Milieukosten van
olier aff inaderij en
Om de verzuring van het milieu, die
voornamelijk het gevolg is van de uitworp van stikstofoxiden, zwaveloxiden
en ammoniak, tegen te gaan, is in de jaren tachtig in binnen- en buitenland een
groot aantal initiatieven ontplooid. In internationaal verband vond in maart
1984 een bijeenkomst van milieuministers in Ottawa plaats. Daar namen negen Westeuropese landen en Canada
op zich om in 1993 de uitworp van zwaveloxiden met 30% te beperken en bovendien maatregelen te treffen ter beperking van de uitworp van stikstofoxiden. Soortgelijke beloften kwamen van
de Sovjetunie en een aantal Oosteuropese landen op de milieuconferentie
tussen Oost en West in juni 1984 in
MCinchen.
In eigen land werd in mei 1984 een
Kamerdebat gewijd aan de verzuringsproblematiek. Vervolgens werd in het
Indicatief meerjarenprogramma lucht
1985-1989* het bestrijdingsbeleid van
de overheid ontvouwd. Als doelstelling
van het beleid werd uitgegaan van een
halvering van de emissie van verzurende stoffen, welke omstreeks de eeuwwisseling zou moeten zijn gerealiseerd.
Om dat doel te bereiken werd een groot
aantal emissiebeperkende maatregelen in het vooruitzicht gesteld. Daarbij
werd zoveel mogelijk aangesloten bij
het Duitse anti-verzuringsbeleid, dat is
neergelegd in de zogenaamde ‘Grossfeuerungsanlageverordnung’ (GFAV).
Met betrekking tot de normslelling ten
aanzien van raffinaderijen wijkt het Nederlandse beleid echter in belangrijke
mate af van het Duitse beleid. Toepassing van de Duitse regeling ten aanzien
van de emissies van raffinaderijen zou
betekenen, dat in 1993 de emissie van
zwaveloxiden van raffinaderijen met
85% of wel met ca. 100.000 ton zou
moeten zijn gereduceerd. Het Nederlandse beleid ten aanzien van de beperking van SO2-emissie van raffinaderijen blijft zowel in tempo als in de stringentheid van de emissie-eisen achter
bij het Duitse beleid. Vanaf 1987 geldt
een eis tot emissiereductie van 60%,
die in 1991 en 1996 wordt verhoogd tot
respectievelijk 70 en 77%2.
Als argument voor dit minder restrictieve beleid wordt gehanteerd dat de
positie van raffinaderijen in ons land
met meer op de export gerichte produktie ‘gevoeliger’ is dan die in West-Duitsland. Kostenverhogende milieumaatregelen ten aanzien van raffinaderijen
zouden in sterkere mate in de export1. Indicatief meerjarenprogramma lucht
1985-1989, Tweede Kamer, 1984-1985,
18605, nrs. 1-2.
2. Besluit emissie-eisen stookinstallaties
Wet inzake luchtverontreiniging, Staatsblad,
1987, nr. 164.
prijzen kunnen doorwerken dan dat in
andere landen het geval is. De concurrentiepositie van raffinaderijen in de
Rijnmond ten opzichte van een raffinaderij in het buitenland zou bovendien
kunnen worden aangetast waardoor
verplaatsing van de produktie naar het
buitenland zou kunnen worden overwogen.
Door Van der Vlies en Van der Vlist
is onlangs onderzocht in welke mate de
concurrentiepositie van een hypothetische raffinaderij in Rijnmond ten opzichte van vergelijkbare raffinaderijen
in het buitenland door milieukosten zou
kunnen worden aangetast. In deze studie zijn door middel van een comparatieve-kostenmodel de integrale kostenverschillen (inclusief transportkosten)
tussen de raffinaderij in de Rijnmond en
het buitenland doorgerekend bij verschillende milieuscenario’s. De voornaamste conclusies van de analyse zijn
dat met een verplaatsing van de raffinage-activiteiten naar Belgie (Antwerpen)
rekening moet worden gehouden wanneer in Nederland een streng milieubeleid wordt gevolgd of een middelstreng
milieubeleid gecombineerd met een
mild beleid in Belgie. Het zal duidelijk
zijn dat deze conclusie vooral afhankelijk is van de hoogte van de transportkostenbarriere in relatie tot het milieukostenverschil.
