Prosjektrapport Salten Bioetanol Bioetanol og ligninpellets produsert av lignocellulose

Transkript

1 Prosjektrapport Salten Bioetanol Bioetanol og ligninpellets produsert av lignocellulose Prosjektnummer , arkivnummer

2 0. Forord: Bygging av et 2.generasjon bioetanolanlegg i tilknytning til Elkem Salten. Utgangspunktet for prosjektet er at Elkem genererer store mengder overskuddsenergi fra silisiumproduksjon i Salten. Weyland har utviklet en teknologi som gjør det mulig å fremstille etanol av celluloseholdige råvarer, som for eksempel tømmer, skogsavfall, landbruksavfall osv. Weyland har bygget et pilotanlegg i Bergen som ble startet opp høsten Resulter fra prøvedrift vil danne grunnlag for oppskalering og design og av et industrielt demonstrasjonsanlegg. Det vil være en miljømessig fordel å lokalisere et slikt anlegg der det er tilgjengelig spillvarme. Etter en innledende prosjektvurdering ble det klart at en lokalisering i tilknytning til Elkem sitt anlegg kan ha mange fordeler, bl.a.: Store mengder rimelig energi kan gjøres tilgjengelig over lang tid. Etablert logistikk for råvaretilførsel. Elkem bruker betydelig mengder trevirke i forbindelse med egen produksjon. Tilgjengelige industriarealer med kort avstand til inn/utskipningskai. Fabrikken vil dra nytte av å lokaliseres i et industrielt miljø der det er tilgjengelig kompetanse innen drift og vedlikehold. Salten ligger i et tiltaksområde. Med utgangspunkt i ovennevnte ble det i februar 2010 nedsatt en prosjektgruppe; Salten Bioetanol; for å vurdere om det er mulig å bygge et industrielt bioetanol anlegg i tilknytning til eller i umiddelbar nærhet til Elkem. Gruppen bestod av representanter for Elkem, Weyland, Sørfold kommune og Norsk Energigjenvinning. Med støtte fra Transnova ble det besluttet å gjennomføre en Forstudie for utbygging av demonstrasjonsanlegg for fremstilling av etanol fra celluloseholdig råstoff. Prosjektgruppen engasjerte det belgisk-østerrikske selskapet Desmet Ballestra Ethanol til å utføre en FEED (Front end engineering & Design), dvs. konseptutvikling og forprosjektering av et anlegg basert på Weyland sin teknologi. Desmet Ballestra Ethanol har levert en rekke anlegg for produksjon av etanol basert på mais, sukkerrør m.m. Deres rapport utgjør en vesentlig del av den totale prosjektevalueringen. 1. Forutsetninger for prosjektet Følgende forutsetninger ble valgt for prosjektet: Produksjonskapasitet: Ca mill liter bioetanol per år (tilsvarer ca 1,4 % av Norges bensinforbruk). Produseres iht. EU standard for drift av kjøretøy EN Råstoff: Flis fra tømmer og skogsavfall. Delvis lokalt og delvis importert, for eksempel fra Arkhangelsk. Årlig mengde tilsvarende ca tonn tørt råstoff. Prosjektomfang: Håndtering og behandling av råstoff Utstyr for fremstilling av fermenterbart sukker av cellulose Utstyr for produksjon av etanol i henhold til drivstoffspesifikasjon Biogassanlegg for produksjon av strøm Bygging / Grensesnitt:

