MPU, Alm.del - 2009-10 - Endeligt svar på spørgsmål 955: Spm. om ministeren vil oversende den rapport, som gennemgår 7 teknologier til reduktion af VOC-dampe fra udskibningen af råolie fra Havneterminalen i Fredericia, til miljøministeren

Miljø- og Planlægningsudvalget 2009-10
MPU Alm.del
Offentligt

Redegørelse

VOC emission fra udskibning af råolieEmissionsbegrænsende teknologiA/S Dansk Shell – Shell Raffinaderiet Fredericia

Distribution: Miljøcenter Odense, DONG A/S, Mærsk Olie og Gas A/S,R, RP, RT, DSE, RSMDato18.06.0722.06.0728.06.0729.06.07Revision0ABCBeskrivelseUdkastRedegørelseRedegørelseRedegørelseUdarbejdet af[Ref. Indikator]

Godkendt af;[Ref. Indikator/Navn/Underskrift]

RSM/HPRSM/HPRSM/HPRSM/HP

RT/JMRT/JM

The copyright of this document is vested with A/S Dansk Shell, Shell-Refinery, Fredericia, Denmark. Allrights reserved. Neither the whole nor any part of this document or software may be reproduced, stored inany retrieval system or transmitted in any form or by any means (electronic, mechanical, reprographic,recording or otherwise) without the prior written consent of the copyright owner.

A/S DANSK, SHELL-REFINERY, DENMARK.1

Shell Raffinaderiet FredericiaRedegørelse vers. C

VOC emission fra udskibning af råolie

0. ResumeFormålet med redegørelsen er, at undersøge mulige tekniske løsninger for reduktion afVOC emissionen.I den indledende screening er teknologier baseret på vapour balancing, absorption,membraner og kondensering er i screeningsfasen valgt fra enten pga. relativ laveffektivitet, høje omkostninger eller begrænsninger i kapaciteten. Teknologi baseret påreduktion af flygtigheden er også udeladt, idet denne teknologi allerede er planlagtudnyttet.Teknologier baseret på termisk oxidation og adsorption vha. kulfilter, med optimering iform af udnyttelse af spildvarme, er vurderet nærmere mht. økonomi og miljø.Endvidere er muligheden for udnyttelse af dampgenvindingsanlæg på skibe undersøgt.Denne løsning viste sig uforholdsmæssigt dyr.Økonomi og miljø-påvirkning er beregnet for to scenarier baseret på Energistyrelsensprognoser for råolieproduktionen i Nordsøen. Dette betyder projektlevetider påhenholdsvis 14 og 30 år.Teknologien baseret på termisk oxidation, incinerator med varmegenvinding, eridentificeret som den foretrukne løsning.For scenariet med 30 års levetid er de økonomiske nøgletal for miljø og økonomi somskitseret herunder.De akkumulerede omkostninger beløber sig til 41,9 mill. DKK. Svarende til enomkostning på 649 DKK pt. ton reduceret VOC-emission. Baseret på CO2-udledningenbliver det tilsvarende tal 144 DKK/ ton CO2(ækv).Til sammenligning haves marginalomkostning på 3.715 DKK/ton VOCred., oplyst i rapport udarbejdet for EUkommissionen, samt en kvote pris på 180 DKK/ton CO2baseret på Energistyrelsens tal iden Nationale Allokerings Plan.Den miljømæssige gevinst er en reduktion på 64.496 ton VOC for perioden,efterladende en udledning på 1.316 ton VOC. Dette svarer til en årlig reduktion på 2150ton VOC/år.Udledningen regnet i CO2(ækv)reduceres med 290.864 ton i perioden.Implementering af teknologien forventes at kunne gennemføres på 3 år, forudsat atenkelte strukturelle og afgiftsmæssige problemstillinger kan løses.Estimaterne er dog forbundet med nogen usikkerhed, ligesom design basis for et VOC-begrænsende anlæg på havneterminalen er usikker, indtil degassing-anlægget eridriftsat. Det har således også tidligere været Vejle Amts holdning, at afvente yderligeretiltag på havneterminalen indtil degassing anlæggets effektivitet er fastlagt..

Shell Raffinaderiet FredericiaRedegørelse vers. C

VOC emission fra udskibning af råolie

Indholdsfortegnelse1Indledning....................................................................................................................................... 4

1.11.21.32

Baggrund og formål ................................................................................................4Introduktion ............................................................................................................4Afgrænsning ...........................................................................................................5

VOC begrænsende teknologier....................................................................................................... 6

2.1Genvindingsanlæg på land ......................................................................................62.1.1Reducere flygtigheden.....................................................................................62.1.2Vapour balancing ............................................................................................62.1.3Oxidation ........................................................................................................62.1.4Absorption ......................................................................................................72.1.5Adsorption ......................................................................................................72.1.6Membran separation ........................................................................................72.1.7Kondensering ..................................................................................................82.2Genvindingsanlæg på skib.......................................................................................82.3Diskussion ..............................................................................................................83Strukturelle begrænsninger i Fredericia........................................................................................ 10

3.13.24

Genvinding som energi .........................................................................................10Genvinding som kulbrinter....................................................................................10Beregningsforudsætninger.....................................................................................11Økonomi og miljø. ................................................................................................13Foretrukken teknologi. ..........................................................................................16Implementering.....................................................................................................17

Aktuelle løsninger for Skanseodden ............................................................................................. 11

4.14.24.34.45

Konklusion.................................................................................................................................... 19

Shell Raffinaderiet FredericiaRedegørelse vers. C

VOC emission fra udskibning af råolie

1 Indledning1.1 Baggrund og formålI forbindelse med revurdering af miljøgodkendelsen for operation af Skanseodden har VejleAmt i brev af 6.december 2006 udbedt sig en række redegørelser. Nærværende redegørelsebehandler mulige tekniske løsninger til nedbringelse af VOC emissionen fra udskibning afråolie.Formålet med redegørelsen er, at undersøge mulige tekniske løsninger for reduktion af VOCemissionen. Teknikkerne vil blive vurderet med henblik på deres anvendelighed påSkanseodden.

