Potential for reducing CO_2 emissions in the European oil refining and cement industries

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2005
Major/Subject
Energiatalous ja voimalaitostekniikka
Mcode
Ene-59
Degree programme
Language
fi
Pages
v + 110 + liitt.
Series
Abstract
The official beginning of European-wide emissions trading on 1 January 2005 has made the price of CO_2 allowance a new variable, which the energy sector and energy-intensive industry must consider while assessing the profitability of energy efficiency and CO_2 emission reduction investments to be made. The objectives of this study were to describe the European oil refining and cement industries, and to find out the realistic CO_2 emission reduction potential in the industries studied by the end of the Kyoto period (2012) and the financial effects of the realization of this potential. This thesis is part of Electrowatt-Ekono's project to develop a European-wide forecast model for CO_2 allowance price. The traditional literature research, quantitative market analysis and expert interviews were used as research methods. In addition, spreadsheet-based calculation models were developed to assess the CO_2 emission reduction potential in the oil refining and cement industries. In the oil refining industry there are two main ways of reducing CO_2 emissions from the present level: improvement of heat integration and fuel switching from fuel oil to natural gas. The investments needed to realize the CO_2 reduction potential proved to be rather individual. Therefore, the profitable CO_2 emission reduction potential could only be assessed at a rough level. However, according to the findings of this study, the CO_2 emission reduction potential compared to the present situation is not the most significant factor related to the near future development of CO_2 emissions in the oil branch. Certain dominant market trends in the industry will increase CO2 emissions considerably by the end of the Kyoto period. The cement industry will reduce its CO_2 emissions in the near future mainly by lowering the share of clinker in cement products and by increasing the use of waste as fuel. In addition, some profitable energy efficiency improvement investments are being made in European factories. According to the analysis completed, it would be possible to reduce annual CO_2 emissions by the end of the Kyoto period in oil refining by approx. 10,0 % and in cement industry by approx. 15,7 % from the 2002 level.

Euroopan-laajuisen päästökaupan alettua virallisesti 1.1.2005 päästöoikeuden hinnasta on tullut uusi muuttuja, joka energiasektorin ja energiaintensiivisen teollisuuden toimijoiden tulee ottaa huomioon arvioidessaan energiansäästö- ja hiilidioksidipäästöjen vähentämisinvestointien kannattavuutta. Työn tavoitteena oli kuvata Euroopan öljynjalostus- ja sementtimarkkinat sekä selvittää, kuinka paljon CO_(2)-päästöjä tutkituilla teollisuudenaloilla voitaisiin realistisesti vähentää ennen toisen päästökauppajakson loppua, ja millaisia taloudellisia vaikutuksia päästövähennyksillä tulisi olemaan. Tehty tutkimus on osa toimeksiantaja Electrowatt-Ekono Oy:n Euroopan-laajuisen päästöoikeuden hintaennustemallin kehitysprojektia. Tutkimusmenetelminä työssä käytettiin perinteistä kirjallisuustutkimusta, kvantitatiivista markkina-analyysiä sekä asiantuntijahaastatteluja. Lisäksi öljynjalostus- ja sementtiteollisuuden päästövähennyspotentiaalien arvioimiseksi laadittiin taulukkolaskentapohjaiset laskentamallit. Öljynjalostusteollisuudessa CO_(2)-päästöjä kyetään nykyisestä vähentämään lähinnä lämpöintegraation parannuksilla sekä polttoainevaihdoksilla raskaasta polttoöljystä maakaasuun. Tarvittavien investointien kustannusten todettiin olevan hyvin jalostamokohtaisia, joten taloudellisesti kannattavaa CO_(2)-päästöjen vähennys-potentiaalia nykytilanteeseen verrattuna arvioitiin karkealla tasolla. Tehdyn tutkimuksen perusteella saatu CO_(2)-päästöjen vähennyspotentiaali ei kuitenkaan ole olennaisin öljysektorin lähitulevaisuuden päästöihin vaikuttava tekijä, sillä mm. jalostustuotteiden laatuvaatimusten kohoaminen, tulee lähivuosina lisäämään öljynjalostusteollisuuden CO_(2)-päästöjä kokonaisuudessaan merkittävästi. Sementtiteollisuudessa CO_(2)-päästöjä tullaan lähivuosina pääasiallisesti vähentämään tuotteiden klinkkeri/sementti -suhteita alentamalla sekä korvaamalla fossiilisia polttoaineita jätteillä. Lisäksi kannattavia energiatehokkuuden parannusinvestointeja on mahdollista tehdä joissakin Euroopan tuotantolaitoksissa. Tehdyn analyysin mukaan öljynjalostuksen vuosittaisia päästöjä olisi maksimissaan mahdollista vähentää toisen päästökauppajakson loppuun mennessä noin 10,0 % ja sementtiteollisuuden noin 15,7 % verrattaessa vuoden 2002 tasoon.
Description
Supervisor
Pirilä, Pekka
Thesis advisor
Siitonen, Sari
Keywords
oil refining, öljynjalostus, cement manufacturing, sementin valmistus, energy intensive industry, energiaintensiivinen teollisuus, energy efficiency, energiatehokkuus, emissions trading, päästökauppa, CO2-emissions, CO2-päästöt
Other note
Citation