Porównanie technologii rafineryjnych używanych w Polsce

Wprowadzenie do technologii rafineryjnych w Polsce

Polski sektor rafineryjny przeszedł znaczącą transformację w ciągu ostatnich dwóch dekad. Od czasów wejścia Polski do Unii Europejskiej w 2004 roku, modernizacja infrastruktury rafineryjnej stała się priorytetem dla kluczowych graczy w branży. Główne rafinerie w Polsce, takie jak PKN Orlen w Płocku, Grupa LOTOS w Gdańsku oraz PERN, zainwestowały miliardy złotych w modernizację swoich instalacji.

W niniejszym artykule przyjrzymy się szczegółowo technologiom wykorzystywanym przez polskie rafinerie, porównamy ich efektywność oraz zastanowimy się nad przyszłymi trendami technologicznymi w sektorze.

Kluczowe technologie rafineryjne stosowane w Polsce

1. Instalacje destylacji atmosferycznej i próżniowej

Destylacja atmosferyczna i próżniowa to podstawowe procesy w każdej rafinerii. W Polsce wiodącą technologię w tym zakresie dostarcza firma UOP (Universal Oil Products), której rozwiązania zostały zaimplementowane w rafinerii PKN Orlen w Płocku. Instalacja ta pozwala na przetwarzanie do 16,3 mln ton ropy rocznie.

Grupa LOTOS z kolei korzysta z technologii opracowanej przez firmę Axens, która umożliwia bardziej elastyczne przetwarzanie różnych gatunków ropy, co jest szczególnie istotne w kontekście dywersyfikacji dostaw surowca.

2. Procesy konwersji głębokiej

W zakresie procesów konwersji głębokiej, które mają kluczowe znaczenie dla maksymalizacji uzysku wartościowych produktów, polskie rafinerie korzystają z różnych technologii:

• Hydrokraking - PKN Orlen wykorzystuje technologię firmy Chevron Lummus Global (CLG), która umożliwia przetwarzanie ciężkich frakcji ropy w wysokiej jakości oleje napędowe. Instalacja ta została uruchomiona w 2013 roku i kosztowała około 1,4 mld złotych.
• Fluidalny kraking katalityczny (FCC) - Zarówno PKN Orlen, jak i Grupa LOTOS korzystają z technologii UOP w swoich instalacjach FCC, które pozwalają na przetwarzanie ciężkich olejów w benzynę i LPG.
• Opóźnione koksowanie - Grupa LOTOS jako jedyna rafineria w Polsce posiada instalację opóźnionego koksowania (technologia Foster Wheeler), która umożliwia przetwarzanie najcięższych frakcji ropy w lżejsze produkty oraz koks naftowy.

3. Procesy uszlachetniania

W zakresie procesów uszlachetniania paliw, które mają na celu spełnienie rygorystycznych norm emisyjnych UE, polskie rafinerie wykorzystują następujące technologie:

• Hydroodsiarczanie - PKN Orlen korzysta z technologii Axens oraz Haldor Topsoe, które pozwalają na redukcję zawartości siarki w paliwach do poziomu poniżej 10 ppm.
• Izomeryzacja - Obie główne polskie rafinerie wykorzystują technologię UOP w procesie izomeryzacji, który poprawia liczbę oktanową benzyn.
• Reforming katalityczny - W tym procesie PKN Orlen korzysta z technologii CCR (Continuous Catalyst Regeneration) firmy UOP, która pozwala na ciągłą regenerację katalizatora bez konieczności zatrzymywania instalacji.

Porównanie efektywności technologicznej polskich rafinerii

Efektywność technologiczna rafinerii może być mierzona za pomocą różnych wskaźników, takich jak Indeks Kompleksowości Nelsona (NCI), wydajność energetyczna czy elastyczność przetwarzania różnych gatunków ropy.

Indeks Kompleksowości Nelsona

Indeks ten jest powszechnie stosowaną miarą zaawansowania technologicznego rafinerii. Im wyższy indeks, tym bardziej zaawansowana technologicznie jest rafineria. Według najnowszych danych:

• Rafineria PKN Orlen w Płocku - NCI: 9,5
• Rafineria Grupy LOTOS w Gdańsku - NCI: 10,2
• Średnia dla rafinerii w Europie Zachodniej: 8,1

Powyższe dane wskazują, że polskie rafinerie, szczególnie rafineria Grupy LOTOS, są bardziej zaawansowane technologicznie niż średnia europejska. Jest to wynik intensywnych programów inwestycyjnych realizowanych w ostatnich latach, takich jak Program 10+ w Grupie LOTOS czy Program Rozwoju Petrochemii w PKN Orlen.

