Title: Capital requirements imposed on insurance companies in Solveny II and their quantification Author: Bc. Martin Kožár Department: Department of probability and mathematical statistics Supervisor: Mgr. Martin Pleška Abstract: This thesis studies project Solvency II, which is focused on the integrated regulation of insurance market in the European Union. It pre- sents basic division and capital requirements arising from it. It describes division of the project into the three areas, refered to as pillars in practice. The thesis summarizes the basic methods for measuring the risk (Value at Risk, Tail Value at Risk), necessary in the calculation of the solvency capital requirements. The thesis studies the method of calculation of the solvency capital requirement SCR and the minimum capital requirement MCR. The calculation of the SCR is focused mainly on the method of the calculation of the capital requirement using the standard formula. Lastly, capital requi- rements are calculated using concrete data set. Keywords: Solvency II, solvency capital requirement SCR, minimum capital requirement MCR 1

Les systèmes de post-traitement qui combinent diverses fonctionnalités dans un même dispositif catalytique sont considérées comme une solution efficace pour réussir l’objectif définie par les restrictives futures normes qui régulent les émissions de l'industrie automobile. Ils permettent non seulement de réduire les coûts intrinsèques dus à l’encombrement mais aussi, dans certains cas, de favoriser les réactions catalytiques par des effets thermiques ou synergiques. Ce concept est particulièrement étudié pour les moteurs Diesel dont la ligne d'échappement peut comprendre jusqu'à quatre éléments. La réduction des NOx peut être réalisée par réduction catalytique sélective de l'ammoniac sur filtre (NH3-SCRF) en utilisant des catalyseurs à base de zéolite échangée par Cu ou Fe. Ce filtre à suie catalysé assume simultanément deux fonctions: l'élimination des particules et la réduction des espèces de NOx vers N2 et de l’eau. En ce qui concerne les catalyseurs SCR, la couche active est classiquement déposée sur les parois d'un substrat de grande porosité dont les canaux sont bloqués à des extrémités alternatives. Une porosité accrue du substrat du filtre (tel que la cordiérite ou SiC) est nécessaire pour permettre le dépôt de la quantité de phase de catalyseur nécessaire pour le traitement des émissions gazeuses en assurant une filtration efficace et sans produire un effet de contre-pression du system. En plus, il est nécessaire de remarquer que des nouvelles réactions se produiront dans ce système puisque la suie Diesel, le NOx et l'agent réducteur sont présents dans la même unité pour la première fois. Selon la littérature actuellement disponible, les polluants et la suie peuvent interagir de trois manières principales: 1) la suie bloque l'accessibilité du flux gazeux aux sites actifs «classiques» du catalyseur; 2) possibilité de réduction des NOx sur les particules de suie; et enfin, 3) la présence de suie affecte les performances des réactions SCR ou, au contraire, les réactions SCR affectent le processus d'oxydation des particules jusqu'à ce que la compétition pour le NO2 soit produite / Aftertreatment systems that combine various functionalities into the same catalytic device are considered to be an efficient solution to reach the target defined by the restrictive future emission standards that regulate the automotive industry emissions. They are able not only to reduce the intrinsic costs due to the packaging but also, in some cases, to promote catalytic reactions by thermal or synergistic effects. This concept is being particularly explored for Diesel engines whose exhaust line may comprise up to four separate elements. NOx abatement can be accomplished by ammonia selective catalytic reduction on filter (NH3-SCRF) using Cu or Fe-exchanged zeolite-based as catalysts. This catalysed soot filter assumes two functions, simultaneously: removal of particles and reduction of NOx species towards N2. Regarding the SCR catalysts, the active layer