De milieukosten varieren in de analyse van Van der Vlies en Van der Vlist
van / 22,3 mln. per jaar bij een mild beleid tot / 53 mln. per jaar voor een
streng milieubeleid. Het grootste deel
van deze kosten heeft betrekking op de
bestrijding van SOs-emissie. Gegeven
de weergegeven capaciteit van de raffinaderij en de reductievormen bij een
mild en streng beleid (respectievelijk
een reductie van 60% en 92%) varieren
de SOa- bestrijdingskosten in deze
analyse van / 2270 tot / 3380 per ton
gereduceerde SO2. Deze bedragen
doen vermoeden dat geen rekening is
gehouden metde invloed van veranderingen in de oliemarkt op het raffinageproces en de effecten die daarvan uitgaan op de bestrijdingsmogelijkheden
van SOa-emissie. Het doel van dit artikel is de gevolgen van de vernieuwing
‘van het raffinageproces voorde bestrijding van SO2-emissie door raffinaderijen nader te belichten. Dit artikel is gebaseerd op en vormt een actualisering
van een eerder verrichte studie4.
Eerst wordt aandacht besteed aan
de veranderende vraag naar olieprodukten en de mate waarin de raffinagesector op deze veranderingen heeft ingespeeld. Daarna worden de gevolgen
van de herstructurering van het raffinageproces voor de bestrijdingsmogelijkheden van SOa- emissie besproken
aan de hand van een fictieve raffinaderij. Tot slot wordt een aantal conclusies
getrokken.
ESB 22-6-1988
Veranderingen in de vraag naar
olieprodukten__________
Figuur. Verschuiving in de vraag naar
olieprodukten in enkele gebieden
1974
De ontwikkeling van de raffinagesector in de afgelopen tien jaar wordt gekenmerkt door een structurele overcapaciteit. Een belangrijke oorzaak daarvan was de teruggelopen vraag naar
olieprodukten onder invloed van de
oliecrises in 1973 en 1979. Onder invloed daarvan werd een afslankingsproces op gang gebracht waarbij aanwezige raffinagecapaciteit werd afgestoten of stilgelegd en de bezettingsgraad van de Nederlandse en andere
Westeuropese raffinaderijen daalde
van 85% in 1973 tot 56% in 1983. In Nederland werd de raffinaderij van Mobil
bij Amsterdam gesloten en werd de
Gulf-raffinaderij in Europoort verkocht
aan de staatsoliemaatschappij van
Koeweit.
Naast de dalende vraag naar olieprodukten vond bovendien een vraagverschuiving plaats naar lichtere produkten zoals benzine en gasolie ten nadele van zware olieprodukten als stookolie. In de figuur wordt dit ge’illustreerd.
Uit deze figuur blijkt tevens dat deze
verschuiving in de Verenigde Staten
reeds veel eerder heeft plaatsgevonden. Daar is de vraag naar benzine en
middendistillaten veel hoger dan in
West-Europa. Dit wordt veroorzaakt
door de samenstelling van het autopark
(grate motoren, weinig dieseltractie) en
de beschikbaarheid van kolen voor de
grote energie- installaties. De vraagverschuiving in Europa kan mede worden
verklaard uit de overschakeling van
grote vuurhaarden, zoals in de elektriciteitscentrales, op andere brandstoffen dan olie, namelijk op aardgas,
steenkool en uranium.