1.2 IntroduktionDer anløber årligt omkring 140 råolieskibe ved Skanseodden i Fredericia. Alle for eksport afråolie fra de danske felter i Nordsøen. Den typiske laststørrelse er 630.000 bbl, svarende tilca. 100.000 m3. Når råolien lastes til skibene fortrænges tilsvarende mængder luft fralastrummene. Der lastes pt. maksimalt 5500 m3/time, mens der ved drift med VRU, potentieltvil kunne lastes op til 7000 m3/time. Fortrængningsluften består af en blanding af luft, inertgas og kulbrintedampe (VOC). Fortrængningsluften er hidtil ledt til atmosfære.Der har tidligere været undersøgt mulig begrænsning af VOC emissionen fra lastning afråolie. Dengang blev Vejle Amt, DONG og Shell enige om, at se på den samlede VOCemission fra råoliehåndteringen i Fredericia. Baggrunden var, at VOC problematikken drejersig om regional forurenings problematik. Dette førte til udvikling af et projekt til stabiliseringaf råolien, i daglig tale degassing-anlægget. Anlægget forventes idriftsat i år 2008. Reduktionspotentialet var langt større ved at angribe problematikken ved “kilden” frem for isoleret set påSkanseodden. Designbasis for anlægget var en maximal råolieproduktion på 370.000 bbl/d fraNordsøen, svarende til en årligt udskibet mængde på godt 16 mio. m3. For produktionen på370.000 bbl/d blev den totale VOC emission fra råolietanke og udskibning estimeret til14.617 ton VOC/år, hvor bidraget fra udskibningen bidrog med 5.654 ton VOC /år.Den forventede reduktion i VOC emissionen, som følge af idriftsættelse af degassinganlæggeter estimeret til 10.335 ton på årsbasis. Reduktionen af VOC-emissionen fra udskibning afråolien på havnen er beregnet til 26%, efterladende en emission på 4.180 ton VOC/år vedmaksimal råolieproduktion. Disse estimater er dog forbundet med nogen usikkerhed, ligesomdesign basis for et VOC-begrænsende anlæg på havneterminalen er usikker, indtil degassing-anlægget er idriftsat. Det har således også tidligere været Vejle Amts holdning, at afventeyderligere tiltag på havneterminalen indtil degassing anlæggets effektivitet er fastlagt.Til sammenligning kan nævnes at den årlige VOC-emission i Danmark i 2004 var estimeret til389.499 ton, fordelt på 273.000 ton metan og 116.499 ton nmVOC (non-metan-VOC).

Shell Raffinaderiet FredericiaRedegørelse vers. C

VOC emission fra udskibning af råolie

1.3 AfgrænsningRedegørelsen er begrænset til at omhandle VOC emissionen i forbindelse med udskibning afråolie. Øvrige VOC emissioner fra havneterminalen er dels behandlet i den miljøtekniskebeskrivelse, dels i redegørelsen vedr. BAT.

Shell Raffinaderiet FredericiaRedegørelse vers. C

VOC emission fra udskibning af råolie

2 VOC begrænsende teknologierVOC begrænsende teknologier kan installeres på land og ombord på skibene. I nærværendeafsnit gives en generel introduktion til forskellige teknologier til begrænsning af VOCemission. En summarisk sammenstilling findes i tabel 1.I afsnit 4 gennemgås udvalgte teknologier mere detaljeret i relation til økonomi og miljø medhenblik på mulig installation på Skanseodden.

2.1 Genvindingsanlæg på landKulbrinterne i fortrængningsgassen fra skibene kan enten begrænses på forhånd, afbrændesmed eventuel varmegenvinding eller genvindes som en koncentreret kulbrintestrøm i flydendeform. I nærværende afsnit gennemgås mulige landbaserede teknologier til genvinding afkulbrinter.

2.1.1 Reducere flygtighedenMængden af VOC der frigives under lastning er bl.a. afhængig af sammensætningen afproduktet, som lastes. En reduktion af flygtigheden af råolien vil således bidrage til enreduceret VOC udledning. Teknologi tager hånd om problemstillingen ”ved kilden” ogbegrænser dermed VOC emissionen fra alle led i råoliehåndteringen. Teknologi reducererhele spektret af VOC komponenter, med overvægt på de letteste komponenter. Det ernærværende princip, som anvendes i degassing anlægget, som er under opførelse ved DONGsfaciliteter på Egeskovvej i Fredericia.

2.1.2 Vapour balancingVapour balancing er en metode, hvor returdampene fra skibene ledes tilbage til den tank, derlastes fra. Metoden forudsætter, at der lastes fra fasttagstank eller grotte, hvilket ikke ertilfældet i Fredericia.

2.1.3 OxidationTil termisk oxidation af VOC findes forskellige teknikker fra et simpelt flammetårn tilkatalytisk oxidation. Et simpelt flammetårn har visse ulemper med hensyn til støj- og lyspåvirkning af de nærmeste omgivelser. Katalytisk oxidation kan anvendes til efterbehandling,men anvendes normalt ikke til så høje design flow, som er aktuelt på Skanseodden. Termiskoxidation i en indkapslet flare er imidlertid en metode, som er vidt udbredt i USA til kontrolaf VOC emissionen fra lastning af skibe.Ved termisk oxidation kan opnås en omdannelse på ca. 98% af den samlede VOC udledning.Afhængig af fortrængningsluftens sammensætning kan der i perioder være behov forstøttebrændsel. Teknologien kan eventuelt kombineres med energiudnyttelse.Der er specielle sikkerhedsmæssige aspekter at iagttage ved tilkobling af skib til enforbrændingsenhed.