3 Prosjektet omfatter all bygningsmasse og infrastruktur innenfor tomtegrensen. Det forutsettes bygging på planert tomt med infrastruktur frem til tomtegrensen. Anlegget er plassert på anvist tomt fra kommunen. Totalt areal ca 12 hektar. Energi: Fabrikken forutsetter bruk av spillvarme fra Elkem i form av damp ved 6 bar samt varmt vann (100 o C) Drift Kontinuerlig drift, dvs. ca timer per år. 1. Gjennomføring av prosjektet Deltakerne har bidradd aktivt i gjennomføringen av prosjektet; Elkem: Definert forutsetninger for prosjektet Energiberegninger Kartlegging av lokale forhold knyttet til bygging av anlegg Kontakt med mulige finansieringskilder Kontakt med offentlige myndigheter, lokalt og regionalt Organisering av samarbeidsmøter Weyland: Prosjektledelse Utarbeide prosessbeskrivelse Definere prosessparametere for design av produksjonsanlegget Innhenting av markedsinformasjon Utføre masse og energibalanser i prosessen Oppfølging av underleverandører: o Desmet Ballestra Ethanol, Østerrike: Leverandør av engineeringstjenester, prosessberegninger og budsjettering. DBE har utarbeidet hovedrapporten for prosjektet. o Sulzer, Sveits: Leverandør av kjernekomponenter til Weyland prosessen o Niva, Norge: Utarbeidelse av rapport i forbindelse med eventuelle utslipp av prosessvesker til sjø.

4 Norsk Energigjenvinning AS Utarbeidet oversikt over tilgjengelig råstoff i Norge og utlandet, herunder pris og tilgjengelighet Vurdert logistikk og transportkostnader i forbindelse med ulike råstoffkilder Sørfold Kommune: Legge til rette for bruk av kommunalt areal for bygging av anlegget, bl.a. gjennom reguleringsplaner m.m. Kontakt med offentlige myndigheter, lokalt og regionalt Kontakt med lokale skogeiere med tanke på levering av råstoff 2. Konklusjoner 2.1. Konklusjon sammendrag: I henhold til rapporten som ble utarbeidet av Desmet Ballestra, etter innspill fra prosjektgruppen, er konklusjonen at dersom anlegget skal bli lønnsomt må flere betingelser være til stede: Råstoffkostnadene må reduseres vesentlig Driftskostnadene må reduseres, i første rekke energiprisene Etanol (eller sukker)pris må stabilisere seg på et høyre nivå enn dagens Finanskostnadene må reduseres i forhold til budsjett Det må innføres politiske føringer mht etterspørsel Det må innførers avgiftsregime tilsvarende EU. Det må innføres finansieringsordninger som reduserer investeringsrisikoen. Det er knyttet stor usikkerhet til ovennevnte parametrene, og med mindre det er mulig å dokumentere vesentlige forbedringer på to eller flere av disse, samtidig som risikoen kan reduseres, er det ikke grunnlag for å videreføre prosjektet Prosjektomfang Prosjektet innbefatter råstoffhåndtering, etanolproduksjon, biogassanlegg for produksjon av elektrisitet samt bygninger og infrastruktur innen tomtegrensen. Nøkkeltall for anlegget er: Produksjonskapasitet: 28 mill. liter etanol per år tonn lignin per år Råvarer; tonn treflis per år Driftstimer per år Arealforbruk 12 hektar Total investering: Euro 111 mill (+/- 20 %) Netto produksjonskost eks. råstoff og kapitalkost Euro: 0,3 per liter etanol 2.3. Marked for 2.generasjon bioetanol Etanol var det viktigste biodrivstoffet i Målt i energi står etanol for ca. 80 % av all biodrivstoffproduksjon i verden. I 2008 ble det produsert ca. 67 mrd. liter bioetanol. De største