Deze vraagverschuiving heeft ertoe
geleid dat de raffinagesector de investeringen is gaan richten op het opvoeren van de zogenaamde secundaire capaciteit, waarbij zwaardere oliefracties
die uit het primaire raffinageproces resulteren, verder kunnen worden omgezet in lichtere produkten5. In 1978 had
Nederland ten opzichte van andere landen nog een achterstand in secundaire
capaciteit6. In de jaren daarna werd
echter ook in ons land de secundaire
raffinagecapaciteit fors uitgebreid. De
investeringen die daarmee zijn gemoeid waren aanzienlijk. Zo moderniseerde Esso de raffinaderij in Rijnmond
voor / 2,5 mrd. met de bouw van een
Flexicoker. Total investeerde /1 mrd. in
de bouw van een hydrocracker en Shell
heeft een nieuwe secundaire raffinagefabriek gebouwd (Hycon-project, zie
noot 5). De raffinaderij van BP was al
eerder uitgebreid met secundaire raffinageprocessen. Wat de mogelijke consequenties zouden kunnen zijn van het
vernieuwen van het Nederlandse raffi-
1984
100
Andere
80
Stookolie
Middeldestillaten
60
40
20
Benzine
0
West- VS
Europa
West- VS
Europa
Bron: BP, Statistical review ot the world oil industry,
Londen, 1979,1981
nagepark voor de bestrijding van zure
regen, wordt hierna weergegeven.
Efficientere bestrijding van
SO2-emissie
De gevolgen van het installeren van
secundaire raffinagecapaciteit voor de
bestrijdingsmogelijkheden van SOaemissie van raffinaderijen, kunnen worden geschat met behulp van een fictieve raffinaderij, met een vrij uitgebreide
en flexibele produktie, die vergelijkbaar
is met de grote raffinaderijen in het Rijnmondgebied.
De invoer van deze raffinaderij bedraagt 1000 ton ruwe olie/uur (ongeveer 2,5 maal de omvang van de hypothetische raffinaderij van Van der Vlies
en Van der Vlist). Verondersteld is dat
in totaal 93% van de ruwe olie wordt
omgezet in aardoliefracties zoals benzine, dieselolie, nafta, en dergelijke die
op de markt kunnen worden verkocht of
worden geleverd aan de chemische Industrie voor verdere verwerking. De
rest (7%) wordt als brandstof ingezet
voor de destillatie- en kraakprocessen
van het raffinageproces. Deze brandstof is in feite ook een produkt van de
raffinaderij. Omdat alle oliefracties
brandbaar zijn, zal de raffinaderij dat
produkt als brandstof inzetten, dat de
laagste waarde op de markt heeft. Dit
produkt is het zogenaamde residu, een
teerachtige substantie. De toepassingsmogelijkheden hiervan zijn uitsluitend die van bitumen (asfalt, teer) of als
brandstof. Voor het gebruik als brandstof zijn door de hoge viscositeit specia-
3. J. Van der Vlies en J.A. van der Vlist, Mi-
lieumaatregelen en olieraffinaderijen, ESB,
27 januari 1988, biz. 110-114.
4. M.P.J. Pulles, en D. Wiersma, Luchtverontreiniging door olieraffinaderijen in een
veranderende markt, Groningen, IVEM- rapport nr. 9, September 1985.
5. Voorlichting over Hycon, Shellvenster,
1985, nr. 6.
6. Ministerie van Economische Zaken, Bedrijfstakverkenning aardolie-industrie, Den
Haag, 1980.
603
le voorzieningen nodig, die alleen op de
raffinaderijen zelf aanwezig zijn. Deze
residuen hebben daardoor een lage
waarde op de markt.
