Norsk senter for bioenergiforskning. Årsrapport

Transkript

1 Norsk senter for bioenergiforskning 2013 Årsrapport

2 Norsk senter for bioenergiforskning Om Norsk senter for bioenergiforskning Norsk senter for bioenergiforskning er et forpliktende samarbeid mellom forskningsinstituttene Bioforsk og Norsk institutt for skog og landskap og Universitetet for miljø- og biovitenskap. Senterets mål er å styrke samarbeidet mellom eiernes forskere og dermed øke forskergruppenes kritiske masse, forskningskvalitet og produksjon. Vi skal framstå som en koordinert aktør innen fornybar energi, med vekt på bioenergi, i samarbeid med andre forskningsmiljøer og norsk bioenergiindustri. Senterets satsingsområder er: Bioressurser Biovarme Biodrivstoff Biogass Bærekraft Størrelse Vi er om lag 50 forskere og doktorgradsstudenter på Campus Ås som arbeider med satsingsområdene. Omtrent halvparten av disse brukte mesteparten av sin tid på bioenergiforskning. Prosjektporteføljen har en årlig omsetning på millioner kr. Organisering Norsk senter for bioenergiforskning er et virtuelt senter på Campus Ås. Forskerne er ansatt hos sentereierne og har sin arbeidsplass der. Senteret har et styre bestående av ledelsen ved hver av de tre eierne. Et sekretariat bestående av senterdirektør og forskningskoordinator står for den daglige driften. Styret Harald Lossius, adm. direktør, Bioforsk, leder fra oktober 2013 Arne Bardalen, adm. direktør, Norsk institutt for skog og landskap Øystein Johnsen, dekan, Universitetet for miljø- og biovitenskap, fra oktober 2013 Knut Hove, tidligere rektor ved Universitetet for miljø- og biovitenskap, var leder til oktober 2013 da han gikk ut av styret Om FME-CenBio Bioenergy Innovation Centre CenBio er et av de 11 Forskningssentre for miljøvennlig energi i Norge, delfinansiert av Norges forskningsråd. Prosjektansvarlig: Universitetet for miljø- og biovitenskap () Prosjektledelse: SINTEF energi AS Tid: Start 2009, varighet 8 år Forskningspartnere: NTNU, SINTEF, Skog og landskap, Bioforsk og Vattenfall R&D. Industripartnere: Akershus Energi AS, Hafslund ASA, Statkraft Varme AS, Norges skogeierforbund, Vattenfall AB Nordic Heat, Oslo kommune Energigjenvinningsetaten, Cambi AS, Energos AS, Jøtul AS, Grant Kleber AS. CenBio representerer det norske landslaget for stasjonær produksjon av biovarme og biokraft. Senteret dekker hele verdikjeder innen bioenergi, fra produksjon og høsting av jomfruelig biomasse og håndtering av organisk avfall, til konvertering til varme, kraft og biogass, samt bruk av biomasse og aske etter energiuttak. CenBio arbeider med å øke tilgjengelig biomasse, forbedre bioenergikjedenes samlede effektivitet (virkningsgrad) og dokumentere bærekraft for de ulike verdikjedene. Senteret har en egen forskerskole der et nytt felles masterkurs mellom NTNU og er etablert. 2

3 Årsrapport 2013 Innhold Styreleder har ordet 4 Senterdirektøren har ordet 5 Forskning 6 Vitenskapelige artikler 11 Forskerutdanning 15 Masteroppgaver i fornybar energi 16 Internasjonalt 20 Samarbeid med næringslivet 22 Populærvitenskapelige artikler 24 Konferanser på Campus Ås 25 Nytt biobasert fjernvarmeanlegg på Campus Ås 27 Forside: Nytt biobasert fjernvarmeanlegg på Campus Ås. Foto: Svein Grønvold. Grafisk design: Svein Grønvold, Trykk: Follotrykk AS

4 Norsk senter for bioenergiforskning Styreleder har ordet Videreføring Jeg tok over som styreleder etter Knut Hove i 2013, etter å ha vært styremedlem helt siden starten. Jeg kjenner dermed senteret godt ble det første året under den nye avtalen mellom sentereierne om å videreføre Norsk senter for bioenergiforskning i fem år til. Avtalen prioriterer å styrke campusovergripende forskningsteam innen hvert av satsingsområdene bioressurser, biogass, biodrivstoff, biovarme og bærekraftanalyser. Dette arbeidet er godt i gang. Jeg opplever at Campus Ås nå framstår utad som et rimelig godt samlet kompetansemiljø på bioenergiområdet. Forskerne har i lengre tid arbeidet i felles laboratorier. Men sentereierne hadde behov for å sikre effektiv utnyttelse av lokaler og utstyr, og få på plass forutsigbare betingelser for adgang og bruk. 20. desember 2013 signerte derfor Bioforsk og en langsiktig avtale om felles bruk av biogasslaboratoriet, en viktig avtale for forskerne og industripartnerne våre. Forskningssamarbeidet gjennom Bioenergisenteret blir målt på prosjekter, økonomisk omsetning og vitenskapelige artikler. Resultatene for disse indikatorene i 2013 er gode. Det er særlig gledelig at produksjonen av vitenskapelige artikler øker så sterkt. For 2014 blir utfordringen å holde produksjonen oppe, og å styrke det internasjonale samarbeidet gjennom å delta i EUs nye rammeprogram for forskning, Horizon Harald Lossius Styreleder Harald Lossius. Foto: Ragnar Våga Pedersen 4