Shell Raffinaderiet FredericiaRedegørelse vers. C

VOC emission fra udskibning af råolie

2.1.4 AbsorptionVed absorption ledes fortrængningsluften fra skibet til bunden af en pakket kolonne, hvor denkontaktes i modstrøm med en kølet væskestrøm (absorbent). Kulbrinter frafortrængningsluften absorberes i væsken, mens den overskydende strøm ledes til atmosfære.Absorbenten ledes til en stripperkolonne, hvor den regenereres. Herved frigives enopkoncentreret kulbrintestrøm, som enten absorberes i en kompatibel væskestrøm ellerafbrændes.Teknologiens effektivitet afhænger af kulbrinte koncentrationen i fortrængningsluften – johøjere koncentration jo højere effektivitet. Ved genvinding med absorption opnås typisk eneffektivitet på 70%.Der sker kun ringe absorption af C1, C2 og til dels C3.

2.1.5 AdsorptionVed adsorption ledes fortrængningsluften gennem beholdere pakket med aktivt kul.Kulbrinter adsorberes herved på det aktive kul. Den overskydende strøm ledes til atmosfære.Det aktive kul mættes gradvist med kulbrinter. Før fuldstændig mætning regenereres kulleneved at trække vakuum vha. en væskeringspumpe og skylle med en mindre luftstrøm. Hervedfrigives en opkoncentreret kulbrintestrøm. Denne strøm absorberes efterfølgende i enkompatibel væske.For at kunne operere kontinuerligt kræves min. to beholdere med aktivt kul.Adsorption er en velkendt teknologi anvendt til dampgenvinding af VOC fra benzinhåndtering. Teknologien er først de senere år udviklet til dampgenvinding fra råolie. Såfremtteknologien anvendes i råolieservice, kræves installering af en svovl-guard-bed opstrømsselve adsorptionsanlægget for at undgå forgiftning af de aktive kul.Adsorption af kulbrinter til aktivt kul er en exoterm proces, der er derfor risiko for udviklingaf hot-spots i kulbeholderne.Teknikken er ikke velegnet til genvinding af C1 og C2 og i begrænset omfang C3. Der kantypisk opnås en genvindingsgrad på 80%.Ved kombination med anden teknologi til behandling af rest VOC, kan opnås engenvindingsgrad på op til 99%

2.1.6 Membran separationVed membran separation ledes fortrængningsluften over en semipermeabel membran, hvor deorganiske molekyler passerer membranen, mens uorganiske forbindelser tilbageholdes.Trykforskellen over membranen opretholdes enten ved kompression af den indgående strømeller ved at trække vakuum på permeat-siden med en vakuum pumpe. Den opkoncentreredekulbrintestrøm absorberes efterfølgende i en kompatibel væske. Membraner i denne typeservice anvendes normalt ikke ved så store designflow.Teknikken opfanger ikke H2S, som derfor ledes ud med den overskydende luftstrøm.

Shell Raffinaderiet FredericiaRedegørelse vers. C

VOC emission fra udskibning af råolie

2.1.7 KondenseringKondensering kan dels ske ved nedkøling dels ved komprimering. Kondensering er en megetenergikrævende proces og vil umiddelbart være mest oplagt ved mulighed for synergi medeksisterende forbrug af flydende kvælstof i større mængder.Ved kondenseringen genvindes ikke C1 og C2.

2.2 Genvindingsanlæg på skibI Norge er der de senere år satset meget på udvikling af VRU-anlæg til installation på skibe.Den nyeste teknologi giver mulighed for så godt som 100% reduktion af VOC emissionen iforbindelse med lastning. Den del af VOC’en, som ikke kan genvindes, udnyttes somstøttebrændsel i den kedel, som producerer damp til drift af VRU’en.Udviklingen er drevet af kravet fra de Norske miljømyndigheder om reduktion af VOCemissionen fra de Norske offshore felter. Ifølge vore oplysninger er der således en megetbegrænset flåde med VRU ombord, hvoraf de fleste (hvis ikke alle) sejler i langtidscharter påden Norske kontinentalsokkel. Senest har olieselskaberne i Norge opnået forlængelse afimplementeringsfristen mht. 80% lastning med VRU på offshore installationer. Årsagen er atman ikke ønsker at investere unødigt i VRU anlæg, som over en kort årrække vil bliveoverflødige pga. dalende olieproduktion fra de norske felter. På den basis vurderes det, at derikke pt. er skibe til rådighed med VRU installeret.

2.3 DiskussionPå basis af den generelle gennemgang af VOC begrænsende teknologier udvælges her enkelteteknologier til yderligere gennemgang, med henblik på mulig anvendelse på Skanseodden.Følgende teknologier udelades ved den videre gennemgang:•Reducere flygtigheden, da denne teknologi installeres (ved råolieterminalen påEgeskovvej) og idriftsættes i år 2008.•Absorption, da denne teknologi sammenlignet med Adsorption har en sammenligneliginvesteringsomkostning, men til gengæld har et langt højere energiforbrug kombineretmed en ringere genvindingsgrad.•Membranteknologien, da den ikke er velegnet til så store designflow.•Kondensering, vil kun blive behandlet i forbindelse med anlæg på skibe, da det er enproces med et uforholdsmæssigt stort energibehov. Der ikke er nogen mulighed forsynergieffekt på Skanseodden.Følgende teknologier vurderes med hensyn til økonomi og miljøeffekter i afsnit 4:•Termisk oxidation i indkapslet flare, da det er en enkel teknik. Teknikken er vidtudbredt i USA. Investeringsomkostninger er forholdsvis lave og omdannelsen høj.•Termisk oxidation i incinerator med varmegenvinding, da det er en teknik, med højomdannelse, hvor VOC’en kan udnyttes i form af energi.•Adsorption vha. aktivt kul, da dette er den teknik, til genvinding af VOC i form afflydende kulbrinter, som tilbyder den bedste genvindingsgrad, og kan anvendes tilhøje designflow.•Seneste skibsteknologi, da dette er en integreret løsning, som tilbyder højreduktionsgrad.8