Bij het gebruik van de meeste ruwe
oliesoorten wordt het gebruik van residuen als brandstof echter beperkt door
restricties die de overheid aan het zwavelgehalte stelt. Bij de raffinage blijkt
een groot gedeelte van de in de ruwe
olie aanwezige zwavel zich in het residu op te hopen. Het zwavelgehalte in
het residu kan oplopen tot ruim 5%. De
overheid in Nederland stelt een maximum aan het gemiddelde zwavelgehalte van de brandstoffen van een raffinaderij van 2%. Hierdoor wordt de raffinaderij gedwongen naast het zwavelrijke
residu nog een zwavelarme brandstof
te stoken. Hiervoor wordt de relatief
simpel te ontzwavelen stroom raffinaderijgas (voornamelijk waterstof, zwavelwaterstof, methaan en ethaan) gebruikt. De kosten voor een dergelijke
ontzwaveling worden op / 40 a / 400
per ton vermeden uitworp geschat, afhankelijk van het zwavelgehalte van de
gassen4. Om aan de overheidsvoorwaarde te voldoen wordt verondersteld,
dat het brandstofpakket van de fictieve
raffinaderij voor de helft uit hoogzwavelig residu (4% S) en voor de helft uit
laagzwavelig raffinaderijgas (0% S) bestaat. De fictieve raffinaderij zal dan
2800 kg zwaveldioxide per uur emitteren. Naast deze uitworp van zwaveldioxide zal nog enige SOa- uitworp uit andere processen plaatsvinden. Het betreft hier voornamelijk de restuitworp
van binnen het complex reeds opgestelde zwavelterugwinningsinstallaties
(‘Claus-plants’).
Deze
restuitworp
wordt verwaarloosd.
De mogelijkheden om de SOa-emissie van deze fictieve raffinaderij te reduceren, zijn door ons in een eerder verschenen rapport geanalyseerd (zie
noot4). Een eerste mogelijkheid betreft
de toepassing van rookgasontzwaveling. Volgens de literatuur komen de bestrijdingskosten bij deze methode uit op
/ 2.500 per gereduceerde ton SOa7 bij
een emissiereductie tot 280 kg per uur
(90%). Een andere mogelijkheid is het
omzetten van de zwavelhoudende residuen van het raffinageproces in gasvormige brandstoffen en deze vervolgens
te ontzwavelen gecombineerd met
warmtekrachtkoppeling ten behoeve
van elektriciteitsopwekking. Afhankelijk
van de prijs die de opgewekte elektrische energie oplevert en het ontwerp
voor de installaties zal het gezamenlijk
resultaat van de kosten van SOa-reductie en de opbrengsten van teruggewonnen zwavel en van de elektriciteitsproduktie kunnen varieren. In het ongunstigste geval is er per saldo een kostenpost van ongeveer / 2.000 per gereduceerde ton SOa en in het gunstigste geval een opbrengst van / 7.700 per ge604
reduceerde ton SOa. De SOa-emissie
van de raffinaderij wordt bij deze methode gereduceerd tot 200 a 300 kg/uur
(met 93 a 90%). Daarbij is geen rekening gehouden met de emissiereductie
als gevolg van een geringere elektriciteitsproduktie door het openbare net,
doordat de raffinaderij zelf elektriciteit
produceert.
De interessantste mogelijkheid is
echter de installatie van secundaire capaciteit door raffinaderijen. Dit betekent
dat aan het primaire raffinageproces
een nieuwe raffinage-installatie wordt
gekoppeld waarmee het residu van het
primaire proces verder wordt geraffineerd tot lichte oliefracties. Het nieuwe
(secundaire) raffinageproces zal een
hogere energiebehoefte hebben dan
het gemiddelde voor de hele raffinaderij. We veronderstellen dat het brandstofgebruik 10% van de voeding bedraagt. De produkten van het nieuwe
conversieproces zullen voor de helft uit
raffinagegas en voor de helft uit lichte
olieprodukten bestaan8. We veronderstellen dat de capaciteit van de secundaire raffinageproces 90 ton HS-residu
per uur bedraagt.