5 Årsrapport 2013 Senterdirektøren har ordet God produksjon Forskningsrådet besluttet etter en omfattende evaluering i 2013 å videreføre FME-CenBio for de siste tre årene av en åtte års periode. Det var en svært viktig beslutning for vårt nasjonale forskningssamarbeid innen biovarme. Vi får blant annet ferdigstilt våre omfattende bærekraftanalyser av flere av bioenergiens verdikjeder. Forskningsrådet tildelte i 2013 bioenergimiljøet på Ås 6,5 millioner kr til vitenskapelig utstyr, primært rettet mot bioraffineriforskning. Tildelingen var en del av en nasjonal pakke som vi søkte om sammen med fagmiljøene i Trondheim. Dermed har vi utstyr for svært avansert forskning på konvertering av lignocellulose til høyverdige produkter og biodrivstoff. I alt 38 vitenskapelige artikler ble publisert i Det er en sterk økning fra 24 i Produksjonen er nå god. Sampubliseringen har også steget, det tyder på tettere samarbeid i gjennomføringen av prosjektene. Det nasjonale samarbeidet mellom sentereierne og andre forskningsmiljøer er svært omfattende. Aksen Trondheim-Ås er særlig synlig, men vi har også prosjekter sammen med NILF, Universitet i Oslo, IFE, Østfoldforskning og TelTek. Nytt av året er forskningssamarbeid om biodrivstoff og bioraffineri med Sintef Materialer og Kjemi i Oslo. Vi har i 2013 etablert nye kontakter i næringslivet, samtidig som vi har beholdt våre nåværende prosjektpartnere. Det tyder på at verdien av forskningen er nyttig for stadig flere bedrifter. Industrien deltar i 50 % av våre prosjekter. Prosjektoversikten ved slutten av 2013 viser at vi hadde en omsetning på 58 millioner kr i fjor. Oversikten viser også at vi har kontraktfestet forskningsoppdrag for om lag 55 millioner kr som skal leveres i Med så å si full ordrebok og oppgradert forskningslaboratorium kan vi se 2014 lyst i møte. Men det er en utfordring å holde av kapasitet til å utarbeide søknader som skal erstatte prosjekter som avsluttes med nye. I løpet av 2014 bør vi få på plass nye prosjekter for 15 millioner kr for Odd Jarle Skjelhaugen Senterdirektør Odd Jarle Skjelhaugen. Foto: Signe Beate Skjelhaugen 5

6 Norsk senter for bioenergiforskning Forskning Bioenergisenterets eiere omsatte forskningsprosjekter for 58 millioner kr i 2013, 3 millioner mer enn i Vi har ved utgangen av 2013 kontraktfestede prosjekter for 55 millioner kr som skal utføres i 2014 og 40 millioner som skal utføres i 2015 Forskerne og sentersekretariatet utarbeidet og sendte inn 18 prosjektsøknader i 2013 med samlet søknadsbeløp på 155 mill kr for perioden Ved starten av 2014 var fem søknader innvilget, med verdi på 46 millioner kr for perioden. Dette gir et tilslag på snaut 28 % målt i antall og nesten 30 % målt i kroner. 70,0 60,0 50,0 mill. kr. 40,0 30,0 20,0 Bioforsk Skog og landskap 10,0 0, År Årlig kontraktfestede forskningsprosjekter for perioden Glimt fra forskningen Biogassproduksjon av husdyrgjødsel et godt klimatiltak Av John Morken, -IMT Lagring av husdyrgjødsel medfører utslipp av drivhusgasser. Et tiltak for å redusere utslippene er anaerob behandling av gjødsla. Den biogassen som da produseres anses som en klimanøytral energikilde. Tiltaket kan gi en relativt stor reduksjon i CO 2 -utslippene fra landbruket. Hvor stor denne reduksjonen blir, avhenger av blant annet transport av gjødsel til/fra fellesanlegg, og hvilke energibærere biogassen erstatter. Det er vanlig å beregne klimagassutslipp med modeller fra IPCC. Vi brukte imidlertid en annen modell, der vi inkluderte utslipp fra transport og bruk av gassen som erstatning for vannkraft, naturgass og bensin til drift av biler. Sammenlignet med IPCC-modellberegninger ga vår modell 45 % lavere effekt av biogasstiltaket. Transport gir bare et lite utslipp sammenlignet med sparte utslipp ved å erstatte fossile energibærere. Effekten av biogasstiltaket ble dermed best dersom biogass erstatter fossilt drivstoff. 6

7 Årsrapport 2013 Forskningsprosjekter fordelt på satsingsområdene Bioressurser Prosjekttittel Finansiering Prosjektledelse Wood based energy systems from Nordic forests Nordic Energy 2050 Skog og landskap (Enerwoods) Bruce Talbot FORest management strategies to enhance the MITigation EU Knowledge Based potential of European forests (FORMIT) Bio Economy (KBBE) Birger Solberg Gjødsling av skog, effekter på volum, biomasse, Utviklingsfondet for Skog og landskap karbonbudsjett og økonomi skogbruket Kjersti Holt Hanssen Sustainable utilization of forest resources in Norway Norges forskningsråd, Skog og landskap BIONÆR Erlend Nybakk WW-Net Competing uses of forest land? The future of Norges forskningsråd, integrative and segregative policy and forest management BIONÆR Birger Solberg approaches in Europe Omsetning av fyring Enova, Skogtiltaksfondet, Norsk ved Innov. Norge, Jøtul Approaches for integrated assessment of forest ecosystem Norges forskningsråd, Skog og landskap services under large scale bioenergy utilization BIONÆR Rasmus Astrup CenBio WP1.1 Feedstock supply Norges forskningsråd, FME Tron Håkon Eid CenBio WP 1.2 Logistics Norges forskningsråd, Skog og landskap FME Bruce Talbot CenBio WP 1.3 Biomass and residue characteristics and quality Norges forskningsråd, SINTEF FME Judith Sandquist CenBio WP 1.4 Residues upgrading and use Norges forskningsråd, Bioforsk FME Trond K. Haraldsen Eksempel på et lite biogassanlegg i Finland. Foto: John Morken 7