Shell Raffinaderiet FredericiaRedegørelse vers. C

VOC emission fra udskibning af råolie

TeknologiEffektivitet inkl. C1, C2, C3Generelt

Oxidation98 %Omdanner også H2SSikkerhedsmæssigeaspekter mht. tilkoblingtil skibBehov forstøttebrændsel i en delaf lasteperioden

Oxidation m.Væske absorptionvarmegenvinding98 %Omdanner også H2SSikkerhedsmæssigeaspekter mht.tilkobling til skibBehov forstøttebrændsel i endel af lasteperioden.70 %Injektion af metanol forat forhindre opfrysning.Begrænset effektivitetoverfor C1, C2 og tildels C3.

Aktiv kuladsorption80 %Behov for svovlguardbed for kontrol af H2Sog SO2.Begrænset effektivitetoverfor C1, C2 og tildels C3.Behov for blæser til atlede fortrængningslufteni land.Bedre effektivitet kankun opnås vedyderligere behandling afoffgassen fra processen.Bortskaffelse af kul.Paralleldrift

Membranseparation85 %H2S passererStor energi tilførsel medefterfølgendekølebehov.Begrænset effektivitetoverfor C1, C2 og tildels C3

Kondensering60 %Begrænset effektivitetoverfor C1 og C2.

Hamworthy99.9 %Bygger på kondensering.Også effektiv overforC3-, idet det anvendessom brændsel internt iVRU.

Afledte miljøeffekterKapacitetsbegrænsninger

CO2udledning

CO2udledningBuffertank (energi)til at udligneperiodisk drift.

Metanol i drænvand..Karakter ogtilgængelighed afabsorbentHøjHøjGenvinder kulbrinter

EnergibehovAnvendes typisk vedvæsentlig mindredesignflow. Størrelse afkompressor ellervæskeringspumpe.MellemHøjGenvinder kulbrinter

Stort energibehovKølebehovAntallet af råolieskibemed VRU installeret

Indikativ CAPEXIndikativ OPEXFordele

LavHøjOmdanner også deletteste kulbrinter.Høj omdannelse

MellemHøjOmdanner også deletteste kulbrinter.Høj omdannelseEnergiudnyttelse

HøjMellemGenvinder kulbrinter

HøjHøjGenvinder kulbrinter

Tabel 1: Teknologier til reduktion af VOC emission

Shell Raffinaderiet FredericiaRedegørelse vers. C

VOC emission fra udskibning af råolie

3 Strukturelle begrænsninger i FredericiaSkanseodden ligger i bynært område og ca. 5 km fra raffinaderiet. Placeringen medfører vissestrukturelle begrænsninger i forbindelse med genvinding af VOC, både i form af energi og iform af kulbrinter. Endvidere er der et hensyn at tage til den bynære beliggenhed, når derinstalleres nye anlæg på Skanseodden, både vedrørende miljø og risikovurdering. Her vil enændret anvendelse af Kemiragrunden muligvis få væsentlig betydning for fremtidigeinstallationer.

3.1 Genvinding som energiSåfremt VOC’en genvindes i form af energi, opstår et behov for afsætning af denne energi.Skanseodden ligger ikke i umiddelbar nærhed af svær industri, hvor større mængder energikan udnyttes. Internt på havneterminalen er ligeledes et beskedent energiforbrug. Den enestemulighed for afsætning er til fjernvarmenettet, TVIS. Her er imidlertid nogleproblemstillinger, som kræver yderligere afklaring. TVIS kan pt. ikke aftage mere varme ilavsæsonen. Hvilket efterlader et kølebehov i denne periode, eller stiller specielle krav tildesign, så udstyret kan drives uden varmegenvinding i perioder. Udnyttelsen tilfjernvarmenettet vanskeliggøres endvidere af , at der er tale om diskontinuerlig drift. Denneproblemstilling kan muligvis løses ved installering af en akkumuleringstank.

3.2 Genvinding som kulbrinterGenvindes VOC’en som kulbrinter, er der flere potentielle løsninger. Kulbrinterne kan entenabsorberes i en kero eller gasoliestrøm og pumpes til raffinaderiet for videre behandling.Denne løsning vil imidlertid kræve installation af lagertank på havneterminalen til opbevaringaf absorbent. Endvidere vil løsningen optage kapacitet både i en rørledning til raffinaderiet,samt i procesanlæggene.Alternativt kan VOC’en absorberes i råolie. Om dette er en mulig løsning, kræver etuddybende studie af råoliens karakter. Der kan være behov for køling af absorbenten. Såfremtde genvundne kulbrinter kan reabsorberes i råolien, kan de ledes retur til skib.

