שילוב אופטימלי של דלקים תחליפיים מבוססי גז טבעי בתחבורה הגלגלית בישראל
Download
Report
Transcript שילוב אופטימלי של דלקים תחליפיים מבוססי גז טבעי בתחבורה הגלגלית בישראל
מפגש חוקרים במחקרי מדע"ר בנושא תחליפי נפט לתחבורה
30.9.2013
מציג :דרור פרופר ,כלכלן ראשי ,דוד בועז ייזום ויעוץ עסקי בע"מ
** עבודה זו הוגשה למשרד להגנת הסביבה ותוצאותיה אינן מחייבת את המשרד
1
1
מטרת העבודה
2
ממצאים ומסקנות
3
היבטים סביבתיים
4
המודל הכלכלי ותוצאותיו
5
בחינת התמהיל האופטימלי לתח"צ
6
סיכום
2
1
מטרת העבודה
2
ממצאים ומסקנות
3
היבטים סביבתיים
4
המודל הכלכלי ותוצאותיו
5
בחינת התמהיל האופטימלי לתח"צ
6
סיכום
3
בחינת תמהיל הדלק האופטימלי למשק התחבורה הכבישית בישראל,
בחלופות תזקיקים על-בסיס גז טבעי ונפט ,בדגש על היבטים סביבתיים
4
1
מטרת העבודה
2
ממצאים ומסקנות
3
היבטים סביבתיים
4
המודל הכלכלי ותוצאותיו
5
בחינת התמהיל האופטימלי לתח"צ
6
סיכום
5
נבחנו ארבעה סוגי תזקיקים לשימוש בתחבורה :
נפט
ייצור באמצעות בתי הזיקוק בנזין וסולר לשימושים
תחבורתיים.
GTL
()Gas to Liquid
הנזלה באמצעות מפעל GTLשל גז טבעי לתזקיק
FTבנזין ו FT -סולר (ביחס .)65%/35%
שקילות אנרגטית :תחליפים (כמעט מושלמים) לבנזין
וסולר.
מהווים גם תחליפים לבנזין וסולר מבחינת השימוש.
מתנול
הנזלה של גז טבעי למתנול באמצעות מתקן
יעודי.
שקילות אנרגטית :ליטר מתנול שקול אנרגטית
לחצי ליטר בנזין.
בשל ערכו האנרגטי הנמוך ,נהוג למהול את המתנול
עם בנזין.
)Compressed Natural Gas( CNG
בתחנות תדלוק מיועדות נדחס הגז הטבעי למאית
מנפחו.
תזקיק זה יחודי בכך שתהליך ה"זיקוק" מתבצע
בתחנות הדלק ובכלי הרכב.
בעבודה נבחן תזקיק M85המורכב מ 85% -מתנול
ו 15% -בנזין.
6
השימוש בגז טבעי יחסוך למשק סכומים שונים עפ"י חלופות השימוש:
GTL
מתנול
()Gas to Liquid
תשתית נדרשת למתן מענה לכל תצרוכת הסולר
וחצי מהבנזין :שלושה מפעלי .GTL
תשתית נדרשת למתן מענה לכל תצרוכת הבנזין:
הקמת שמונה מתקני הפקת מתנול.
עלות השקעה 36 :מיליארד שקלים.
עלות השקעה 23 :מיליארד שקלים.
חיסכון למשק של 125מיליארד שקלים
חיסכון למשק של 79מיליארד שקלים
החיסכון הנובע משימוש בגז טבעי בתחבורה הציבורית:
CNG
GTL
()Gas to Liquid
תשתית נדרשת למתן מענה לכלל התח"צ :הקמת
760תחנות תדלוק ודחיסה והסבת צי האוטובוסים
תשתית נדרשת למתן מענה לכלל התח"צ :הקמת
מפעל ( GTLבניצולת של 33%מהתפוקה שלו)
עלות השקעה 10.8 :מיליארד שקלים.
עלות השקעה 3 :מיליארד שקלים.