8 Norsk senter for bioenergiforskning Biogass Prosjekttittel Finansiering Prosjektledelse Biogas reactor technology for Norwegian agriculture (BIONA) Norges forskningsråd, Bioforsk Energix Roald Sørheim Effect of farmyard manure biogas digestion on important Norges forskningsråd, Bioforsk soil characteristics - establishment of a long-term study under Energix Anne-Kristin Løes Norwegian conditions (SOILEFFECTS) Documentation of energy production and GHG emissions in Forskningsmidler over Bioforsk a farm level biogas plant digesting animal manure and various jordbruksavtalen (JA) Ingvar Kvande types of fish waste Sustainable biogas production in South African rural Norges forskningsråd, Bioforsk households Sancoop Roar Linjordet Development and verification of an innovative full life EU, Environment sustainable approach to the valorisation of municipal Vincent Eijsink solid waste into industrial feedstocks (Waste2Go) Fixation of nutrient elements in digestate Norges forskningsråd, Bioforsk Energix Tormod Briseid Coordinating and leveraging regional knowledge for EU, Region of OREEC initiating a sustainable and optimized EU waste to energy knowledge Eva Næss Karlsen programme (COOLSWEEP) Biogas Value Chains - A comparative study Norges forskningsråd, Østfoldforskning of Norwegian and Danish biogas production Energix Ole Jørgen Hanssen Modeller for klima- og miljønytte og økonomisk SLF Østfoldforskning lønnsomhet av verdikjeder for biogass Ole Jørgen Hanssen Biogas from organic residues and livestock manure as a Norges forskningsråd, vehicle fuel (BiogasFuel) Energix Svein Jarle Horn Robust processes for biogas production using manure Norges forskningsråd, and by-products Energix Vincent Eijsink Documentation of biogas at Tomb SLF Kristian Fjørtoft CenBio WP 2.4 Anaerobic Digestion Norges forskningsråd, Bioforsk FME Roald Sørheim Alger Prosjekttittel Finansiering Prosjektledelse Conversion of solar energy to infrastructure-ready transport Nordic Energy Research Bioforsk fuels using aquatic photobiological organisms as the Kari Skjånes hydrocarbon feedstock producer (AquaFEED) Use of solar energy for CO 2 capture, algae cultivation and Norges forskningsråd, Bioforsk hydrogen production Stig Borgvang 8

9 Årsrapport 2013 Biodrivstoff, bioraffinering og termoenzymatisk forbehandling Prosjekttittel Finansiering Prosjektledelse Enzyme technology for next generation biofuels Norges forskningsråd, Energix Vincent Eijsink NNB - New Norwegian Biorefinery Norges forskningsråd, Borregaard BiA Martin Lersch Fundamentals of enzymatic turnover of recalcitrant /Bioenergisenteret polysaccharides Vincent Eijsink Innovative Enzyme technology for biomass Norges forskningsråd, conversion FRIPRO Vincent Eijsink Carbon Capture in Molten Salts Norges forskningsråd, CLIMIT Espen Olsen Enzyme development for Norwegian biomass mining Norges forskningsråd, Norwegian biodiversity for seizing Norwegian opportunities BIOTEK2021 Vincent Eijsink in the bio-based economy Interpreting the irrecoverable microbiota in digestive EU/ERC Starting grant ecosystems Philip Pope Norwegian Biorefinery Laboratory (NorBioLab) Norges forskningsråd, PFI Infrastruktur Karin Øyaas Miljøvennlig transport i dagligvarebransjen ASKO AS Birger Solberg Foto: Svein Grønvold 9

10 Norsk senter for bioenergiforskning Bærekraft - økonomi og økologi Prosjekttittel Finansiering Prosjektledelse Innovativ utnyttelse av aske fra trevirke for økt verdiskaping og Norges forskningsråd, NTI bærekraftig skogbruk BIONÆR Henning Horn Decision support models for increased harvest and Norges forskningsråd, Skog og landskap climate-motivated forest policies (ClimPol) BIONÆR Jogeir Stokland The future role of biomass energy in Norway - an interdiciplinary Norges forskningsråd, technological, economical and environmental research program Strategisk Birger Solberg universitetsprogram Energi- og klimaeffektive regioner nye metoder og verktøy Regionale Østfoldsforskning for energi- og klimaarbeid i offentlig og privat sektor (KlimaReg) forskningsfond, Ole Jørgen Hansen Oslofjordfondet Fleksibelt samspill mellom el-kraft og termiske energi i Norges forskningsråd, ENERGI NORGE AS framtidens smarte energisystem Energix Per Arne Karlsen Ecological effects of intensive biomass harvesting in SNS Skog og landskap the Nordic and Baltic countries Nicholas Clarke CenBio WP 4.2 Ecosystem management Norges forskningsråd, Skog og landskap FME Nicholas Clarke CenBio WP 4.3 Costs, markets, policies and integrated Norges forskningsråd, sustainability analyses FME Birger Solberg CenBio WP 5.2 Knowledge transfer and dissemination Norges forskningsråd, FME Odd Jarle Skjelhaugen Glimt fra forskningen Markedets påvirkning på produksjon av biodiesel Av Jorge Mario Marchetti, -IMT Vi har vurdert hvordan produksjonen av bioenergi, først og fremst biodiesel, blir påvirket av utvalgte markedsvariable, av typen råstoffpris, dieselpris, pris på arbeidskraft, investeringskostnader og skatteinsentiver. Hensikten med arbeidet har vært å beskrive effektene av slike sentrale markedsvariable, uavhengig av teknologien bak prosessene, på produksjon og bruk av biodiesel. Resultatene viser at det er avgjørende å basere beslutninger om biodieselproduksjon på mer enn bare teknologiske vurderinger. Vi er i stand til å beskrive økonomien i en fabrikk, og hvordan de ulike aspektene virker på prosessens økonomi. Ved å simulere ulike parametere samtidig får vi grunnlag for beslutninger og kan gjøre biodieselproduksjonen miljøvennlig, samtidig som vi kan utvikle ny industri. Prosessen bak produksjonen av FAME (Fatty Acid Methyl Ester) diesel fra metanol og brukt olje. Tegning: Jorge Mario Marchetti 10