Shell Raffinaderiet FredericiaRedegørelse vers. C

VOC emission fra udskibning af råolie

4 Aktuelle løsninger for Skanseodden4.1 BeregningsforudsætningerTil vurdering af økonomi og miljøbelastning for de alternative løsningsmuligheder er valgt toscenarier baseret på produktionsprognoser for råolieproduktionen i den danske del afNordsøen. Prognosen for mængden af udskibet råolie beregnes ved at fratrække 65.000 bbl/dfra prognosen for råolieproduktionen. De 65.000 bbl/d svarer til Shell raffinaderiets forbrug afråolie. I figur 1 ses en grafisk fremstilling af de nyeste prognoser, som blev offentliggjort d.14. juni 2007 af Energistyrelsen.Scenarium 1 er baseret på produktionsprognosen for reservebidraget alene. Ifølge denneprognose vil udskibning af råolie fra Skanseodden ophøre i år 2024.Scenarium 2 er baseret på produktionsprognosen for reservebidraget plus teknologibidraget.Ifølge disse tal vil udskibning af råolie fra Skanseodden ophøre omkring år 2040.Der er således tale om projektlevetider på henholdsvis 14 og 30 år.Prognoserne er svagt overestimeret da de tilgængelige data inkluderer produktionen fra HessConsoriet, som ikke ledes til Fredericia.

Figur 1: Energistyrelsens prognoser for produktion af råolie fra de danske felter i Nordsøen.(Juni 2007)

Tal for forventet VOC emission er baseret på rapporten : ”Danish Oil and Natural Gas(DONG), VOC emission in the Fredericia Area, Final Report, May 19 2005” udarbejdet afEntec UK Limited og Tractebel Gas Engineering. Rapporten er udarbejdet i forbindelse medudvikling af Degassing-projektet, og dermed det bedste estimat vi har for fremtidig VOCemission. Det skal dog bemærkes, at beregning af emission ved udskibning af råolie erbehæftet med stor usikkerhed. Detoplyses, at den anvendte metode ventes at estimere med enusikkerhed på +/- 30 %.I rapporten er VOC emissionen baseret på maksimal produktion fraNordsøen. VOC emissionen for scenarium 1 og 2 er fundet ved interpolering. Data fremgår aftabel 2.11

Shell Raffinaderiet FredericiaRedegørelse vers. CVOC emission fraudskibning af råolie efteridriftsættelse afdegassing-anlægget.

VOC emission fra udskibning af råolieBidrag fra udskibningudenVOC begrænsende teknologipå Skanseodden

Max. udskibning16.744.794 tonråolie/år

Scenarium 1(2011-2024)1.3872021.1857.805

Scenarium 2(2011-2040)2.1943201.87412.341

Emission,total VOC, ton/årFordelt påmetan, ton/årFordelt pånmVOC, ton/årEmissionCO2(ækv), ton/år

4.1806103.57023.515

Tabel 2 : VOC emission fra råolielastning, efter opstart af degassinganlæg (nmVOC = VOC eksklusiv metan)

Der vil således være en samlet VOC emission i perioden for scenarium 1 og 2 på henholdsvis19.425 ton VOC og 65.812 ton VOC og en samlet CO2(ækv)-emission på henholdsvis 109.274ton og 370.225 ton. .Til vurdering af kapitalinvesteringernes størrelse (CAPEX) er indhentet indikative priser fraleverandører baseret på en lasterate på 7.000 m3/h. Disse priser ekskluderer udgifter tilfundering, hjælpeanlæg, projektudvikling, tilkobling til skib og tilpasning til Shells DesignEngineering Practices (DEP). Derfor er de oplyste kapitalinvesteringer ganget med 2 oganvendt som beregningsgrundlag.Driftsomkostninger (OPEX) er beregnet på basis af oplysninger fra rapporten ”Measures toReduce Emissions of VOCs during Loading and Unloading of Ships in the EU” udarbejdet afAEA Technology for EU kommissionen, tallene dækker udgifter til drift og vedligehold, dogeksklusiv udgifter til eventuelt forbrug af støttebrændsel og udgifter til aktivt kul. Disse tal erderfor lagt til, ligesom indkomst i forbindelse med salg af varme er godskrevet.Forbrug af støttebrændsel for indkapslet flare er estimeret til 1 ton propan pr. udskibning.Samme tal er anvendt for de øvrige teknologier med forbrænding. Prisen for brændsel er sattil 390$/ton propan, svarende til 2.246 DKK/ton. Prisen er baseret på en råoliepris på 50$/bbl(Brent dated).Ved beregning på løsninger med varmegenvinding er det antaget, at varmen kan afsættes tilTVIS i 9 måneder om året. Prisen efter skat er konservativt sat til 10 DKK/GJ. Der regnesmed en effektivitet på 65%. Brændværdien for gassen er sat til 46 GJ/ton. Udgifter tileventuelle CO2-kvoter er ikke medregnet.Ved beregning på løsninger med adsorptionsteknologi er antaget, at den genvundne VOC kanreabsorberes i råolien. Omkostninger til udskiftning af kul er sat til 500.000 DKK/år.Estimaterne må betragtes som +/- 50% estimater.

Shell Raffinaderiet FredericiaRedegørelse vers. C

VOC emission fra udskibning af råolie

Ved beregning af udledningen af CO2-ækvivalenter (CO2(ækv)) er medtaget bidrag fraforbrænding af VOC og støttebrændsel, samt bidrag fra udledning af metan og nmVOC. CO2udledningen svarende til den eksporterede varme er godskrevet. For metan er anvendt enCO2-ækvivalent faktor på 21, mens der for nmVOC er anvendt en faktor 3. Ved forbrændinger antaget at det er metan der passerer uforbrændt. CO2bidrag fra elforbrug er ikke medtaget.

