azonban annyira felpörgött a dízelautók eladása Európában, hogy még az olajfinomítók sem voltak felkészülve a hirtelen megugró igényre.

VW Golf TDI clean diesel. Forrás: Wikipedia

De mi történik akkor, ha a folyamat megfordul, és ahogy az elmúlt években 60% közeléből 21%-ra zuhant, úgy a következő években szinte teljesen megszűnik a kereslet a dízel személyautók iránt kontinensünkön? És mi lesz, ha ezt követi az elektromos és hidrogénmeghajtású kamionok és buszok terjedése is? 2021-ben Franciaországban és Németországban is a harmadával, 20 százalék magasságába csökkent, a briteknél 50%-os zuhanás után 8%-ra zsugorodott, Norvégiában pedig már csak 4%-on van a dízelek aránya az újautó-piacon.

Mi lesz a kőolajból?

Az olajipar úgy működik, mint az élelmiszeripar. A gyár egyik végén bemegy a boci, a másikon pedig mindenféle végtermék jön ki, de szemét, hulladék, alig keletkezik. Ha egy mód van rá mindent felhasználnak, pénzzé tesznek. Nincs is ezzel gond, legalább hatékony, és nem hulladékot termel a folyamat. A finomítókba érkező kőolaj is hasonló utat jár be – semmi nem vész kárba.

Az olajfinomító vázlata, ahol a különböző pontokon különböző kőolajszármazékok folynak ki. Forrás: quoracdn.net

A kőolaj, mint szerves anyag, évmilliók alatt alakult ki elhullott növények és állatok maradványainak oxigénhiányos környezetben való bomlásából. A földből kinyert olajat azonban még finomítani kell, ami az egyes összetevők, azaz a különböző hosszúságú szénhidrogén komponensek egymástól való elválasztását jelenti. Ez magas desztilláló kolonnákban, oszlopokban történik a méreteik miatt kívülről is jól látható olajfinomító telepeken. A fenti sematikus rajz nem csak a szemléltetés kedvéért került be, a folyamat a gyakorlatban is hasonlóan néz ki. A felmelegített nyersolajat betáplálják ezekbe a hatalmas oszlopokba, ahol a kőolaj szakaszos lepárlása (frakcionált desztilláció) megy végbe. A kolonnában a felfelé csökkenő hőmérsékletek és az egyes komponensek eltérő forráspontjai következtében több frakció választódik el egymástól, ez pedig más-más területen felhasználható végterméket eredményez.

A szakaszos lepárlás során a desztilláló oszlopba alulról 350-400 °C-ra felfűtött kőolajat táplálnak be, ennek hőmérséklete pedig felfelé haladva csökken. A könnyebb és egyben alacsonyabb forráspontú, tehát illékonyabb szénhidrogén elegyek feszállnak és ott csapódnak le, míg a nehezebb komponensű elegyek, a magasabb forráspont miatt, alacsonyabb magasságokban vállnak cseppfolyóssá, és vezetődnek el a kifolyó tálcákon. A legnehezebb, leghosszabb CH láncú, legmagasabb forrásponttal rendelkezők anyagok pedig legalul csapódnak le. A nyersolajból a következő komponensek, kőolajlepárlási frakciók keletkeznek (felülről lefelé):

• gáz (1-4 szénatomszám, metán-etán-propán-bután)
• különböző vegyszerek alapanyagai
• benzin (5-10 szénatomszám, hosszúságú szénhidrogén láncok)
• petróleum, kerozin (10-13 szénatomszám. lámpaolaj, repülőgépek üzemanyaga)
• gázolaj, dízelolaj (13-20 szénatomszám)
• kenőolajok, paraffinolaj (20-25 szénatomszám)
• pakura  (20-30 szénatomszám, lepárlási maradék, sűrűn folyó fekete massza, amiből krakkolással rövidebb láncú szénhidrogéneket állítanak elő)
• bitumen (31-50 szénatomszám, útépítés, szigetelés)

Az olaj komponensekre való szétválasztása során az eredeti olaj összetételétől (lelőhelyétől) függően kb. 30-40% gázolaj keletkezik a lepárlás során, ami tetemes mennyiség, tekintve, hogy nagyon nagy térfogatokról beszélünk. Ezzel az eleggyel a jövőben, a dízelkorszak után is kezdeni kell valamit, hiszen a nyersolajban ott van ezeknek a 13-20 szénatomszámú komponenseknek az elegye, vagyis a lepárlás során ez mindig képződni fog.

Erre jelent megoldást a gázolaj frakció hosszú szénhidrogén láncainak széttördelése, krakkolása, amelynek során rövidebb láncú, 5-10 szénatomszámú szénhidrogének keletkeznek, mint például a benzin, illetve kisebb részben krakkgázok, telítetlen illetve gyűrűs vegyületek, aromás szénhidrogének. Ez alapvetően két módon, katalitikus, illetve termikus krakkolással történhet. A törés (krakkolás) egy folyamat, amelyet az üzemanyag viszkozitásának csökkentésére használnak. A cél, hogy a hosszabb szénhidrogénláncok feltördelésével a kívánt végterméket kapják.

A MOL százhalombattai finomítója. Forrás: Hlinka Zsolt / MOL Imázsfotó sorozat

A katalitikus krakkolást katalízis jelenlétében (katalizátor: zeolitok {Al2O3-SiO2, alumínium-szilikát}) 400-500 °C-on, 2-4 atmoszféra nyomáson végzik, és gázolajból ill. könnyebb kenőolaj komponensekből indulnak ki, hogy a szénhidrogénláncok felhasadása után a kívánt benzint kapják végtermékül. A termikus krakkolás ennél magasabb hőmérsékleten, 500-650 °C-on és magas nyomáson, kb. 70 atmoszférán történik. Ezt például az atmoszférikus desztillációs maradékoknál (nehéz komponensek) alkalmazzák, mivel ezen hosszú láncok magasabb hőmérsékleten könnyebben bomlanak, mint a rövidebbek. A végeredmény mindig kisebb, rövidebb CH láncú komponensek létrehozása, célja pedig benzin és gázolaj előállítása.