11 Årsrapport 2013 Vitenskapelige artikler Produsjonen av vitenskapelige artikler fortsatte å stige også i 2013, 38 atrikler ble trykket i internasjonale tidsskrifter. Vi har bare tatt med artikler som har et betydelig fokus på bioenergi. Det betyr at den enkelte artikkelen har bioenergi eller direkte bioenergirelatrerte ord i tittelen eller som søkeord. Artikler der bioenergi bare er nevnt sporadisk i teksten er utelatt fra oversikten. er den største leverandøren av artikler, i alt 24 for Sampubliseringen mellom og Skog og landskap har også vært uvanlig høy, med seks publkasjoner i A n t a l l /Skog og landskap /Bioforsk Skog og landskap Bioforsk År Bioenergirelaterte vitenskapelige artikler trykket i internasjonale tidsskrift med referee-ordning i perioden Glimt fra forskningen Klimagevinsten fra skogsektoren større enn antatt Av Hanne K. Sjølie, -INA Muligheten for å bruke skogsektoren til å redusere klimaproblemet har vært mye diskutert de siste årene. Skogsektoren kan bidra til å hindre akkumulering av CO 2 i atmosfæren både gjennom økt skogtilvekst og gjennom erstatning av fossile energikilder og byggematerialer med store klimagassutslipp, som stål og betong. Klimagassregnskapet (opptak og utslipp) i de to undersektorene, skogbruket og skogindustrien, påvirker hverandre gjensidig gjennom avvirkning. Allikevel håndteres undersektorene i stor grad uavhengig av hverandre, både i analyser av klimagasstiltak og i praktisk politikk. En årsak til denne todelingen i forskningen har vært mangel på passende modellverktøy som vi kan bruke for å beskrive sammenhengen mellom klimagasstiltak i skogbruket og i industrien. Vi har nylig utviklet en modell av den norske skogsektoren som integrerer disse to undersektorene. Den viser hvordan utviklingen i opptak og utslipp av klimagasser over hele sektoren påvirkes av ulike politiske virkemidler. Sammenlignet med analyser som bare har beskrevet CO 2 -opptak i skogbruket, finner vi at potensialet for klimagassreduksjoner er betydelig større hvis hele sektoren inkluderes. Vi konkluderer med at politiske virkemidler bør rettes mot hele skogsektoren for å utnytte dens store potensial til å redusere klimaproblemet. 11

12 Norsk senter for bioenergiforskning Vitenskapelige artikler publisert i 2013 Forfatter Tittel Tidsskrift Bioressurser Ackerman, P., Talbot, B. & Dahlin, B. Biomass harvesting and logistics Seifert, T. (ed.): BIOENERGY FROM WOOD. SUSTAINABLE PRODUCTION IN THE TROPICS pp Managing Forest Ecosystems vol. 26, Springer, Dordrecht Bergseng, E., Eid, T., Loken, O. and Astrup, R. Harvest residue potential in Norway - A bio-economic model appraisal SCANDINAVIAN JOURNAL OF FOREST RESEARCH 28 (5): Bollandsås, O. M., Gregoire, T. G., Næsset, E. and Øyen, B. H. Brough, P., Rørstad, P.K., Breland T.A and Trømborg E. Devlin, G. and Talbot, B. Flø, D., Krokene, P. and Økland, B. I. Ene, L. T., Næsset, E., Gobakken, T., Gregoire, T. G., Ståhl, G. and Holm, S. Hauglin, M., Dibdiakova, J., Gobakken, T. and Næsset, E. Hauglin, M., Astrup, R., Gobakken, T. and Næsset, E. Misljenovic, N., Schüller, R. B., Rukke, E.-O. and Salas Bringas, C. Naesset, E., Gobakken, T., Bollandsas, O. M., Gregoire, T. G., Nelson, R. and Ståhl, G. Magnussen, S., Næsset, E. and Gobakken, T. Morrison, K., Bennett, J. and Solberg, S. Neigh, C. S. R., Nelson, R. F., Ranson, K. J., Margolis, H. A., Montesano, P. M., Sun, G. Q., Kharuk, V., Næsset, E., Wulder, M. A., and Andersen, H. E. Detection of biomass change in a Norwegian mountain forest area using small footprint airborne laser scanner data Exploring Norwegian forest owner s intentions to provide harvest residues for bioenergy Deriving cooperative biomass resource transport supply strategies in meeting co-firing energy regulations: A case for peat and wood fibre in Ireland Importing deciduous wood chips from North America to northern Europe the risk of introducing barkand wood-boring insects A simulation approach for accuracy assessment of two-phase post-stratified estimation in large-area LiDAR biomass surveys Estimating single-tree branch biomass of Norway spruce by airborne laser scanning Estimating single-tree branch biomass of Norway spruce with terrestrial laser scanning using voxel-based and crown dimension features Rheological characterization of liquid raw materials for solid biofuel production Comparison of precision of biomass estimates in regional field sample surveys and airborne LiDAR-assisted surveys in Hedmark County, Norway Prediction of tree-size distributions and inventory variables from cumulants of canopy height distributions Ground-based C-band tomographic profiling of a conifer forest stand Taking stock of circumboreal forest carbon with ground measurements, airborne and spaceborne LiDAR. STATISTICAL METHODS AND APPLI- CATION 22 (1) Special Issue: BIOMASS & BIOENERGY 57: APPLIED ENERGY 113: SCANDINAVIAN JOURNAL OF FOREST RESEARCH 29 (1): REMOTE SENSING OF ENVIRONMENT 133: ISPRS JOURNAL OF PHOTOGRAM- METRY AND REMOTE SENSING 79: SCANDINAVIAN JOURNAL OF FOREST RESEARCH 28 (5): ANNUAL TRANSACTIONS - THE NORDIC RHEOLOGY SOCIETY 21: REMOTE SENSING OF ENVIRONMENT 130: FORESTRY 86 (5): INTERNATIONAL JOURNAL OF RE- MOTE SENSING 34 (21): REMOTE SENSING OF ENVIRONMENT 137:

13 Årsrapport 2013 Forfatter Tittel Tidsskrift Morken, J. & Sapci, Z. Biogass Evaluating biogas in Norway - bioenergy and greenhouse gas reduction potentials AGRICULTURAL ENGINEERING IN- TERNATIONAL: CIGR Journal 15, (2): Morken, J. & Sapci, Z. Importance of Manure Management PROCEDIA - SOCIAL AND BEHAVIORAL SCIENCES 1: Pope, P., Vivekand, V., Eijsink, V and Horn, S. J. Risberg, K., Sun, Li., Leven, L., Horn, S. J. and Schnürer, A. Sapci, Z., Morken, J. and Linjordet, R. Sapci, Z. Vivekanand, V., Olsen, E. F., Eijsink, V. and Horn, S. J. Biely, P., Cziszárová, M., Agger, J., Li, Xin-Liang, Puchart, V., Vrsanská, M., Eijsink, V. and Westereng, B. Biely, P.,Cziszarova, M., Uhliariková, I., Agger, J., Li, Xin-Liang, Eijsink, V., and Westereng, B. Grimsby, L. K., Fjørtoft, K. and Aune, J. B. Isaksen, T., Westereng, B., Aachmann, F. L., Agger, J., Kracher, D., Kittl, R., Ludwig, R., Haltrich, D., Eijsink, V. and Horn, S. J. Marchetti, J.M. Ordinez, L, Alimenti, O., Rinland, E., Gomez, M., and Marchetti, J. Tiukova, I., de Barros P. W., Sundell, D., Momeni, M. H., Horn, S. J., Ståhlberg, J., de Morais Jr, M. A. and Passoth, V. Weimann, A., Trukhina, Y., Pope, P. B., Konietzny, S. G. A. and McHardy, A. C. Westereng, B., Agger, J. W., Horn, S.J., Vaaje-Kolstad, G., Aachmann, F. L., Stenstrøm, Y. H. and Eijsink, V. G. H. Microbial community structure in a biogas digester utilizing the marine energy crop Saccharina latissima Biogas production from wheat straw and manure Impact of pretreatment and process operating parameters An Investigation of the Enhancement of Biogas Yields from Lignocellulosic Material using Two Pretreatment Methods: Microwave Irradiation and Steam Explosion The effect of microwave pretreatment on biogas production from agricultural straws Effect of different steam explosion conditions on methane potential and enzymatic saccharification of birch Bioraffinering Trichoderma reesei CE16 acetyl esterase and its role in enzymatic degradation of acetylated hemicellulose Mode of action of acetylxylan esterases on acetyl glucuronoxylan and acetylated oligosaccharides generated by a GH10 endoxylanase Nitrogen mineralization and energy from anaerobic digestion of jatropha press cake A C4-oxidizing lytic polysaccharide monooxygenase cleaving both cellulose and cello-oligosaccharides Influence of economical variables on a supercritical biodiesel production process Modeling and Specifying Requirements for Cyber-Physical Systems Adaptation of Dekkera bruxellensis to lignocellulose-based substrate De novo prediction of the genomic components and capabilities for microbial plant biomass degradation from (meta-)genomes Efficient separation of oxidized cellooligosaccharides generated by cellulose degrading lytic polysaccharide monooxygenases 3 Biotech 3 (5): BIORESOURCE TECHNOLOGY : BIORESOURCES 8 (2): BIORESOURCE TECHNOLOGY 128: BIORESOURCE TECHNOLOGY 127: BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA 1840 (1): BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA - General Subjects 1830 (11): ENERGY FOR SUSTAINABLE DEVELOP- MENT 17 (1): JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 289 (5): ENERGY CONVERSION AND MANAGE- MENT 75: IEEE LATIN AMERICA TRANSACTIONS 11 (1) Special Issue: SI: BIOTECHNOLOGY AND APPLIED BIOCHEMISTRY: 61 (1): BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS 6: Article 24 JOURNAL OF CHROMATOGRAPHYA 1271:

14 Norsk senter for bioenergiforskning Forfatter Tittel Tidsskrift Morken, J., Sapci, Z. and Strømme, J. E. T. Skjånes, K., Rebours, C. and Lindblad, P. Calucci, L., Rasse, D. and Forte, C. Nybakk, E. & Lunnan, A. Nybakk, E., Lunnan, A., Jenssen, J.I. & Crespell, P. Sjølie, H. K., Latta, G. S. and Solberg, B. Sjølie, H. K., Latta, G. S. and Solberg, B. Sjølie, H. K. and Solberg, B White, W., Lunnan, A., Nybakk, E. & Kulisic, B. Valente, C., Spinelli, R. and Hillring, B. G Alger Modeling of biodiesel production in algae cultivation with anaerobic digestion (ACAD) Potential for green microalgae to produce hydrogen, pharmaceuticals and other high value products in a combined process Bærekraft og marked Solid-State Nuclear Magnetic Resonance Characterization of Chars Obtained from Hydrothermal Carbonization of Corncob and Miscanthus Introduction to special issue on bioenergy markets The importance of social networks in the Norwegian firewood industry Potential impact of albedo incorporation in boreal forest sector climate change policy effectiveness Potentials and costs of climate change mitigation in the Norwegian forest sector - Does choice of policy matter? Greenhouse gas emission impacts of use of Norwegian wood pellets: a sensitivity analysis. The role of governments in renewable energy: The importance of policy consistency LCA of environmental and socioeconomic impacts related to wood energy production in alpine conditions: Valle di Fiemme (Italy). ENERGY POLICY 60: CRITICAL REVIEWS IN BIOTECHNO- LOGY 33 (2): ENERGY & FUELS 27: BIOMASS AND BIOENERGY 57: 1-3 BIOMASS AND BIOENERGY 57: CLIMATE POLICY 13 (6): CANADIAN JOURNAL OF FOREST RESEARCH 43 (6): ENVIRONMENTAL SCIENCE & POLICY 14: BIOMASS AND BIOENERGY 57: JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION 19 (17-18): Foto: Svein Grønvold 14