4.2 Økonomi og miljø.De i afsnit 2 identificerede teknologier er blevet vurderet med henblik på økonomi ogmiljømæssige effekter. Der er således udført beregninger for følgende løsningsmodeller:••••••Termisk oxidation i indkapslet flareTermisk oxidation i incinerator med varmegenvindingAdsorption vha. aktivt kulAdsorption med efterfølgende forbrænding af rest VOC.Adsorption med efterfølgende forbrænding af rest VOC og varmegenvindingSeneste skibsteknologi udviklet af Hamworthy

Den samlede omkostning i perioden er beregnet for scenarierne 1 og 2 er præsenteret ihenholdsvis tabel 3 og 4.For scenarium 1 varierer de samlede omkostninger fra 22 mill. DKK til 101 mill DKK forlandbaserede anlæg.For skibsbaseret anlæg er kapitalinvesteringen 173 mill DKK. De høje omkostninger skyldes,at der pt. ikke er overkapacitet af skibe med VRU installeret. Denne løsning vil derfor kræveinstallering af nye VRU anlæg på det antal skibe, som betjener Fredericia. Det vil sigeminimum 3 anlæg. Løsningen vil på grund af de høje omkostninger ikke blive viderebehandlet.For scenarium 2 varierer de samlede omkostninger fra 28 mill DKK til 114 mill DKK.TeknologiScenarium 1 (2011-2024)CAPEX/mill. DKKOPEX/mill. DKKSamlet omkostningmill. DKK2,922,2-1,446,669,583,7100,6i.o.

Indkapslet Flare19,3Incinerator m.48,0varmegenvindingAdsorption60,0Adsorption m.71,9forbrændingAdsorption m.89,6forbrænding ogvarmegenvindingVRU på skib172,8Tabel 3: Oversigt omkostninger Scenarium 1

9,511,811,0i.o.

Shell Raffinaderiet FredericiaRedegørelse vers. CScenarium 2 (2011-2040)CAPEX/DKKOPEX/DKK

VOC emission fra udskibning af råolie

Teknologi

Samlet omkostningmill. DKK8,327,6-6,241,920,427,624,8i.o.80,499,4114,3i.o.

I figur 2 ses en grafisk fremstilling af omkostningernes udvikling over tid for de forskelligeteknologier. Det ses at teknologien incinerator med varmegenvinding har dalendeakkumulerede omkostninger, hvilket favoriserer teknologien ved lang projektlevetid.Omkostningsudvikling over tidBasis:Scenarium 2140Akkumuleret omkostning / mill. DKK12010080604020020102020Årstal20302040

Indkapslet flareIncinerator m varmegenv.AdsorptionAdsorption+forbrAdsorption+forbr+varmegenv

Figur 2: Omkostningsudvikling over tid baseret på scenarium 2.

I tabellerne 5 og 6 er de økonomiske data udtrykt, som omkostning i DKK pr ton reduceretemission både for VOC (VOCred) og CO2(ækv). Tallene er sammenstillet med miljødata forVOC- og CO2-udledning.Omkostningerne udtrykt som DKK/ton VOCred. varierer for scenarium 1 mellem 1.165DKK/ton og 5.230 DKK/ton. For scenarium 2 ligger omkostningerne mellem 428 – 1.755DKK/ton VOCred.

Shell Raffinaderiet FredericiaRedegørelse vers. C

VOC emission fra udskibning af råolie

I dokumentet ”Measures to Reduce Emissions of VOCs during Loading and Unloading ofShips in the EU” udarbejdet af AEA Technology er angivet en marginal omkostning forreduktion af VOC emission på 500 EUR/ton VOC svarende til 3715 DKK/ton.Ses på scenarium 1 falder kun ”indkapslet flare” og ”incinerator med varmegenvinding”under denne grænse. Ved længere projektlevetid (scenarium 2) falder alle de undersøgteteknologier under denne grænse.Omkostningerne udtrykt som DKK/ton reduceret CO2(ækv)-udledning varierer for scenariernemellem 144 og 1.824 DKK/ton CO2(ækv). Til sammenligning kan nævnes at CO2-kvoteprisen iden Nationale AllokeringsPlan for Danmark (2007) er estimeret til 180 DKK/ CO2-kvote. Deter således kun incinerator m. varmegenvinding, som falder under denne grænse.Scenarium 1 (2011-2024)AktuelOmkostninger,VOCDKK/tonemission,CO2(ækv, red)toni perioden388524388543

Teknologi

Omkostninger,DKK/tonVOCred

Indkapslet flare1.165Incinerator m.2.449varmegenvindingAdsorption4.47515.5403.8851.82438.11971.154Adsorption m.4.35419.23019491391.75117.522afbrændingAdsorption m.5.23019.230194975103.1416.133afbrænding. ogvarmegenvindingTabel 5: Scenarium 1: Omkostninger i DKK pr. ton reduceret emission, sammenholdt med data for VOC- ogCO2(ækv)-emission.

ReduceretVOCemission,toni perioden19.03619.036

ReduceretCO2(ækv)udledning,toni perioden42.34985.850

AktuelCO2(ækv)udledning,toni perioden66.92523.424

Teknologi

Omkostninger,DKK/tonVOCred

ReduceretVOCemission,toni perioden

Scenarium 2 (2011-2040)Aktuel Omkostninger,VOCDKK/tonemission,CO2(ækv, red)ton iperioden

ReduceretCO2(ækv)udledning,toni perioden

AktuelCO2(ækv)udledning,toni perioden

Indkapslet flare42864.4961.316193143.481226.744Incinerator m.64964.4961.316144290.86479.360varmegenvindingAdsorption1.52852.64913.162623129.150241.074Adsorption m.1.52665.154658320310.85859.366afbrændingAdsorption m.1.75565.154658327349.44620.778afbrænding. ogvarmegenvindingTabel 6: Scenarium 2: Omkostninger i DKK pr. ton reduceret emission, sammenholdt med data for VOC- ogCO2(ækv)-emission.