חיסכון למשק של 20מיליארד שקלים
* חיסכון מהוון בשיעור של 4%על-פני 30שנים במחירי 2013
חיסכון למשק של 16מיליארד שקלים
7
בתמהיל האופטימלי הגז הטבעי יחסוך למשק 169מיליארד שקלים:
שימוש מרבי ב.GTL -
השלמת צרכי משק התחבורה בבנזין באמצעות מתנול .M85
ביסוס התחבורה הציבורית על .CNG
תשתית נדרשת:
שתיים עד שלושה מפעלי .GTL
ארבעה מפעלי מתנול ליצור .M85
760תחנות דחיסה ותדלוק ,שישמשו לטובת אספקת CNGלתחבורה ציבורית.
סך השקעה של 58
מיליארד שקלים
בית זיקוק קונבנציונאלי ,שייזקק בנזין לטובת מהילת המתנול.
תרחיש אופטימי של חדירת כלי רכב חשמליים בסגמנט כלי רכב פרטיים ,יפחית את היקפי השימוש בגז טבעי ,יוריד
את הכדאיות של הקמת מפעלי מתנול ,אך יותיר את המסקנה לפיה יש להקים בין שנים לשלושה מפעלי .GTL
* חיסכון מהוון בשיעור של 4%על-פני 30שנים במחירי 2013
8
1
מטרת העבודה
2
ממצאים ומסקנות
3
היבטים סביבתיים
4
המודל הכלכלי ותוצאותיו
5
בחינת התמהיל האופטימלי לתח"צ
6
סיכום
9
המודל הכלכלי התייחס לשני מקורות זיהום:
1
הזיהום שיוצרים כלי הרכב ()TTW
2
הזיהום ממפעלי הזיקוק השונים ()WTT
10
התמקדות בפליטות גזי חממה ופליטות מקומיות:
עלות הפליטה (שקל/טון)
בתעשייה
בענף התחבורה
(שקל/טון)
(שקל/טון)
גזי חממה
1
CO2
2
פחמן דו-חמצני
103
103
CH4
מתן
-
2,163
NOx
תחמוצת חנקן
75,461
31,724
3
4
פליטות מקומיות
VOC
5
תרכובות אורגניות נדיפות
21,454
16,615
CO
פחמן חד-חמצני
541
541
PM 2.5
חומר חלקיקי עדין מרחף
145,772
119,254
6
7
SO2
גופרית דו-חמצנית
-
44,633
מקור :המשרד להגנת הסביבה ,אשכול כלכלה ,מעודכן ל1.1.2013-
11
העלות הסביבתית בגין הפקת תזקיקים (באלפי שקלים לטון):
מתקן GTL
מתקן מתנול
בית זיקוק
117
37
22
מקור" :דוח סקירת ההשפעות הסביבתיות של הקמת והפעלת מתקנים ליצור דלק נוזלי מגז טבעי" ,ד"ר חיים רפפורט.
העלות הסביבתית בגין השימוש בתזקיקים (באלפי שקלים לטון):
GTL
מתנול
CNG
בנזין
סולר
621,000
119,000
525,000
494,000
1,057,000
מקור :עובד מנתונים של אגף זיהום אוויר במשרד להגנת הסביבה EPA ,ו.NICHES PROJECT-
בעוד הנזק הסביבתי של הפקת תזקיקי גז טבעי גבוה ,העלות הסביבתית של
השימוש בתזקיקים אלה נמוכה ומכריעה את הכף לטובת שימוש בהם.