is conventionally deposited onto the walls of a high porosity substrate whose channels are blocked at alternative ends. An increased porosity of the filter (such as cordierite or SiC) substrate is required to allow the deposition of the amount of catalyst phase needed for the treatment of gaseous emissions while efficient filtration and without producing a backpressure effect. Furthermore, it is necessary to remark that new reactions will occur in this system as Diesel soot, NOx and the reductant agent are present in the same unit for the first time. Accordingly to the literature currently available, there are three main ways that NOx pollutants and soot may interact: 1) soot blocking the accessibility of gas flow to “classic” active sites of the catalyst; 2) possibility of NOx reduction takes place over the soot particles; and finally, 3) soot presence affects SCR reactions performance or, contrarily, SCR reactions affects PM oxidation process as far as competition for NO2 will be produced

Ce travail porte sur le procédé NSR (NOx Storage-Réduction) de dépollution des gaz d'échappement automobile Diesel. Des catalyseurs contenant 2,12% Pt déposés sur alumine, cérine-zircone ou cérine modifiée, ont été caractérisés et évalués dans des conditions NSR, avec un regard particulier sur la sélectivité de la réduction des NOx. Les tests catalytiques sont effectués dans des conditions complexes : cycles 60s de stockage (mélange pauvre)/ 4s de réduction (mélange riche), avec des traces de réducteurs dans la voie pauvre et d’oxydant dans la voie riche. Des sélectivités importantes en N2O (gaz à effet de serre) ont pu être observées. Les émissions de N2O varient en fonction de la nature du support, de la température et des réducteurs mis en œuvre (C3H6, CO, H2 ou mélange C3H6+CO+H2). Dans certaines conditions, la présence de réducteur dans les phases pauvres contribue à la majorité du N2O émis lors des cycles NSR. Ces valeurs sont en bon accord avec les résultats obtenus en parallèle en régime stationnaire (SCR). A 200°C, H2 donne la plus grande sélectivité en N2O, essentiellement à cause de la réduction partielle des NOx en milieu pauvre. En revanche, à 300°C, C3H6 est le réducteur le plus sélectif en N2O, toujours avec une forte contribution des phases pauvres. Les résultats sont plus homogènes avec les catalyseurs supportés sur oxydes redox car ils favorisent la transformation des réducteurs dans la voie riche (réactions du gaz à l’eau et reformage de C3H6), conduisant à mélange réducteur moyenné. Les propriétés redox du support permettent aussi de limiter les émissions de NH3. / Lean reduction of NOx was studied on NSR (NOx storage-reduction) catalyst, with a special attention on N-compound selectivities. Platinum (2.12wt%) catalysts supported on various supports (alumina, ceria-zirconia and modified ceria) were characterized and evaluated in cycling conditions. Catalytic tests were performed and realistic and complex conditions: 60s for the storage phases (lean periods)/ 4s for the reduction (rich pulses). Gas mixture was composed of reducers and oxidants in both lean and rich atmosphere. In these conditions, high N2O emissions were measured (powerful greenhouse gas). The N2O selectivity depends on the redox properties of the support, the temperature and the chemical nature of the reducer (C3H6, CO, H2 or C3H6+CO+H2 mixture). In some conditions, more than half of the N2O production can occur during the storage phase, in lean condition. These results are in good agreement with those obtained in specific SCR tests. At 200°C, H2 lead to the higher N2O selectivity especially due to the partial NOx reduction in the lean period. At 300°C, N2O emission is mainly favoured with C3H6, with still a high contribution of the lean pulses. Results are less distinct with supported catalysts on redox material, due to the support involvement in the reducer transformation reactions (water gas shift and steam reforming), leading to a blend of reducers in the rich pulses. In addition, lower NH3 emissions were observed on platinum supported on redox oxides.