15 Årsrapport 2013 Forskerutdanning Fem doktorgradsstudenter avsluttet sitt studium med disputas i 2013, og to nye kom til. Ved slutten av året var 16 doktorgradsstudenter i gang med sine studier i bioenergirelaterte emner. Doktorgradsstudenter(ph.d.) innen bioenergirelaterte fagområder Institutt Student Fagområde Veileder Disputas Bioressurser -INA Paulo Borges Beslutningsstøtteverktøy Tron Eid 2014 for bioenergi fra skog Skog og landskap Aron Smith Biomassefunksjoner for bjørk Andreas Brunner, 2015 Rasmus Astrup, Aksel Granhus Biovarme -INA Anna Kipping Regional energibruk Erik Trømborg 2015 Biogass - IMT Kristian Fjørtoft Biogass teknologi i gårdsskala John Morken IMT Magdalena Bruch Online sensorteknologi John Morken 2015 Jens Bo Holm-Nielsen Biodrivstoff og enzymer - IMT Heidi Nygård Saltsmeltepyrolyse av biomasse Espen Olsen IMT Geoffry Gilphin Livssyklusanalyse biodrivstoff Petter Heyerdahl IKBM Zarah Forsberg In-depth characterization of Vincent Eijsink 2014 cellulose-active CBM33-type lytic polysaccharide monooxygenases -IKBM Trine Isaksen Developing GH61-type lytic Vincent Eijsink 2016 polysaccharide monooxygenase as tools for lignocellulose processing -IKBM Piotr Chylenski Developing thermostable Vincent Eijsink 2015 minimal cellulolytic enzyme cocktails for cellulose depolymerization -IKBM Adrian Naas Metagenomics-driven discovery Vincent Eijsink 2016 of novel enzymes for biomass processing -IKBM Live Heldal Hagen Microbiology and enzymology of Vincent Eijsink 2017 anaerobic digestion -IMT Nevena Misljenovic Production of alternative biofuel Carlos Salas 2017 pellets by means of torrefaction and additives application Alger -IPM Daria Markina Hydrogen fra mikroalger Hans R Gislerød 2014 Bærekraft -IPM Per-Ivar Hanedalen LCA av jordbruksråvarer til energi Trine Sogn IPM Silje Skår Økologimodell av skog til energi Trine Sogn INA Åsa Grytli Tveten Markedsmodell kraft/varme Torjus Bolkesjø INA 1) Iliana Shandurkova Smarte energisystemer Torjus Bolkesjø INA Jon Gustav Kirkerud Integrasjon av fornybar energi Torjus Bolkesjø INA 1) Aleksandra Roos Balansetjenester og fornybar energi Torjus Bolkesjø ) = nærings-ph.d 15

16 Norsk senter for bioenergiforskning Doktorgradsstudenter som disputerte i IØR Shuling C. Lillemo Forbrukere og bioenergi: Mette Wik 29. november Virkninger av atferdsmessige faktorer på energibruk til oppvarming i norske husholdninger -IMT Maria M. Estevez Optimalisering av John Morken 18. juni biogassproduksjon fra lignocellulose og organisk avfall: effekt av dampeksplosjon, samråtning og resirkulering av prosessvann -IMT Hanne Lerche Raadal Greenhous gas (GHG) emissions Tor Anders Nygaard 7. juni from electricity generation systems. Tracking and claiming in environmental reporting -INA Belachew Gizachew Kontroll av bestandstetthet: Andreas Brunner 1. februar Zeleke Analyse av effekter på bestandstilvekst og utvikling av beslutningsstøtte-verktøy for gran- og furuskog i Norge -Noragric Lars Kåre Grimsby Bioenergi tilbake til basis: Jens Aune 13. september Undersøkelser av et mangfold teknologier på tvers av skillet mellom tradisjonell og moderne energi Shulin Chen Lillemo Magdalena Estevez Hanne L. Raadal Belachew Gizachew Zeleke Lars Kåre Grimsby er ikke avbildet. Masteroppgaver i fornybar energi gir 3-årig bachelor- og 2- og 5-årig mastergradsutdanning i fornybar energi. Utdanningen har et bredere faglig spenn enn satsingsområdene i Bioenergisenteret. Det gjenspeiles i listen over masteroppgaver. I alt 33 oppgaver ble produsert i fjor, av disse 9 om bioenergi og fjernvarme, 10 om vindenergi og 8 om elektrisitet og solkraft. De resterende 6 er om energisystemer, energiinvesteringer, energiforbrukere og geovarme. 16

