Hvad kræver det at være leverandør af katalystorer til lastbilproducenter Driving Green 14, Øksnehallen 28. august 2014, Keld Johansen
Eksempler på Topsoe katalysatorer Fra kraftværker til lastbiler Stationary Lastbil SCR til kraftværker SCR katalysator Ammonia catalyst Sulfuric acid BRIM catalyst Graded bed catalyst
NOx fjernelse med Topsøe SCR katalysator til lastbiler
EURO IV, V og VI emissions krav EURO VI vs EURO V Emission Limits European Transient Cycle (ETC) 3,6 3,2 NOx [g/kwh] 2,8 2,4 2 1,6 1,2 0,8 0,4 0 EURO IV EURO V EURO VI 0 0,01 0,02 0,03 PM [g/kwh] Europe NOx (g/kwh) PM (g/kwh) CO (g/kwh) NMHC (g/kwh) Euro V (ETC) 2 0.03 4 0.55 Euro VI (WHTC) 0.4 0.01 4 0.16 Reduction 80% 67% 0% 71%
NOx og PM (sod) sammenhæng, Euro IV og V Kilde: AVL SAE paper 2001-01-0186 Urea 0,1 0,09 V-SCR 0,08 0,07 SCR PM (g/k W h) 0,06 0,05 0,04 DPF Euro 6 Tier 4 Stage 4 0,03 0,02 Urea 0,01 0 SCR only 0 2 4 6 8 10 12 14 DOC V-SCR NOx (g/kwh)
SCR reaktionen og katalysator V 2 O 5 -WO 3 /TiO 2 robust type SCR katalysator På et korrugeret glasfiber forstærket keramisk skelet (honeycomb) 4 NH 3 + 4 NO + O 2 -> 4 N 2 + 6 H 2 O H Urinstof/AdBlue: CO(NH 2 ) 2 NH 3 + HCNO 2 O 2NH 3 + CO 2 Ammoniak adsorberer på overfladen og reagerer med NOx fra udstødningsgassen på katalysatoren. Det endelige produkt er kvælstof og vand NO x (g) NH 3 (g) N 2 (g) + H 2 O (g) NH 3 (ads) SCR catalyst
Lastbil katalysator fabrik i Frederikssund Leverandør af katalysatorer til flere lastbilproducenter (OEM s) i Europa til Euro IV og V fra 2005. Nu leverandør til Euro VI TS16949 certificeret in 2005 Varianter Størrelse10 l 34 l 3 sammensætninger
Produktions facilitet I Frederikssund Topsøes katalysator har en alternativ struktur og produktion
Udfordringer og krav for at være katalysatorleverandør Emissionsnormer (EU politikere) the driver Tilgængelige laboratoriefaciliteter/bemanding til udvikling af produkter Validering af produkt på lastbil HD motorstand i fuld størrelse Patenter er et minefelt, man skal selv have mange Udvikling af pålidelige og kosteffektive produktions metoder (varianter?) Udvikling af produkt sammen med lastbilproducenten (OEM) er en stor fordel Styret kvalitet i udviklingen ( APQP og PPAP) er et krav Referencer på eksisterende OEM platforme hjælper salget Kvalitetsstyring i fabrik TS16949, omkostningskontrol, levering til tiden Global tilstedeværelse med salgsnet Fra Euro IV til Euro VI fra et simpelt system til en hel kemisk fabrik i udstødningssystemet med forskellige katalysatorer der skal beherskes Behovet for Euro V og VI katalysatorer er kraftig stigende i verden de næste år alle har hørt om smog i Beijing Topsoe investerer i globale fabrikker for at møde stigende behov
Katalysator udvikling Mikro reaktorer Kærne prøver Pilot afprøvning Præcision, fundamental forståelse Motorstand test Komplexitet, lighed med real-life anvendelser
Test laboratoriefaciliteter Afprøvning af små monolit prøver Typisk 10 Nm 3 /h syntetisk udstødningsgas og 0,2 liter katalysator
Topsøes automotiv test center To test rigge + 1 600 and 250 kw Horiba systemer Transiente test rigge MEXA analysatorer Diode Laser LD6 Gasmet FTIR
Pilot test laboratorie Afprøvning af fuld størelse monolitter Typisk 200 Nm 3 /h gasmængde og fuld størrelse katalysatorer Benchmarking af nye uddviklinger og kvalitets kontrol
Topsøes automotiv test center Mekanisk og termisk validering Validering af fastgørelse I udstødningssystemet (sleeving) Lang praktisk på vejen erfaring fra Euro 4/5 Har nu lavet validering for EuroVI Udstyr Shaker Heat-cycler Push out