Le projet de thèse a eu pour but l’étude de la formation et de l’élimination du N2O par des catalyseurs cuivre-zéolithe ou fer-zéolithe, utilisés pour le procédé de réduction catalytique sélective des NOx par l'ammoniac (NH3-SCR). Dans ce processus de réduction des NOx, les principales voies de formation de N2O sont la décomposition du nitrate d’ammonium (NH4NO3) et l’oxydation de NH3. L’étude bibliographique a montré une contribution plus importante de la décomposition du nitrate d’ammonium. La recherche s’est donc focalisée dans l’étude de la décomposition du nitrate d’ammonium en empruntant deux axes : la décomposition du NH4NO3 commercial et la formation in situ suivi de la décomposition du nitrate d’ammonium.Les catalyseurs, utilisés pour cette étude, ont été, tout d'abord, amplement caractérises par différentes techniques d’analyse physico-chimique afin de connaitre particulièrement la concentration et forme de déposition des métaux, l’acidité et la taille des cristaux.Après avoir abordé la décomposition du NH4NO3 commercial sans catalyseur, l'étude s'est orientée sur l'effet de l'interaction avec un catalyseur. La nature du gaz vecteur, les conditions hydrodynamiques et la quantité de NH4NO3 ont aussi été évaluées.La décomposition sous conditions statiques, i.e. sans entrainement du NH4NO3 liquide, conduit principalement le N2O. En revanche, les chemins réactionnels suivis sous conditions dynamiques dépendent du mode de déposition du nitrate d’ammonium. Les agrégats solides de nitrate d'ammonium en contact avec la surface externe du catalyseur se décomposent directement en N2O, surtout quand le nitrate d’ammonium liquide ne peut pas être entrainé par le gaz vecteur. L’absence de catalyseur favorise la décomposition vers l’azote par l’interaction entre le NH3 et du HNO3 libérés lors de la dissociation du NH4NO3. D’autre part, en présence d’un catalyseur, le NH3 formé tend à s’adsorber et à s’oxyder à plus haute température. La variation du gaz vecteur n'engendre pas d'effet significatif sur la décomposition du NH4NO3.La décomposition du nitrate d’ammonium formé in situ a été réalisée dans le but de se rapprocher des conditions du procédé NH3-SCR, où le nitrate d’ammonium se forme par l’interaction entre le NH3 et le NO2. La méthode expérimentale a été conçue pour maximiser la formation du nitrate d’ammonium selon les deux cas extrêmes pouvant être trouvés dans un système SCR : la saturation préalable du catalyseur en NH3 puis en NO2 (« NH3 experiment ») et l’inverse, saturation en NO2 puis NH3 (« NO2 experiment »). Dans ce cas plusieurs catalyseurs ont été préparés afin d’isoler certaines caractéristiques et évaluer leur impact. Les effets de la teneur en cuivre, du type de métal (Cu ou Fe), de la structure de la zéolite (CHA ou FER), de la méthode de préparation, de l’atmosphère de calcination et du gaz vecteur pendant la décomposition ont été étudiés. Les effets obtenus ont été corrélés avec les résultats de la caractérisation physicochimique des catalyseurs afin de déterminer les paramètres prépondérants des différences observées.La formation du N2O lors du « NH3 experiment » est toujours plus importante que celle obtenue dans le « NO2 experiment » et dépend fortement de la concentration en sites acides de Brönsted quelle que soit la structure de la zéolithe. En revanche, dans le « NO2 experiment », ce sont plutôt les espèces métalliques et sa localisation qui influencent la décomposition du nitrate d’ammonium. La taille des cristaux a aussi une influence. La méthode de préparation et l’atmosphère de calcination n’ont pas un effet très significatif. Le gaz vecteur influence seulement les émissions à haute température : la formation du N2O est plus importante en présence d’oxygène. / The thesis project focused on the study of the formation and elimination of N2O by copper-zeolite or iron-zeolite catalysts, used for selective catalytic reduction of NOx with ammonia (NH3-SCR). In the NOx reduction process the main N2O formation routes are the decomposition of the ammonium nitrate (NH4NO3) and the NH3 oxidation. Still, a literature review showed a more important contribution from the decomposition of ammonium nitrate. Therefore, the study was then concentrated on the decomposition of the ammonium nitrate in two axes: the decomposition of commercial NH4NO3 and the in situ formation followed by decomposition of ammonium nitrate.Besides, the catalysts used for this study, have been thoroughly characterized by different physicochemical techniques in order to, particularly, assess the concentration and deposition form of metals, the acidity and the size of the crystals.After performing the decomposition of commercial NH4NO3 without catalyst, the study has focused on the effect of interaction with a catalyst. The effect of the carrier gas, the hydrodynamic conditions and concentration of NH4NO3 were also studied.Under static conditions, i.e. without liquid NH4NO3 entrainment, the decomposition of the commercial ammonium nitrate mostly leads to N2O. In contrast, the reaction pathway under dynamic conditions depends on the deposition method of ammonium nitrate onto the catalyst. The solid aggregates in the outer surface of the catalyst decompose directly to N2O, especially when the liquid