Wydajność energetyczna

W zakresie wydajności energetycznej, która ma bezpośredni wpływ na koszty operacyjne i emisję CO2, polskie rafinerie osiągnęły znaczące postępy:

• PKN Orlen zredukował zużycie energii o 30% w latach 2007-2020 dzięki wdrożeniu systemu zarządzania energią ISO 50001 oraz modernizacji systemów energetycznych.
• Grupa LOTOS, dzięki inwestycjom w kogenerację i odzysk ciepła, osiągnęła wskaźnik energochłonności (Energy Intensity Index) na poziomie 98, co plasuje ją wśród 25% najefektywniejszych energetycznie rafinerii w Europie.

Elastyczność przetwarzania różnych gatunków ropy

W kontekście dywersyfikacji dostaw ropy, elastyczność przetwarzania różnych gatunków tego surowca staje się coraz ważniejszym aspektem:

• Rafineria Grupy LOTOS może przetwarzać ponad 250 różnych gatunków ropy, co daje jej znaczącą przewagę w zakresie optymalizacji miksu surowcowego.
• PKN Orlen systematycznie zwiększa swoją elastyczność, choć historycznie był bardziej zależny od ropy rosyjskiej. Obecnie może przetwarzać około 100 różnych gatunków ropy.

Perspektywy rozwoju technologii rafineryjnych w Polsce

Polski sektor rafineryjny stoi przed wyzwaniami związanymi z transformacją energetyczną i dążeniem do neutralności klimatycznej. W tym kontekście można zidentyfikować kilka kluczowych kierunków rozwoju technologicznego:

1. Bikomponenty i biopaliwa

Zarówno PKN Orlen, jak i Grupa LOTOS inwestują w technologie produkcji biokomponentów i biopaliw:

• PKN Orlen uruchomił w 2022 roku instalację do produkcji bio-HVO (Hydrotreated Vegetable Oil) w Płocku, wykorzystując technologię firmy Axens.
• Grupa LOTOS realizuje projekt EFRA (Efektywna Rafinacja), który obejmuje również komponent biorafineryjny.

2. Wodór i technologie niskoemisyjne

Wodór jest postrzegany jako kluczowy element przyszłości sektora rafineryjnego:

• PKN Orlen planuje budowę instalacji do produkcji tzw. zielonego wodoru (wytwarzanego przy użyciu energii odnawialnej) o mocy 130 MW do 2030 roku.
• Grupa LOTOS już teraz jest jednym z największych producentów wodoru w Polsce (ok. 16,5 tys. ton rocznie) i planuje rozwój technologii wodorowych, w tym stacji tankowania wodoru.

3. Cyfryzacja i przemysł 4.0

Polskie rafinerie inwestują również w zaawansowane technologie cyfrowe:

• PKN Orlen wdraża systemy predykcyjnego utrzymania ruchu oparte na analizie big data i sztucznej inteligencji, co pozwala na optymalizację pracy instalacji i redukcję nieplanowanych przestojów.
• Grupa LOTOS rozwija cyfrowe bliźniaki swoich instalacji, które umożliwiają symulację różnych scenariuszy operacyjnych i optymalizację procesów w czasie rzeczywistym.

Wnioski

Polskie rafinerie, dzięki intensywnym programom inwestycyjnym w ostatnich dwóch dekadach, osiągnęły wysoki poziom zaawansowania technologicznego, często przewyższający średnią europejską. Kluczowe atuty polskiego sektora rafineryjnego to:

• Nowoczesne instalacje konwersji głębokiej, które zapewniają wysoką elastyczność przetwarzania różnych gatunków ropy
• Zaawansowane technologie uszlachetniania paliw, umożliwiające spełnienie rygorystycznych norm jakościowych i emisyjnych
• Systematycznie poprawiająca się efektywność energetyczna, która przekłada się na niższe koszty operacyjne i mniejszy ślad węglowy

Jednocześnie sektor stoi przed wyzwaniami związanymi z transformacją energetyczną i dążeniem do neutralności klimatycznej. Odpowiedzią na te wyzwania są inwestycje w bikomponenty, wodór oraz technologie cyfrowe, które będą kształtować przyszłość polskiego sektora rafineryjnego w najbliższych dekadach.

Warto również zauważyć, że połączenie PKN Orlen i Grupy LOTOS, które zostało sfinalizowane w 2022 roku, stwarza nowe możliwości synergii technologicznej i wymiany know-how pomiędzy tymi podmiotami, co może przyczynić się do dalszego wzrostu konkurencyjności polskiego sektora rafineryjnego na arenie międzynarodowej.