Shell Raffinaderiet FredericiaRedegørelse vers. C

VOC emission fra udskibning af råolie

Der er ikke entydig sammenhæng mellem omkostning og emissioner.Adsorption (alene) udleder den største mængde VOC og CO2(ækv)til atmosfæren. Baggrundener, at adsorption ikke reducerer udledningen af de letteste komponenter , herunder metan.Samtidig ligger omkostningerne på 4.475 DKK/ton VOCred(sc. 2: 1.528 DKK/ton VOCred),hvilket er næsthøjeste værdi for de sammenlignede teknologier. Kombinationen af forholdsvisringe emissionsreduktion og høje omkostninger gør, at adsorption(alene) ikke er denforetrukne løsning.Indkapslet flare har i begge scenarier det næsthøjeste emissionsniveau både mht. VOC- ogCO2(ækv)–emission, men de laveste omkostninger, udtrykt som DKK/ton VOCred.Incinerator m. varmegenvinding og adsorption m. forbrænding har et lavt VOC-emissionsniveau og et middelhøjt CO2(ækv)emissions niveau. Omkostningsniveauet for adsorption m.forbrænding er derimod dobbelt så højt, som for incinerator med varmegenvinding.Adsorption m. forbrænding og varmegenvinding har laveste emissions niveau, men højesteomkostnings niveau. Denne løsning er således ca. fem gange dyrere end billigste løsning.For alle løsninger, på nær adsorption(alene) gælder, at genvindingsgraden på den samledemængde VOC ligger over 90 %.På basis af de præsenterede data anbefales det, at arbejde videre med løsningen baseret påincineration med varmegenvinding.

4.3 Foretrukken teknologi.På basis af dataene fremstillet i afsnit 4.2 er den foretrukne teknologi termisk oxidation. Idette tilfælde en incinerator med varmegenvinding og export af spildvarme tilfjernvarmesystemet, TVIS.Det er en løsningsmodel med høj reduktion af VOC-emissionen. Emissionen reduceres opmod 98%. For scenarium 1 betyder det en reduktion fra 19.425 ton VOC i perioden til 388 tonVOC. For scenarium 2 betyder det en reduktion fra 65.812 ton VOC til 1.316 ton VOC.Teknologien er ligeledes effektiv mht. reduktion af CO2(ækv)–emissionen, idetforbrændingsvarmen udnyttes til fjernvarme. For scenarium 1 reduceres for perioden fra109.274 ton CO2(ækv)til 23.424 ton CO2(ækv)og for scenarium 2 fra 370.225 ton CO2(ækv)til79.360 ton CO2(ækv). En miljømæssig god løsning med et, i forhold tiladsorptionsteknologierne, lavt omkostningsniveau.For helhedens skyld er udviklingen i den samlede VOC-emissionen relateret til oplagring ogudskibning af råolie i Fredericia afbilledet i figur 3. Tallene er opgjort på baggrund afscenarierne 1 og 2. Figuren viser reduktionen i VOC-emission relateret til implementering afVOC-begrænsende teknologier. For scenarium 1 sker der således en reduktion fra knap70.000 ton VOC, til omkring 20.000 ton VOC ved drift af degassing-anlæg, og yderligere tilunder 1000 ton ved implementering af incinerator med varmegenvinding. For scenarium 2 ertallene 230.000 ton, 68.000 ton og 3000 ton.

Shell Raffinaderiet FredericiaRedegørelse vers. C

VOC emission fra udskibning af råolie

Udvikling i VOC-emission relateret til lagring ogudskibning af råolie i FredericiaSamlede VOC emission / ton iperioden250000200000150000100000500000Scenarium 1Scenarium 2Med Degassing ogIncineratorUden DegassingMed Degassing

Figur 3: Udvikling i VOC-emission som følge af implementering af VOC-begrænsende teknologi.

De økonomiske tal viser følgende billede:Omkostningen for reduktion af ét ton VOC-emission er beregnet til 2.449 DKK/ton VOC og649 DKK/ton VOC for henholdsvis scenarium 1 og 2. Sat i relation til reduktionen i CO2(ækv)-udledningen bliver tallene 543 DKK/ton CO2(ækv)og 144 DKK/ton CO2(ækv). Tilsammenligning kan nævnes marginale omkostninger på henholdsvis 3.715 DKK/ton VOCredog 180 DKK/CO2-kvote.Det bør nævnes, at økonomien i løsningen er følsom overfor prisen på propan, tilsvarende mådog forventes en kompensation som følge af ændring i prisen på spildvarme. Endvidere er deten forudsætning for implementering af løsning med varmegenvinding til fjernvarmesystemet,at afgiftsforholdene bliver revideret i forhold til tidligere udmeldinger omkring udnyttelse afspildvarme.

4.4 ImplementeringProjektforløbet for implementering af anlæg til reduktion af VOC emissionen fra lastning afråolieskibe er skitseret i tabel 6. Beskrevet i korte træk, er der afsat 6 måneder til udvikling afdesignbasis og et +/- 30% estimat, herudover er der afsat 9 måneder til detailed engineering,2 mdr. til +/- 10% estimat og godkendelse ,og til sidst 18 måneder til konstuktionsfasen.Konstruktionsfasen er forholdsvis lang, da der er specielle begrænsninger omkring arbejde påSkanseodden, når der lastes skibe. Det forventes således, at det vil tage ca. 3 år at gennemføreprojektet. Der er dog visse usikkerheder forbundet med definitionen af designbasis, idetsammensætningen af fortrængningsluften ændres efter opstart af degassing-anlægget i 2008.Om dette har væsentlig betydning i forhold til design kræver afklaring i samarbejde med enpotentiel leverandør.