Tunge køretøjer after treatment marked vokser 19 Mdr DKK Interesting segment Source: JM, New Business Development and Opportunities in Emission Control Technologies 31 st January 2013
Emissionskrav varierer i forskellige lande US - HD PM (g/kwh) 0,16 EU - HD US 2004 0,12 0,08 Euro III NOx (g/kwh) 0,04 2007 2010 0-5 -4-3 -2 4i -1 4 0 1 2 3 4 5 6-0,04 VI IV V IIIB IV NOx (g/kwh) -0,08 Tier 3-0,12 Stage IIIA -0,16 US - Nonroad -0,2-0,24 PM (g/kwh) EU - Nonroad
Euro VI, og USA EPA10 typisk udstødningssystem Kræver flere katalysatorer en hel kemisk fabrik DOC - diesel oxydationskatalysator cdpf katalyseret diesel partikelfilter SCR - vanadium baseret katalysator Topsøe førende konkurrerer med zeolit baseret ASC- ammoniak slip katalysator Topsøe skal have kompetencer inden for alle katalysatorer Urinstof DOC cdpf SCR ASC
Typisk opsætning af standard Euro 6 system Urea SCR-T DOC cdpf SCR ASC Euro 6 standard exhaust system består af DOC-cDPF-SCR-ASC Kilde: Scania Kilde: Volvo Kilde: MAN
Scanias Non-EGR Euro 6 system vs. konkurrenter Scania s 410 hp engine er mest effektiv Lavest diesel forbrug og CO 2 Lavest driftsomkosninger 4% forbedring @ Adblue 50% af diesel DOC cdpf SCR ASC Source: Verkehrsrundschau und Trucker - Green Truck 2014
Status for automotive aktiviteter og placeringer Automotiv SCR fabrik i Danmark TS16949 certificeret i 2005 +X000 m 3 /year kapacitet 2013 til ~ X000 m 3 /year capacity 2014/15 Omsætning mod 1 mia. DKK med 20 % markedsandel i 2020 Ansatte i forretningsområdet 85 Produkter produceret DNXR vanadium SCR katalysator med Topsøes egenudviklede TiO 2 /fiber monolit 250.000 på vejene DNXS ammoniak slip katalysator til V-SCR Nye produkter fra 2015 SCRonDPF coating (Cu-Zeolite) DNZ, Cu-zeolite SCR on kordierit monolit DNZS, slip katalysator til zeolite SCR
Topsøes globale tilstedeværelse Houston, USA Second largest production site with four production units. Employs 170 Frederikssund, Denmark Largest production site with eight production units. Employs 700 Moscow, Russia Engineering Employs 12 Tianjin, China Topsøe is currently building a third production site Los Angeles, USA Engineering. Employs 6 New Delhi, india Engineering. Employs 121 Joinville, Brazil Topsøe is currently preparing for a fourth production site Primary production sites in Denmark and the US, plans to expand in China and Brazil with two new sites
Opdatering af automotive aktiviteter og placeringer Automotiv fabrik, Tianjin, China Investering 900 mio DKK Konstruktion igangværende Kapacitet startende med X000 m 3 /år i 2015 stigende til ~ X000 m 3 /år SCR monolitter i 2016 Produkter DNXR vanadium SCR katalysator på Topsøes monolit struktur -Topsøes egenudviklede TiO 2 /fiber monolit i forskellige varianter sammensætning/størrelser
Konklusioner og fremtidsudsigter Lovende fremtidsudsigter, men løbende forbedringer og nye produkter kræves: 1. Første klasses produktkvalitet men løbende forbedringer ønskes 2. Omkostningseffektiv produktion 3. Stor og effektiv udviklings- og testafdeling nødvendig 4. Tæt kontakt til lastbilproducenternes udvikling meget ønskværdig 5. System viden om alle katalysatorer er påkrævet 6. Fordelagtigt at kunne levere alle katalysatorer i udstødningssystemet. 7. Produktions know-how meget vigtig 8. Kapitalberedskab for opstart af nyt marked med produktions- og lab investeringer påkrævet
SLUT TAK FOR DERES OPMÆRKSOMHED SPØRGSMÅL? Driving Green 2014, Keld Johansen