* במחירי 2013
12
פלטות מקומיות מול פלטות גזי חממה של תזקיקי הדלק השונים:
מקור :עובד מנתונים של .NICHES Project European commission Joint research center
ההבדל המשמעותי בעלויות הסביבה הינו בפליטת פליטות מקומיות
13
1
מטרת העבודה
2
ממצאים ומסקנות
3
היבטים סביבתיים
4
המודל הכלכלי ותוצאותיו
5
בחינת התמהיל האופטימלי לתח"צ
6
סיכום
14
מתודולוגיית המודל הכלכלי:
1
בניית תחזית נסועה לכלי הרכב עד לשנת *2049בשלושה
תרחישי חדירה של רכב חשמלי
2
בניית 7חלופות לתמהילי דלק שונים
4
3
תמחור
התשתיות
(הקמה ותפעול)
6
5
תמחור עלויות
הצרכנים
תמחור עלויות
הסביבה
היוון העלויות על-פני 30שנה ב4%-
* שנת הבסיס הינה ,2012עם גידול שנתי של 2%במצבת כלי הרכב .שלושה תרחישי חדירה לרכבים חשמליים 20% ,8% :ו 42% -בשנת
2030ממצבת כלי הרכב הפרטיים (שנת הרוויה)
15
אופק המודל
שנות ההקמה -מתחילת שנת 2020עד תחילת שנת .2024עלויות ההשקעה נפרסות
בשנים אלו באופן שווה.
שנות התפעול -משנת 2024עד שנת .2049בשנים אלה יצרוך המשק את תזקיקי דלק
מהתשתיות שהוקמו .עלויות התפעול ,הוצאות הצרכנים ועלויות הסביבה ישתנו על בסיס
התחזיות של החלופות השונות.
2020
2024
שנות ההקמה
2049
שנות התפעול
16
נבחנו 7חלופות של תמהילי דלקים (בהנחת חדירה של 8%של רכב חשמלי):
חלופה 1
חלופה 2
חלופה 3
חלופה 4
חלופה 5
חלופה 6
חלופה 7
שימוש
בתזקיקי נפט
בלבד
שימוש
מקסימלי ב-
GTL
GTL 50%
50%תזקיקי
נפט
GTL
תזקיקי נפט
תזקיקי נפט
תזקיקי נפט
תזקיקי נפט
M85
CNG
GTL
M85
CNG
M65
M85
M85
M15
100
%
100
%
בנזין
סולר
56
%
100
%
31
33
%
%
66
63
64
%
%
%
34
67
%
%
44
%
בנזין
0%
סולר
שימוש ב15.5 -
BCMגז טבעי
67
%
33
34
%
33
%
סולר
0%
בנזין
סולר
%
בנזין
66
%
שימוש ב 10.5 -שימוש ב15.5 -
BCMגז טבעי BCMגז טבעי
מקרא:
נפט
GTL
100
%
0%
בנזין
100
%
סולר
שימוש ב7.6 -
BCMגז טבעי
מתנול מהול
64
%
63
%
34
%
37
%
בנזין
סולר
שימוש ב5.5 -
BCMגז טבעי
בנזין
סולר
שימוש ב7.1 -
BCMגז טבעי
CNG
17
.1שימוש בגז"ט מקטין את הוצאות הצרכנים הכוללות (עלות כלי הרכב ,תחזוקה ודלקים).
הוצאות צרכנים
הכוללות ב( 2035 -בהנחת חדירה של 8%של רכב חשמלי)
(במיליארד שקלים ,במחירי )2013
60
51
חלופה 1
חלופה 2
54
חלופה 3
52
חלופה 4
54
חלופה 5
56
50
חלופה 6
חלופה 7
קיימת כדאיות למעבר לגז טבעי .העלות והתחזוקה של כלי הרכב תהיה גבוהה יותר .אך
לעומת זאת ,השפעת מחיר הדלק הנמוך תהיה גדולה יותר.
18
.2שימוש בגז טבעי יפחית את עלויות הסביבה:
עלויות סביבה
צפויות ב( 2035-בהנחת חדירה של 8%של רכב חשמלי)
(במיליארד שקלים ,במחירי )2013
6.8
6.7
5.7
5.6
חלופה 3
חלופה 4
5.0
חלופה 1
חלופה 2
5.3
חלופה 5
חלופה 6
5.9
חלופה 7
עלויות הסביבה הנמוכות בגין השימוש בגז גוברות על עלויות הסביבה הגבוהות הקשורות
ביצור תזקיקי הגז.