5 produsentene var USA, hvor etanol hovedsakelig produseres av mais, og Brasil hvor det benyttes sukkerrør. Både Brasil og USA har økt produksjonen de siste årene. I Norge er det innført omsetningspåbud for biodrivstoff til veitrafikk. Omsetningspåbudet ble fra 1. april 2010 økt fra 2,5 til 3,5 prosent. Påbudet økes til 5 prosent når det innføres miljø- og bærekraftskriterier for biodrivstoff. Ved å øke omsetningspåbudet for biodrivstoff ønsker Regjeringen å redusere klimagassutslippene fra veitrafikken. Økt etterspørsel etter biodrivstoff vil samtidig bidra til å sikre norske arbeidsplasser som er knyttet til produksjon av biodrivstoff. Miljøverndepartementet har inngått en avtale med Norsk Petroleumsinstitutt om frivillig rapportering på bruken av biodrivstoff. Bransjen skal rapportere om hvilket råstoff biodrivstoffet er laget av og hvilket land det kommer fra. I tillegg skal rapporteringen omfatte sporbarhet og klimagevinst for det biodrivstoffet som selges i Norge. Se forskrift om innblanding av biodrivstoff: Det forventes at Norges krav til bærekraftskriterier for biodrivstoff vil bli samordnet med EU. EU sine krav innebærer en skjerping over tid, og i 2017 vil det bli krav om 60 % reduksjon av drivhusgassutslipp sammenlignet med fossilt drivstoff. Det norske Veritas har på oppdrag fra Weyland utarbeidet en rapport som verifiserer at etanol produsert av skogsavfall ved bruk av Weyland teknologi vil imøtekomme kravet om 60 % reduksjon av drivhusgassutslipp. Innføring av EU sine bærekraftskriterier innebærer at store deler av bioetanol som er på markedet i dag (1.generasjon) ikke vil imøtekomme fremtidige krav. Det er derfor sannsynlig at det vil utvikle seg et eget markedssegment for etanol som imøtekommer bærekraftkriteriene. Innføring av krav om innblanding av min ca 5 % bioetanol i bensin utløser en total etterspørsel etter etanol i Norge på ca 100 millioner liter. Et anlegg i Salten vil kunne dekke ca 25 % av dette. Prisutvikling Etanol handles på råvarebørsene, bl.a. i Amsterdam. Brasil og USA er de største eksportørlandene. I EU er det innført importavgift for å beskytte egen industri. Per i dag er det ingen slik avgift i Norge. Prisene i Europa har de senere årene variert mellom 0,5 og 0,7 Euro per liter etanol. Ennå er det ikke kommersiell produksjon av 2.generasjon bioetanol. Dersom det politiske ambisjonsnivået skal opprettholdes i Norge og EU, vil det med dagens teknologiutvikling gå lang tid før det er tilstrekkelig tilbud i markedet av etanol som imøtekommer bærekraftkriteriene. Det er derfor sannsynlig at det vil utvikle seg en prisdifferensiering i markedet som avspeiler etanolens dokumenterte miljøgevinst. Basert på forventet utvikling av global produksjonskapasitet, er det med andre ord grunn til å tro at dokumentert miljøgevinst kan godgjøre en betydelig merpris. På grunn av ovennevnte usikkerheter er det vanskelig å gjøre antagelser om forventet salgspris for etanol fra Salten. Gitt årlig produksjon av 27,7 mill liter etanol til en salgspris på ca NOK 5 per liter blir årsinntekten ca. NOK 140 mill Råstoff Prisen på råstoff er den viktigste faktoren som avgjør om prosjektet kan bli lønnsomt. Weyland-prosessen er meget fleksibel og kan håndtere mange ulike råstoffer, og fabrikken kan derfor benytte flere råstoffkilder, bl.a. halm, rivningstrevirke, landbruks og skogsavfall osv. Utbytte og produksjonskostnader kan imidlertid variere en del fra råstoff til råstoff. I forprosjektet er det lagt til grunn bruk av flis fra gran og furu.

