GOD OG DÅRLIG BIOENERGI - MED FOKUS PÅ BIOMASSE

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "GOD OG DÅRLIG BIOENERGI - MED FOKUS PÅ BIOMASSE"

Ragnhild Clausen
7 år siden
Visninger:

2 GOD OG DÅRLIG BIOENERGI - MED FOKUS PÅ BIOMASSE Gustav Vaaje-Kolstad Proteomikk and Protein Engineering gruppa (PEP) Institutt for Kjemi, Bioteknologi og Matvitenskap

3 VI FRÅTSER I FOSSILE RÅSTOFFER VÅR GENERASJON (+/- 2) ER UNIK Bioenergi (ved) Oljealderen Bioøkonomi?

4 «PEAK OIL» TOPPEN ER NÅDD Kilde: (ASPO) Association for the Study of Peak Oil and Gas (2009). ASPO Newsletter, Issue 100 Til ettertanke: for hver joule mat som spises i USA ligger det 10 joule fossil energi bak.

5 KLIMADEBATTEN: ØNSKER VI Å SLIPPE UT MER CO 2? Atmosferisk CO 2 Befolkningsvekst

6 BEGREPER OG ERKJENNELSER Hva ligger i begrepet «bioenergi» Energi som hentes ut fra fornybare organiske ressurser (biomasse). Kan være biodrivstoff (bioetanol, -butanol, -olje etc) eller biovarme (fra ved, pellets, biogass)-> biostrøm. Noen viktige erkjennelser: Energibehovet vi har i dag kan ikke erstattes med bioenergi alene. Bioenergi vil fylle en energinisje. Vi må satse hardt på utvikling av bioenergi fordi også prosessene og konseptene er ekstremt viktige! OG for selve erkjennelsen av at fossil olje ikke er fornybar! 6

7 HVA LIGGER I ORDET BIOMASSE?

8 FORNYBARE ALTERNATIVER TIL FOSSIL OLJE OG GASS Enkleste form: forbrenning (ved, pellets, halm, søppel ) brenner vi en (for) verdifull ressurs? Per i dag eksister seks plattformer : Syngass Syntetisk bioolje Biogass Karbonrike kjeder Planteprodukter Sukker/lignin Termokjemisk produksjon Biokjemisk produksjon 8

9 TERMOKJEMISK KONVERTERING Syngass: Termisk behandling ( ⁰C) av biomassen med en veldefinert mengde oksygen. Gir hovdesaklig CO og H 2 Nedstrøms teknologi (f.eks. Fischer-Tropsch syntese) benyttes til å lage energiprodukter (syntetisk petroleum) Bioolje: Termisk (>400⁰C) behandling av biomassen i oksygenfritt miljø (pyrolyse). Gir en pyroolje som har råoljeegenskaper og bruksområde 9

10 TERMOKJEMISK KONVERTERING - PROBLEMER Lavt utbytte, mister verdifulle molekyler (i motsetning til biokjemisk konvertering). Trenger avansert katalysatorteknologi. Krever omfattende anlegg. Fosfat problemet (omdiskutert): Kilde: Cordell, Drangert and White The Story of Phosphorus: Global food security and food for thought, Global Environmental Change Journal,

11 BIOKJEMISK KONVERTERING Biogass Anaerob foråtnelse av biomasse. Bakterier gjør jobben; primærprodukt er metan. Kan anvendes overalt og er fin for å lage strøm/varme! Det faste restproduktet er god gjødsel. Karbonrike kjeder Olje fra oljeplanter (palmekjerne, raps, alger ). Krever dyrka mark (alger er p.d.d. for dyrt å høste) og dermed er det fare for uønsket avskoging. Problemer med innblanding i diesel (jfr medie opplsag i fjor sjåfører blir dårlige av eksos). 11

12 SUKKER/LIGNIN - BIOETANOL Første generasjons bioetanol Produseres av sukker eller stivelse fra kultiverte planter (mais, sukkeroer, poteter, sukkerbeter ) Stort moralsk dilemma. 12

13 SUKKER/LIGNIN - BIOETANOL Andre generasjons bioetanol Produseres fra «lignocellulose»: Fra trestokk til etanol. Foreslått som fremtidens brensel av Henry Ford and Charles F. Kettering allerede på 1930-tallet. Teknologien er nå marginalt lønnsom. Flaskehalser: Logistikk. Effektiv sakkarifisering (enzymteknologi). Effektiv fermentering. Begrensninger med etanol: Lite energi per liter. Er korrosivt. Tiltrekker seg vann (kort holdbarhet som blandingsdrivstoff). Kan ikke erstatte diesel eller flybensin. 13