ammonium nitrate cannot be entrained by the carrier gas. The absence of a catalyst promotes the decomposition into nitrogen, formed by the interaction between the NH3 and HNO3 released upon the dissociation of NH4NO3. On the other hand, in the presence of a catalyst NH3 tends to adsorb and to be oxidized at higher temperatures. The carrier gas composition did not have a significant effect in the decomposition of NH4NO3.The decomposition of ammonium nitrate formed in situ was performed in order to get closer from what happens under SCR conditions, where the ammonium nitrate is formed by the interaction between NH3 and NO2. The experimental method was designed to maximize the formation of ammonium nitrate according to the two extreme conditions that may be found in a SCR system: firstly catalyst saturation by NH3 and then by NO2 (“NH3 experiment”) and then the reverse, saturation by NO2 and then by NH3 (“NO2 experiment”). In this study several catalysts were prepared in order to isolate certain characteristics and assess their impact. The effects of the copper loading, the type of metal (Cu and Fe), the structure of the zeolite (CHA or FER), the method of preparation, the calcination atmosphere and the carrier gas during decomposition were studied. These effects were correlated to the results of the physico-chemical characterization of the catalysts with the purpose of find the cause of the faced differences.The formation of N2O during the “NH3 experiment” is always greater than that obtained on the “NO2 experiment”, and strongly depends on the concentration of the Brönsted acid sites, regardless the zeolite structure. However, on the “NO2 experiment”, it is rather the metal species and its location that influence the decomposition of ammonium nitrate. The size of the crystals also has an influence. The preparation method and the calcination atmosphere do not have a significant effect. The carrier gas impacts on the high temperature emission: the formation of N2O is greater in the presence of oxygen.

My master´s thesis deals with the problems of NOx abatement that are included in flue gas. The accent is put on flue gases treatment throug cloth filter or ceramic candles, where the deposited catalyst enables NOx reduction throug the method of selective cytalytic reduction. In thesis is also describe experimental unit which current remove gaseous pollutants (dioxin, VOC and NOX) and ash on catalytic cloth filter or catalytic ceramic candles. For experimental unit has been calculated pressure drop. Pressure drop has been calculated for nominal and maximal conditions for cloth filter and ceramic candle. Last part of thesis deals with compile a experimental schemes for different concentration of NO, flow and temperature of combustion.

This thesis deals with the reduction of oxides of nitrogen (NOx) which are part of the exhaust gas combustion devices. The focus is on reduction of NOx by selective catalytic reduction (SCR) and catalyst filtration. The first part of this work deals with the formation of NOx, their hazards and related legislation. The following is an overview of the available technologies to reduce NOx in the flue gas and comparison of this methods. The following section describes the experimental catalytic filtration unit INTEQ II, where the first real experiment selective catalytic reduction of NOx with ammonia was realized. We have verified the operability of the experimental units and achieve up to 80% efficiency SCR. The final section describes the progress of the experiment and its results. It is recommended a few minor adjustments to improve stabile operation of unit INTEQ II.

V současnosti musí velké energetické podniky k dodržení emisních předpisů, zejména pak vyžadovaných limitů NOx, uplatňovat denitrifikační metody. Tématem předkládané diplomové práce jsou moderních denitrifikační metody a jejich praktické uplatnění v lokálních poměrech uhelného kotle s parním výkonem 640 t.h-1 v elektrárně Počerady. Práce obsahuje rešerši moderních denitrifikačních metod používaných velkými uhelnými kotli se zaměřením zejména na sekundární denitrifikační metody. Jsou uvažovány dvě možné varianty denitrifikace – varianta 1 využívá selektivní katalytickou redukci (SCR) a varianta 2 selektivní nekatalytickou redukci (SNCR) společně s nízkoemisními hořáky a stupňovaným přívodem spalovacího vzduchu. Pro výběr vhodné denitrifikační metody jsou studovány investiční náklady jednotlivých variant – nižší investiční náklady (o 19.4%) slibuje varianta 2. Při srovnávání SCR se SNCR vyšlo najevo, že investiční náklady metody SNCR jsou 5krát nižší než metody SCR. V souladu s investičními náklady, s dispozicí kotle a se složitostí jeho instalace je pro navazující studium problematiky využita varianta 2. Stěžejní část práce se zabývá stanovením optimálního tzv. teplotního okna pro konkrétní metodu SNCR. Těžištěm práce je tepelný výpočet ohniště a části deskového přehříváku pro stanovený rozsah paliv a výkon kotle v rozmezí 60-100%. S uvažováním výsledků z výpočtu jsou navrženy dvě vstřikovací roviny, které mají zaručit vysokou efektivitu denitrifikačního procesu při uvažovaných provozních podmínkách kotle. Diplomová práce rovněž diskutuje obecnou vhodnost instalace SNCR a SCR ve stávajících uhelných kotlích.