17 Årsrapport 2013 Masteroppgaver i fornybar energi ved levert i 2013 Tittel og institutt Student Veileder Institutt for matematiske realfag og teknologi Studieprogram: Miljøfysikk og fornybar energi, Industriell økonomi Optimalisering av blandingsforhold mellom kugjødsel og matavfall Magnus Gjetmundsen John Morken for maksimering av biogassproduksjon Biogas production from municipal organic waste - a process of sustainable Muhammad Abbas John Morken development in Lahore, Pakistan The road to independence a study of reducing fossil fuel import Synnøve Lill Paulen Petter Heyerdahl dependency for private land transport on Mauritius The power of independence increasing self-sufficiency on a small Marie Loe Halvorsen Petter Heyerdahl island state Analyse av spenningskvalitet i lokalt bygningsnett med solcellepanel Anette Saltnes S. Petter Heyerdahl Ellingsen Småskala vindkraft på Roer gård, Rygge: Et mulighetsstudium Jon Olav Volden Petter Heyerdahl Kan geotermisk energi bidra til å redusere elektrisitetsforbruket i Ole Stavseth Petter Heyerdahl Østfold Industrial charcoal production with power generation at Mully Kjell Andreas Tutturen Petter Heyerdahl children s family Yatta, Kenya Levelised costs of energy for offshore floating wind turbine concepts Catho Bjerksether & Tor Anders Nygaard Anders Ågotnes Experimental and computational study of tension leg buoy concepts Joakim Midtsem Berg Tor Anders Nygaard for floating wind turbines Free decay testing of a semisubmersible offshore floating platform for Felix Kelberlau Tor Anders Nygaard wind turbines in model scale Consequences of introducing a cut-out wave height on a floating Jonas S. Amundsen Tor Anders Nygaard wind turbine concept Utvikling og konstruksjon av flytende vindturbinmodeller og testrigg Anders Olaf E. Spæren Tor Anders Nygaard for bølgetanktest Chemical and field effect passivation of silicon wafers for solar cells Ida Margrete Hasle Espen Olsen Optimization of a grid connected PV system at the Roer farm Andreas Størdal Espen Olsen Rekåa hybrid power station Guro F. Aase Espen Olsen Institutt for naturforvaltning Studieprogram: Fornybar energi Feasibility of a small scale electrical storage system potential for technology learning Demand side management of households in Bergen a study of potential peak load reductions Forbrukermønster i husholdninger og hytter casestudie i Hvaler kommune Lønnsomhet i røykgasskondensering en økonomisk studie av fjernvarme Biovarme for folk og dyr kostnader og brukererfaringer fra eiere av mindre fyringsanlegg med flis, ved eller halm Flishogging av skogsvirke en analyse av produktivitet, fliskvalitet og drivstoff forbruk Støtteordningers virkning på investeringer i fornybar energi i Europa en økonometrisk analyse Kraftsystem og kraftpris i Nord-Europa i effekter av offshore vindkraft Eirik Lundevold Lene Elizabeth Hodge Tina Løken Nilsson Line R. Ekanger Kåre Gunnar Fløystad Thor Gunnar Lie Petter T. Eltvig & Erik Nygaard Erlend Støle Hansen Thomas Martinsen Thomas Martinsen Erik Trømborg Erik Trømborg Erik Trømborg Erik Trømborg Torjus Bolkesjø Torjus Bolkesjø 17

18 Norsk senter for bioenergiforskning Tittel og institutt Student Veileder Effekt av kraftutveksling mellom Norge og Tyskland en modellanalyse Sean Nikolai Haldane Torjus Bolkesjø av det Nord-Europeiske kraftmarkedet mot 2030 Analyse av inntektsgrunnlaget for småkraft og vindkraft i Norge Joakim Larsen Torjus Bolkesjø Lokal aksept for vindkraft i innlandsområder en studie av aktørers Marte Nyheim Monica Havskjold argumentasjon og holdninger til vindkraftplaner i sine lokalsamfunn Samspill mellom elektrisitet og fjernvarme er elkjel til substitusjon Stine Kvamme Monica Havskjold aktuelt i Norge? Kostnader for elproduksjon fra bioenergibasert kraftvarme med Anders Klaseie Monica Havskjold varmeleveranse til fjernvarme en sammenlikning mellom Norge og Sverige basert på nasjonale oppslagsverk Helhetlig vurdering av biologisk mangfold og økosystemtjenester ved Erik Sandberg Ole J. Hanssen regional planlegging av vindkraft Vindkraftutbygging i skogsområder økonomiske ringvirkninger for grunneiere ved utbygging av infrastruktur. En vinn-vinn situasjon? Henrik Langbråten Per Kr. Rørstad Handelshøyskolen ved Studieprogram: Samfunnsøkonomi Prisrisiko og risikostyring ved investering i selskaper innenfor fornybar energi : En empirisk studie av ETF PowerShares WilderHill Clean Energy Portfolio (PBW) Risikostyring av jetfuelprisen med futureskontrakter: En studie av hedg ingstrategier for flyselskaper Zhanna Voskoboynik Sebastian Marker Espen Gaarder Haug Ole Gjølberg Glimt Masteroppgave Støtteordningers virkning på investeringer i fornybar energi i Europa Masteroppgave i Fornybar energi av Erik Nygaard og Petter Thørring Eltvig Veileder: Torjus Bolkesjø, -INA Oppgaven tar for seg virkningen av «feed-in»-tariffer, der energiprodusenten garanteres salg til god og forutsigbar pris, pålagt fornybarandel og anbudsordninger på kumulativ installert kapasitet av landbasert vindkraft, solkraft og biokraft i Frankrike, Italia, Spania, Storbritannia og Tyskland. Vi fant at feed-in tariffer har drevet utbyggingen av solkraft og landbasert vindkraft, men ikke biokraft. Pålagt fornybarandel har drevet utbygging av biokraft, men ikke vindkraft eller solkraft. Anbudsordninger har drevet utbygging av landbasert vindkraft, men ikke solkraft eller biokraft. Funnene har sammenheng med ulike kostnadsnivåer og lønnsomhetsnivåer for de tre kraftformene, hvor forutsigbare og regulerbare de er, hvor modne teknologiene er for anbudsordninger, og hvor konkurransedyktig teknologien er i markedet uten støtte. Kunnskap om økonomiske konsekvenser er påkrevet da for eksempel store utbygginger av en teknologi kan gi store kostnader for staten. Konklusjonen er at det er viktig med landsspesifikk og teknologispesifikk virkemiddelbruk. Oppgaven har vakt oppmerksomhet og vil bli presentert på 37th IAEE international conference «Energy & the Economy» i New York 15. juni