19
ההשקעה בתשתית וההוצאה הכוללת (בגין תשתיות ,ההשקעה ברכב ,תחזוקתו ,עלויות
דלק וסביבה) בחלופות השונות (מהוון ל 2013 -במיליארדי שקלים):
עלות השקעה הוצאה כוללת
8%כלי רכב חשמליים 20%כלי רכב חשמליים 42%כלי רכב חשמליים
חלופה 1
חלופה 2
חלופה 3
חלופה 4
חלופה 5
חלופה 6
חלופה 7
חלופה 1
חלופה 2
חלופה 3
חלופה 4
חלופה 5
חלופה 6
חלופה 7
חלופה 1
חלופה 2
חלופה 3
חלופה 4
חלופה 5
חלופה 6
חלופה 7
14
36
25
43
23
48
31
13
34
23
38
19
44
29
11
32
11
21
12
39
26
683
558
600
573
603
563
617
632
507
554
533
561
519
591
548
425
478
469
491
443
549
מסקנה עיקרית:
חלופה ה( GTL -חלופה )2הינה הזולה ביותר .לכן
יש להקים בין 2ל 3 -מפעלי .GTL
מסקנה משנית:
לאחר מיצוי תפוקת ה ,GTL -יש להשלים את
הביקוש הנותר לבנזין באמצעות מתנול (חלופה )5
20
1
מטרת העבודה
2
ממצאים ומסקנות
3
היבטים סביבתיים
4
המודל הכלכלי ותוצאותיו
5
בחינת התמהיל האופטימלי לתח"צ
6
סיכום
21
בשנת 2035יהיו 54אלף אוטובוסים שייסעו 3.2מיליארד ק"מ בשנה
ויצרכו 602אלף טון סולר
בחינת התזקיק המתאים ביותר לשימוש התח"צ:
אופן אספקה
התזקיק
חסרונות
יתרונות
סולר
•
על בסיס התשתית
הקיימת.
•
טכנולוגיה אמינה ומוכחת.
•
•
הוצאות דלק גבוהות.
עלויות סביבה גבוהות.
GTL
•
תזקיקים המיוצרים על ידי
שליש מפעל .GTL
•
עלויות דלק נמוכות יחסית
לסולר.
עלויות סביבה נמוכות.
•
תשתיות מורכבות
שגוררות עלויות הקמה
גבוהות ומסורבלות.
CNG
•
הקמת תחנות תדלוק
ייעודיות.
זמן תדלוק 10 -שעות.
תדלוק בחניון הצי בלבד.
•
התזקיק הזול ביותר מבין כל
התזקיקים.
עלויות סביבה נמוכות.
אין צורך במפעלי זיקוק.
הקמת תשתית בזמן קצר
יחסית.
•
עלויות גבוהות להתאמת
רכבים.
עלויות גבוהות להקמת
תחנות דלק
•
•
•
•
•
•
•
22
ההשקעה בתשתית וההוצאה הכוללת (בגין תשתיות ,ההשקעה ברכב ,תחזוקתו ,עלויות
דלק וסביבה) (מהוון ל 2013 -במיליארדי שקלים):
70
61
56
14
3.3
0.3
סולר
GTL
הוצאה כוללת
CNG
השקעה
.1ה CNG-הוא התזקיק הכדאי ביותר לתח"צ ,למרות ההשקעה ההונית הגבוהה בו.
.2ה CNG-מתאים אך ורק לציים עבורם תחנת התדלוק מוקמת בחניון לילה.
.3הרחבת השימוש ב CNG -לכלל כלי הרכב איננה כדאית בגלל השקעה אדירה בפריסה ארצית
של תחנות תדלוק ודחיסה.
23
1
מטרת העבודה
2
ממצאים ומסקנות
3
היבטים סביבתיים
4
המודל הכלכלי ותוצאותיו
5
בחינת התמהיל האופטימלי לתח"צ
6
סיכום
24
שתי מסקנות בסיסיות נובעות מהבחינה הכלכלית:
קיימת כדאיות מובהקת למעבר לשימוש בתזקיקי ,GTLמתנול ו CNG -למערך
התחבורה הכבישית בישראל.
היתרונות הכלכליים של שימוש בתזקיקי גז מתבטאים הן בהקטנת עלויות השימוש
לצרכן הסופי והן בהקטנת עלויות הסביבה.
25
26