A termikus benzin előállítása magában foglalja mind a viszkozitás csökkentését, mind a maximális mennyiségű benzin visszanyerését, ezzel eltolva a folyamatot a kívánt benzinkomponens minél nagyobb arányú kinyerése felé. A késleltetett kokszolás célja a könnyebb, értékesebb termékek (fűtőgázok, benzin, gázolaj) képződésének maximalizálása, mialatt a kezdeti nehezebb komponensekből szilárd koksz képződik, így eltolva a folyamatot a két vég felé.

Új eladások, kontra flotta

És, hogy ez mikor lesz már érezhető probléma, mikor kell lépniük az olajtársaságoknak? Nos, bármennyire is örömmel konstatáljuk a tisztább üzemű autók térnyerését az eladásokban, érdemes jó alaposan különválasztani az újautó-értékesítés estén tapasztalt változást és a teljes európai flottát.

A fenti adatokat az Eurostat adatbázisából nyertük és jól mutatja a probléma mértékét. A koronavírus első évétől eltekintve az összesített fogyasztás nemhogy csökken, hanem nő. 2019-ben közel háromszor annyi gázolaj fogyott az Unióban, mint benzin.

Ugyanez hazánk tekintetében a fenti ábrán. Ha a koronavírus okozta 2020-as mélyrepülést nem is vesszük figyelembe, 2019-ben idehaza kétszer annyi gázolaj fogyott, mint benzin.

A következő ábránk már kicsit közelebb hozhat a válaszhoz. A fenti grafikon adatait az Eurostat adatbázisából halásztuk ki, ahol 29 olyan országot és területet találtunk, ahonnan nagyjából minden évben voltak adatok 2011 óta. (Ahol egy-egy adat hiányzott, ott a két szomszédos év alapján becsültünk). Itt azt látjuk, hogy a belsőégésű motorokkal szerelt flottában 2011 óta 5%-kal emelkedett a dízelek aránya. Hiába fordult tehát már rég meg a trend az új autó eladásokban, valószínűleg jóval több régi benzines esett ki, lett leselejtezve, minthogy ez éreztesse a hatását.

Akárhogy is, az látszik, hogy míg itt 2019-ben, 266 millió személyautó adatai alapján, 45-55% az arány a benzinesek javára, az üzemanyag felhasználásban éppen ellenkezőleg, háromszor annyi gázolaj fogyott, mint benzin. Előbbi ugyanis hatalmas szerepet tölt be a közúti szállítmányozásban, így hiába szorul vissza az új autó eladásokban a dízelmotor, még nagyon sokat kell aludni, mielőtt ez álmatlan éjszakákat okoz a finomítók üzemeltetőinek.

Végül nézzünk szét a saját házunk táján is. Magyarország rendszeresen lejelenti az adatokat az Eurostat felé, így itt egészen 2000-ig vissza tudtunk menni. Itthon az ezredfordulón még csak minden tizedik autó volt dízel üzemű, arányuk azonban 2019-re a teljes flotta harmadára nőtt. Ezzel párhuzamosan a KSH adatai szerint az autók átlagéletkora a 2002-es 11,7 évről 2020-ra 14,7 évre nőtt, így valószínű a magyar adatokban jelentő szerepet játszik a nyugaton már kiszuperált, idős dízelek importja.

Mi lesz veled gázolaj?

Összességében tehát elmondhatjuk, hogy az évi 12-15 milliós európai új autó piac eltolódása a benzinesek, és zéró kibocsátású autók felé önmagában nem elég valamiféle kataklizmikus összeomláshoz a dízelolaj előállítása kapcsán. A több mint negyedmilliárd személyautó közel fele dízelüzemű, és még hosszú évek vannak hátra addig, amíg az új autó eladásokban tapasztalt csökkenő szerepük érezhető lesz a benzinkutaknál. Persze regionális eltérések itt is lehetnek, a gazdagabb országokban hamarabb végbemehet a flotta cseréje.

A folyamatot tovább lassítja, hogy a globális gazdaság által generált áruforgalom hatalmas közúti teherforgalmat is generál, amit jórészt dízel kamionokkal oldanak meg. Ha a gyártók megfelelő mennyiségben lesznek képesek az elektromos vagy hidrogén üzemű tehergépjárművek előállításra, akkor ezen a területen azonban akár még gyorsabb flottacsere is bekövetkezhet, mint a személyautóknál, hiszen a logisztikai cégek gyakrabban cserélik járműveiket, és a zéró kibocsátású alternatíva kedvezőbb fenntartási költségei elég gyorsan átbillenthetik a mérleg nyelvét a flottakezelők számításaiban.

Azonban az üzemanyagok arányának még egy esetleges komoly eltolódása is hosszú évek, évtizedek alatt fog végbe menni, a finomítók pedig a krakkolásnak köszönhetően képesek lesznek alkalmazkodni a változó fogyasztói igényekhez.

Köszönjük a segítséget Szőke Bálintnak!

Címlapfotó: John Hill/wikimedia/creative commons

Biró Balázs

A fenntartható közlekedés elkötelezett híve, akit elsősorban a Tesla céltudatos és piacot felforgató tevékenysége rántott magával ebbe a világba, így publikációi elsősorban erre a területre koncentrálnak.