Svenska livbolag har varit en av de större kapitalplacerarna på den svenska fastighetsmarknaden under de senaste fem åren. Livbolagen förvaltar kapital åt sina försäkringstagare som förväntar sig få utbetalningar antingen genom en traditionell försäkring, där livbolagen utlovar en bestämd avkastning per år eller genom att erbjuda fondförsäkringar. Den traditionella livförsäkringen inbringar stora summor premier som måste investeras i olika tillgångsslag. Placeringstillgångarna kommer att bli underställda det nya Solvens II direktivet som innebär att livbolagen måste anpassa sina tillgångar efter sina åtaganden. Syftet med den här rapporten är att utreda vilka effekter Solvens II direktivet kan tänkas ha på de svenska livbolagen och hur livbolagen kan komma att förändra sina portföljeallokeringar till följd av det nya regelverket. Rapporten avgränsas till livbolagens fastighetsrelaterade tillgångar och kommer primärt behandla effekten av ett riskbaserat kapitalkrav på olika fastighetsexponeringarna. Avslutningsvis diskuteras ifall livbolagens agerande till följd av direktivet kan komma att påverka fastighetsmarknaden. Utredningen kring förslaget har pågått sedan 2006 och implementeringen förväntas ske kring 2016. Dock så har både Europaparlamentet och Finansinspektionen gett indikationer på att implementeringen kan komma att förskjutas ytterligare. Utöver kapitalkravet kommer Solvens II leda till en mer betungande rapportering samt strukturella förändringar inom livbolagens ledning. Uppsatsen kommer fram till att ingen fastighetsinvestering kommer att premieras för samtliga livbolag men att de kan premieras en fastighetsinvestering för enskilda livbolag beroende på vad de har i sin befintliga portfölj och hur investeringen kan komma att påverka diversifieringseffekten. Eftersom livbolagens portföljer är relativt olika kommer Solvens II inte att påverka den svenska fastighetsmarknaden och om den så var fallet skulle detta redan ha skett eftersom direktivet har varit på agendan sedan 2006. / The Swedish life insurance companies have been one of the major capital investors in the Swedish real estate market in the past five years. The life insurance companies manages capital for its policyholders who expect to get payments either through a traditional insurance where the life insurance companies promise a fixed return per year or by providing a unit-linked insurance. The traditional life insurance brings in huge amounts of premiums that must be invested in different assets. The allocation of the assets will be subjected to the new Solvency II directive, which means that life insurance companies must adapt their assets according to their commitments. The purpose of this report is to investigate the effects the Solvency II directive could have on the Swedish life insurance companies and how life insurance companies may change their allocation of their portfolio as result of these new regulations. The report is limited to the life insurance companies' real estate-related assets and will primarily deal with the impact of risk-based capital requirements for various real estate exposures. Finally, we discuss if the life insurance companies' behavior may affect the Swedish real estate market as a result. The investigation about the proposal has been ongoing since 2006 and implementation is expected to occur around 2016. However, the European Parliament and the Swedish Financial Supervisory Authority have given indications that the implementation could be postponed. In addition to capital requirements, Solvency II will lead to a more stringent reporting and structural changes in the life insurance companies' management. The main findings in this report are that none of the real estate asset classes will be preferred for all life insurances companies, however some asset classes may be preferred from the individual companies perspective with regard of what their present portfolio contains and how the inclusion that asset may affect the diversifying effect. Since every life insurance company portfolio contains a different mix of assets the Solvency II directive will not affect the Swedish real estate market and if that were the case it would already have happened because the directive have been on the agenda since 2006.