19 Årsrapport 2013 Glimt fra forskningen Stor gevinst av dampeksplosjon av bjørk før enzymatisk nedbrytning til energi Av Svein Jarle Horn, -IKBM Biomasse som inneholder cellulose kan være vanskelig å bryte ned biologisk, og prosessen tar ofte lang tid. Dette skyldes at biomassen er svært kompakt og lite tilgjengelig for naturens katalysatorer; enzymer. Derfor forbehandler vi ofte materialet for å gjøre biomassen mer tilgjengelig for enzymatisk nedbrytning til sukker i en etterfølgende biologisk prosess. Vi har i flere år brukt dampeksplosjon som forbehandlingsmetode. Biomassen varmes med damp under trykk, og fibrene rives fra hverandre («eksplosjon») når trykket brått faller. I et større forsøk utsatte vi bjørk for 13 ulike dampeksplosjonsbetingelser. Deretter ble disse forbehandlede bjørkeprøvene brutt ned med enzymer, eller utråtnet med bakterier for å produsere biogass. De beste forbehandlingsbetingelsene førte til at 97 % av cellulosen ble brutt ned til glukose. Den frigitte glukose kan da fermenteres til biodrivstoff eller kjemikalier. Maks biogassutbytte var 370 ml/g VS, noe som var 1,8 ganger høyere utbytt enn ubehandlet bjørk. Denne studien viste at forbehandlet bjørk er et godt substrat både for enzymatisk nedbrytning til glukose og til biogassproduksjon. Vi observerte også at økende intensitet i forbehandlingen førte til en økning i lignininnholdet i bjørkeprøvene. Dette skyldes at høye temperaturer fører til at noe av karbohydratene i biomassen brytes ned og danner pseudo-lignin. Det er viktig å være klar over dette, siden tap av karbohydrater er ugunstig og vil redusere glukose- og biogassutbyttene. Dampeksplosjonsenhet. Foto: Elisabeth Fjærvoll Olsen 19

20 Norsk senter for bioenergiforskning Internasjonalt Norden Deltidsstilling ved i biogass: Anna Schnürer fra Sveriges Lantbruksuniversitet Deltidsstilling ved i biogass: Jens Bo Holm-Nielsen fra Universitetet i Ålborg Prosjekt, Nordic Energy 2050, «Wood based energy systems from Nordic forests (Enerwoods)», Bruce Talbot, Skog og landskap Prosjekt, Nordic Energy Research, «Conversion of solar energy to infrastructure-ready transport fuels using aquatic photobiological organisms as the hydrocarbon feedstock producer (AquaFEED)», Kari Skjånes, Bioforsk Europa Prosjekt: EU Knowledge Based Bio Economy (KBBE), «FORest management strategies to enhance the MITigation potential of European forests (FORMIT)», Birger Solberg, Prosjekt: EU, Environment, «Development and verification of an innovative full life sustainable approach to the valorisation of municipal solid waste into industrial feedstocks (Waste2Go)», Vincent Eijsink, Prosjekt: EU, Region of knowledge, «Coordinating and leveraging regional knowledge for initiating a sustainable and optimized EU waste to energy programme (COOLSWEEP)», Eva Næss Karlsen, OREEC Prosjekt: EU/ERC Starting grant, «Interpreting the irrecoverable microbiota in digestive ecosystems», Phili p Pope, Nettverk: COST action FP0902 «Development and Harmonisation of New Operational Research and Assess ment Procedures for Sustainable Forest Biomass Supply», Simen Gjølsjø og Helmer Belbo, Skog og landskap ERA-NET CORE Organic II (Coordination of European transnational research in organic food and farming); en søknad, en finansiert Glimt fra forskningen Nettverk viktig for vednæringen Av Erlend Nybakk, Norsk institutt for skog og landskap Gjennom de siste ti årene har vi sett et økt fokus på trebasert bioenergi i Norge. Til tross for at tradisjonell vedfyring er den klart største fornybare energikilden etter elektrisitet så langt, har vednæringen i stor grad vært igno rert. Næringen har likevel utviklet seg og vi ser en profesjonalisering gjennom hele verdikjeden. I samarbeid med Handelshøgskolen ved, Handelshøgskolen ved UiA og Norsk Ved har Skog og landskap gjennomført en omfattende studie av norske vedprodusenter. Studiet viser betydningen av samarbeid og sosiale nettverk blant produsentene. Produsenter som har et stort nettverk rundt bedriften sin er flinkere til å utvikle seg, effektivisere produksjonen, nå nye markeder og skape bedre lønnsomhet. Videre viser studiet at produsenter som har større variasjon i nettverket sitt har mer nytte av det. Med variasjon menes personer med erfaring fra andre yrker, med ulik entreprenøriell erfaring og med en mindre andel av familiemedlemmer. I jakten på avansert teknologi og innovasjon, må vi ikke glemme å forbedre de enkle løsningene. Det er et politisk mål å øke bruk av bioenergi fra skog i Norge. Siden topografi, distriktsutvikling og eiendomsstruktur i Norge er slik den er, bør vi ikke overse vednæringen som et viktig bidrag til et mer fleksibelt energimarked. Vedproduksjon på New Zealand med en maskin (REX 700) som mater, kløyver og sender veden videre på et transportbånd. Foto: Erlend Nybakk 20