14 FRA TRESTOKK TIL SUKKER - ENZYMTEKNOLOGI Smartplanet.com Enzymene har en formidabel utfordring! NREL

15 .. som innovative løsninger fra UMB muligens kan løse Science, oktober 2010, Vol 330, side

16 Med behandling Uten behandling Endepunkt! Ny enzymteknologi gjør krystallinsk materiale mer tilgjengelig og lettere nedbrytbart. Patent solgt til Novozymes i 2011

17 SUKKER/LIGNIN - Drop-in fuels Alternativer til etanol (neste generasjons biodrivstoff): Rettkjedede alkaner; drop-in biodiesel produsert av designerbakterier eller en kjemisk reaksjon. Terpener; drop-in biodiesel produsert av designergjær. Butanol; mer energirik enn etanol, mindre trøbbel. DROP-IN FUELS : BIODRIVSTOFF FOR FREMTIDEN? - Nja, men forskningen og teknologiutviklingen er desto viktigere! - Hvorfor? 17

18 BIORAFFINERI DRIVKRAFTEN I BIOØKONOMIEN Kilde: Chang et al, Biotechnology and Bioprocess Engineering 2010, 15:

19 BIOØKONOMI OECD tror på det, politikerne kommer etter.

20 ER NORGE EN BIOENERGISINKE? Verden satser, oljenasjonen Norge halter etter. USA satser knallhardt: I 2010 utlyste DOE (dept. of energy) 19 integrerte bioraffineri prosjekter med en pott på $564 millioner for utvikling av biodrivstoff. BP støtter EBI (Energy Biosciences Institute) på Berkely universitetet med 50 mill USD i året kun fri forskning! Danmark satser tungt på bioteknologiforskning: 2011:Novo Nordisk fondet går inn med 700 mill DKK til DTU til etablering av biotech forskningssenter (fokus: erstatte oljebaserte produkter) 20

21 BIOØKONOMI I NORGE

22 BIOENERGI I DANMARK NOE Å STREKKE SEG ETTER InBicon teknologien Enz Jørgensen et al Biotech. Bioeng. 96: Akademia og industri hånd i hånd. Går på varmt vann og enzymer Høyt tørrstoffnivå: 30-35% 2-7 FPU/g tørrstoff Biprodukter har mange muligheter Integreres med energi og fór sektor Opphav : Prof. Claus Felby DTU 22

23 After cooking ~95 o C Liquid fraction Enzymes: 12 hours Solid fraction SØPPEL I KØBENHAVN: en ettertraktet energikilde Pilotanlegg i København 800 kg/t Innen 2014 kommer 50% av alt husholdningsavfall i Køben til å prosesseres av denne typen teknologi. «Spriter opp» kloakk for biogass produksjon. Opphav : Prof. Claus Felby DTU 23

24 SØPPELHÅNDTERING I KØBENHAVN MULIGHETER FOR BIOGASS Liquefaction All søppel i samme dunk (unntatt spesialavfall) Solid fuel (Plastic, textiles) Enzymes 400 kg 7 GJ LHV 23 MJ/kg Plast, tekstil og træ Heating Cooling Separation of waste Metal Glass Separation Fast fraktion 70 kg 0 Gj Recycling Household waste Cooking 100 C Enzyme Treatment C Separation 1000 kg 12 GJ LHV 12 MJ/kg Vann Varme Opphav : Prof. Claus Felby DTU Liquid biomass Biomass for biogas 930 kg 5 GJ LHV 3 MJ/kg 24

25 HOVRDAN BLIR FREMTIDEN FOR BIOENERGI? Energi vil kun være ett av mange produkter fra biomasse. All biomasse er verdifull vi må ta vare på de ressursene vi har og de må forvaltes fornuftig og forsvarlig. Bioraffinerier vil raffinere biomasse som oljeraffinerier i dag raffinerer olje. Privatbilparken vil være strømdrevet (med «intelligent lading»), langtransport/tungtransport trenger flytende biodrivstoff (lignin som bunkerolje?). Er kommersiell biodrivstoff på vei? Industrien sier: nå kommer «steel and concrete in the ground». Det første fullskala bioetanolanlegget kommer i Italia (Crescentino) 25

26 Takk for oppmerksomheten! 26

Like dokumenter

GOD OG DÅRLIG BIOENERGI - MED FOKUS PÅ BIOMASSE

GOD OG DÅRLIG BIOENERGI - MED FOKUS PÅ BIOMASSE Gustav Vaaje-Kolstad Proteomikk and Protein Engineering gruppa (PEP) Institutt for Kjemi, Bioteknologi og Matvitenskap HVA VIL FREMTIDEN BRINGE? Kilde: Chang