Shell Raffinaderiet FredericiaRedegørelse vers. C

VOC emission fra udskibning af råolie

Nedenfor er skitseret det forventede projektforløb fra endeligt valg af teknologi til opstart afanlæg.Projektforløb - År 1Fastlægge designbasisGate review +/- 30% estimatDetailed EngineeringGate review +/- 10% estimatKonstruktionProjektforløb - År 2Fastlægge designbasisGate review +/- 30% estimatDetailed EngineeringGate review +/- 10% estimatKonstruktionProjektforløb - År 3Fastlægge designbasisGate review +/- 30% estimatDetailed EngineeringGate review +/- 10% estimatKonstruktion1(4 mdr.)(2 mdr.)(9 mdr.)(2 mdr.)(18 mdr)1(4 mdr.)(2 mdr.)(9 mdr.)(2 mdr.)(18 mdr)1(4 mdr.)(2 mdr.)(9 mdr.)(2 mdr.)(18 mdr)2 3 45678 9 10 11 122 3 45678 9 10 11 122 3 45678 9 10 11 12

Tabel 7: Projektforløb for installation af emissions-begrænsende-teknologi på Skanseodden.

Shell Raffinaderiet FredericiaRedegørelse vers. C

VOC emission fra udskibning af råolie

5 KonklusionDer findes mange teknologier, som principielt kan anvendes til genvinding af VOC. Når derer tale om genvinding af VOC fra lastning af råolie til skib begrænses udvalget dog.Teknologier baseret på vapour balancing, absorption, membraner og kondensering er iscreeningsfasen valgt fra enten pga. relativ lav effektivitet, høje omkostninger ellerbegrænsninger i kapaciteten. Teknologi baseret på reduktion af flygtigheden er også udeladt,idet denne teknologi allerede er planlagt udnyttet.Teknologier baseret på termisk oxidation og adsorption vha. kulfilter, med optimering i formaf udnyttelse af spildvarme, er vurderet nærmere mht. økonomi og miljø. Endvidere ermuligheden for udnyttelse af dampgenvindingsanlæg på skibe undersøgt. Denne løsning vistesig uforholdsmæssigt dyr.Økonomi og miljø-påvirkning er beregnet på basis af to forskellige prognoser forproduktionen af råolie fra den Danske del af Nordsøen. Scenarie 1 er produktionsprognosenfor reservebidraget alene, mens scenarie 2 er produktionsprognosen for reservebidraget plusteknologibidraget.På basis af de foretagede beregninger blev en teknologi baseret på termisk oxidation(incinerator med varmegenvinding) identificeret som en miljømæssig god løsning med et, iforhold til adsorptionsteknologien, lavt omkostningsniveau. De samlede omkostningerne forde undersøgte løsninger varierer med en faktor 5 fra billigste til dyreste alternativ.For incinerator med varmegenvinding så tallene ud som følger:Omkostningen for reduktion af ét ton VOC-emission er beregnet til 2.449 DKK/ton VOC og649 DKK/ton VOC for henholdsvis scenarium 1 og 2. Sat i relation til reduktionen i CO2(ækv)-udledningen bliver tallene 543 DKK/ton CO2(ækv)og 144 DKK/ton CO2(ækv). Tilsammenligning kan nævnes marginal omkostninger på henholdsvis 3.715 DKK/ton VOCredog 180 DKK/CO2-kvote.Den miljømæssige gevinst er for scenarium 1 en reduktion af VOC emissionen på 19.036 toni perioden, tilvarende for scenarium 2 er 64.496 ton. Den tilbageværende udledning for de toscenarier er henholdsvis 388 ton VOC og 1.316 ton VOC. Dette svarer til årlige reduktionerpå respektiv 1360 ton VOC/år og 2150 ton VOC/år.Det samlede billede for reduktion i VOC-emissionen fra lagring og udskibning i Fredericiaviser for scenarium 2 at VOC emission ville ligge på 230.000 ton VOC i perioden uden VOC-begrænsende teknologier i drift, tallet reduceres til 68.000 ton ved idriftsættelse af degassinganlægget og ved implementering af incinerator med varmegenvinding reduceres emissionenyderligere til 3000 ton.Til sammenligning vil Danmarks VOC emission for scenarium 2 være 11.685.000 ton,baseret på udledningstal for 2004.Udledningen regnet i CO2(ækv)reduceres med henholdsvis 85.850 ton og 290.864 ton forscenarierne 1 og 2 i perioden.De akkumulerede omkostninger for den foretrukne teknologi er for de to scenarierhenholdsvis 46,6 mill DKK og 41,9 mill DKK.19

Shell Raffinaderiet FredericiaRedegørelse vers. C

VOC emission fra udskibning af råolie

Økonomien i løsningen er følsom overfor prisen på propan, som varierer med skiftenderåoliepriser, det må dog forventes at denne ulempe opvejes af tilsvarende variationer ienergiprisen på fjernvarme.Realisering af projektet beror på forudsætningen om, at TVIS kan aftage varme, og at destrukturelle problemer omkring den ikke-kontinuerlige drift kan løses. Endvidere er det enforudsætning for varmegenvinding til fjernvarmesystemet, at afgiftsforholdene bliverrevideret i forhold til tidligere udmeldinger omkring udnyttelse af spildvarme.Implementeringstiden forventes at være omkring 3 år.Estimaterne er dog forbundet med nogen usikkerhed, ligesom design basis for et VOC-begrænsende anlæg på havneterminalen er usikker, indtil degassing-anlægget er idriftsat. Dethar således også tidligere været Vejle Amts holdning, at afvente yderligere tiltag påhavneterminalen indtil degassing anlæggets effektivitet er fastlagt.