Im Rahmen dieser Arbeit erfolgte eine Analyse des Einflusses von Harnstoff-SCR-Technik auf die Partikelemission. Zudem wurde mit der Partikelkonfektionierung durch motorische Maßnahmen eine Möglichkeit zur Verbesserung der katalytischen Partikeloxidation aufgezeigt und untersucht. Untersuchungen mit einem Nfz-Dieselmotor zeigen, dass im Teillastbetrieb mit einem Harnstoff-SCR-System eine deutliche Partikelminderung möglich ist. Sie basiert im Wesentlichen auf der Oxidation organisch löslicher Bestandteile der Partikel im Katalysator. Reduktionsmitteldosierung drängt die Oxidation leicht zurück, die SCR erweist sich als zur Partikeloxidation konkurrierend. Die Charakteristik der Partikelgrößenverteilung wird durch das SCR-System nicht wesentlich verändert, jedoch kann analog zur emittierten Partikelmasse auch die Partikelanzahl deutlich abgesenkt werden. Eine Analyse hinsichtlich der Partikelbestandteile in unterschiedlichen Partikelgrößenklassen hat gezeigt, dass der Anteil organisch löslicher Substanzen mit zunehmender Partikelgröße absinkt. Durch Veränderung des Einspritzbeginns des Kraftstoffs ist die Konfektionierung der Partikelemission im Sinne besserer katalytischer Oxidation möglich. Dabei wird durch Frühverstellung der Anteil organisch löslicher Komponenten der Partikel deutlich erhöht, gleichzeitig ist eine intensive Nanopartikelbildung zu beobachten. Ein Katalysator auf V2O5/WO3/TiO2-Basis ist sehr gut zur Oxidation sowohl der Nanopartikel als auch des größten Teils der organisch löslichen Komponenten geeignet. Damit wird insgesamt eine deutliche Partikelminderung erzielt. Abgasrückführung behindert die Partikelkonfektionierung zunächst deutlich. Durch die dabei jedoch mögliche noch weitere Verlagerung des Einspritzzeitpunktes nach "früh" kann der negative Einfluss aber weitgehend kompensiert werden, so dass eine ähnlich gute Partikelminderung wie im Betrieb ohne AGR bei gleichzeitiger Minderung der Stickoxidemission möglich ist.

Im Rahmen dieser Arbeit erfolgte eine Analyse des Einflusses von Harnstoff-SCR-Technik auf die Partikelemission. Zudem wurde mit der Partikelkonfektionierung durch motorische Maßnahmen eine Möglichkeit zur Verbesserung der katalytischen Partikeloxidation aufgezeigt und untersucht. Untersuchungen mit einem Nfz-Dieselmotor zeigen, dass im Teillastbetrieb mit einem Harnstoff-SCR-System eine deutliche Partikelminderung möglich ist. Sie basiert im Wesentlichen auf der Oxidation organisch löslicher Bestandteile der Partikel im Katalysator. Reduktionsmitteldosierung drängt die Oxidation leicht zurück, die SCR erweist sich als zur Partikeloxidation konkurrierend. Die Charakteristik der Partikelgrößenverteilung wird durch das SCR-System nicht wesentlich verändert, jedoch kann analog zur emittierten Partikelmasse auch die Partikelanzahl deutlich abgesenkt werden. Eine Analyse hinsichtlich der Partikelbestandteile in unterschiedlichen Partikelgrößenklassen hat gezeigt, dass der Anteil organisch löslicher Substanzen mit zunehmender Partikelgröße absinkt. Durch Veränderung des Einspritzbeginns des Kraftstoffs ist die Konfektionierung der Partikelemission im Sinne besserer katalytischer Oxidation möglich. Dabei wird durch Frühverstellung der Anteil organisch löslicher Komponenten der Partikel deutlich erhöht, gleichzeitig ist eine intensive Nanopartikelbildung zu beobachten. Ein Katalysator auf V2O5/WO3/TiO2-Basis ist sehr gut zur Oxidation sowohl der Nanopartikel als auch des größten Teils der organisch löslichen Komponenten geeignet. Damit wird insgesamt eine deutliche Partikelminderung erzielt. Abgasrückführung behindert die Partikelkonfektionierung zunächst deutlich. Durch die dabei jedoch mögliche noch weitere Verlagerung des Einspritzzeitpunktes nach "früh" kann der negative Einfluss aber weitgehend kompensiert werden, so dass eine ähnlich gute Partikelminderung wie im Betrieb ohne AGR bei gleichzeitiger Minderung der Stickoxidemission möglich ist.