De oorspronkelijke hoeveelheid residu afkomstig van het primaire raffinageproces (35 ton residu/uur) wordt nu als
voeding gebruikt voor de conversie-installatie te zamen met een extra voeding van 55 ton residu/uur. De conversie-installatie produceert hieruit 44 ton
raffinaderijgas en 44 ton lichte olieprodukten8. Om het primaire raffinaderijproces van voldoende brandstof te
voorzien wordt het raffinaderijgas in de
oorspronkelijke situatie (35 ton/uur)
aangevuld met een deel van het raffinaderijgas van het secundaire proces (35
ton/uur). De rest van het raffinaderijgas
afkomstig van het secundaire proces
wordt als voeding van dit proces gebruikt (9 ton/uur). De brandstof van de
totale raffinaderij bestaat nu uitsluitend
uit raffinaderijgas. Het voordeel hiervan
is dat deze gasvormige brandstoffen relatief goedkoop kunnen worden ontzwaveld met behulp van een aminewasser en een Clausfabriek in serie9.
De investeringen die nodig zijn voor
een dergelijke installatie bedragen / 50
tot 135 mln.8. De SOa-emissie van de
raffinaderij kan daarmee worden gereduceerd tot 350 kg SOa per uur of met
87,5%. De bestrijdingskosten varieren
van / 40 tot / 400 per gereduceerde
ton SOa, wat een fractie is van de door
Van der Vlies en Van der Vlist gehanteerde bestrijdingskosten.
heid van de emissie-eisen achter bij dat
van West-Duitsland. Een belangrijke
reden bij de discussie in de Tweede Kamer en de daarna geformuleerde relatief soepele emissie-eisen was de overweging van de Internationale concurrentiepositie van raffinaderijen. Een
eventuele overplaatsing van raffinagecapaciteit naar het buitenland zou een
belangrijk negatief effect voor de export
betekenen. In welke mate milieumaatregelen tot een dergelijke overplaatsing
aanleiding zouden kunnen geven is geanalyseerd door Van der Vlies en Van
der Vlist3. Uit deze analyse blijkt dat bij
een streng milieubeleid in Nederland de
locatie van Antwerpen als een sterke
potentiele concurrent naar voren komt.
Bij de opstelling van het Nederlandse
milieubeleid en in de analyse van Van
der Vlies en Van der Vlist wordt echter
voorbijgegaan aan de mogelijkheden
die de herstructurering van de Nederlandse raffinagesector onder invloed
van vraagveranderingen biedt voor de
bestrijding van SOa-emissies. Zoals in
dit artikel is uiteengezet heeft de vraagverschuiving naar lichtere olieprodukten in de raffinagesector geleid tot het
opvoeren van de zogenaamde secundaire capaciteit. Het blijkt dat door het
installeren van diepere conversieprocessen de SOa-bestrijdingskosten aanzienlijk kunnen worden gereduceerd.
Hiermee is aangegeven dat raffinaderijen in principe mogelijkheden hebben
om op een creatieve wijze aan strenge
SOa-emissie-eisen te voldoen. Daarmee kunnen zij de kosten van bestrijding terugbrengen tot een fractie van
die van meer conventionele bestrijdingstechnieken. De economische nadelen van een stringenter milieubeleid
ten aanzien van de raffinaderijen zijn
als gevolg daarvan aanzienlijk geringer
dan aanvankelijk werd aangenomen.
Conclusies
zuring optimaal bestrijden, Lucht en Omge-
Het Nederlandse milieubeleid ten
aanzien van de SOa-emissie van raffinaderijen blijft in tempo en in stringent-
9. W. Bruyn e.a., Karakterisering van raffinaderijen, Publikatiereeks Lucht, nr. 24, Ministerie VROM, juni 1984.
D. Wiersma
M.P.J. Pulles
Verbonden aan de economische faculteit
resp. de interfacultaire vakgroep Energie en
Milieukunde van de Rijksuniversiteit Groningen.
7. F. van Oostvoorn en V.H. Tangena, Ver-
ving, maart/april 1985, biz. 40-45.
8. Refining handbook, Hydrocarbon processing, September 1976, 1978, 1980,1982.