6 Norsk Energigjenvinning AS (NEG) har allerede betydelige leveranser av flis til Elkem. Utbygging av et etanolanlegg vil imidlertid kreve en flerdobling av volumet. Produksjonskapasitet i størrelsesorden mill liter etanol per år krever ca tonn tørt råstoff, dvs. ca tonn vått trevirke per år. Det vil ta tid å bygge opp en lokal forsyning av råstoff, og det er åpent spørsmål om prisen som kan betales vil være attraktiv nok for at lokale skogeiere finner det hensiktsmessig å levere. Leveransene vil dessuten være sesongbetont og tilgjengelig kvantum lokalt vil ikke alene være tilstrekkelig til å drive fabrikken på kontinuerlig basis. Spesielt i de første årene vil fabrikken derfor være avhengig av betydelig import av råstoff. NEG har derfor vurdert mulighetene for å supplere med import av trevirke fra Baltikum og fra Arkhangelsk i Russland. I Baltikum er det etablert en god infrastruktur for eksport, og det er allerede en betydelig eksport av flis til flere europeiske land. På grunn av transportavstanden må det påregnes at prisene levert Salten blir en del høyere enn prisene levert til sentrale deler av Europa. I Arkhangelsk er det ikke etablert infrastruktur for eksport. Derimot er tilgjengelig kvanta flis nærmest ubegrenset. Selv om prisene i utgangspunktet er veldig lave, vil transport og logistikk gjøre at prisen levert Salten kan bli uforholdsmessig høy. Prisantydninger fra NEG er ca 188 Euro (NOK 1500) per tonn tørrstoff (tørt). Dette er mer enn 2 ganger så høyt som tilsvarende priser levert fabrikker på kontinentet. Av konkurransemessige årsaker bør det være en forutsetning at det inngås langsiktige leveringsavtaler av råstoff basert på europeisk prisnivå. Se for øvrig følsomhetsanalyse senere i rapporten Energi Spillvarme I Weylandprosessen kan spillvarme benyttes som energikilde, både i form av varmt vann og lavtrykks damp (< 6 bar). Utgangspunktet for hele prosjektet er at energi gjøres tilgjengelig fra Elkem til en omforenet pris. I forprosjektet er det lagt til grunn følgende forutsetninger: Pris fra Elkem for damp 6 bar: 0,10 NOK per kwt tilsvarende Pris fra Elkem for varmt vann (100 o C): 0,08 NOK per kwt tilsvarende Elektrisitet Prosjektet innbefatter et biogassanlegg som vil produsere elektrisitet av dranken som kommer fra destillasjonskolonnen. Maks kapasitet er ca 4 MW, tilsvarende mellom 80 og 90 % av fabrikkens elektrisitetsbehov Biprodukter Lignin Celluloseholdige materialer inneholder varierende mengder lignin. Lignin har et stort potensial for videreforedling til høyverdige produkter, men i dette prosjektet har vi kun lagt inn verdi basert på energiinnholdet. Lignin har en høy brennverdi, og er derfor anvendelig til varmeproduksjon. Basert på råstoff forutsetningen som er angitt ovenfor, vil det produseres ca tonn lignin per år. Prosjektet omfatter utstyr til tørking og pelletering. Det er forutsatt en salgspris på lignin tilsvarende ca NOK 0,2 kr per kwt. Dette tilsvarer en årlig salgsverdi i størrelsesorden NOK 41,6 mill. Gjødsel

7 Fra bioenergianlegget produseres det slam som kan benyttes til gjødsel. Totalt produseres ca tonn per år. Det er forutsatt at dette kan avhendes lokalt uten kostnad/inntekt. Gips I Weyland prosessen forbrukes syre. Denne følger materialstrømmen frem til all cellulosen er omdannet til gjærbart sukker. Her blir syren nøytralisert ved tilsetting av kalsiumkarbonat. Dette gir biproduktet gips. Det er ikke stor etterspørsel etter gips i markedet, og det er derfor tatt høyde for å tørke og deponere dette som et avfallsprodukt Prosjektgjennomføring Det forutsettes at Desmet blir kontraktspartner og ansvarlig for prosjektledelse og gjennomføring. Weyland vil være leverandør av kjernekomponenter til prosjektet gjennom Desmet. Bygging av prosjektet er beregnet å ta ca 24 mnd fra ordre, inkludert oppstart og testing Investeringsbudsjett Investeringsbudsjettet er utarbeidet basert på nøkkelferdig leveranse av anlegget. Prisen er fritt levert, montert og testet. Teknologilisens til Weyland er ikke tatt med i budsjettet. Heller ikke tomtekostnader og infrastruktur utenfor tomtegrensen er inkludert, dvs. mottaksanlegg på kai, transportarrangement til tomtegrense osv. Desmet har bekreftet at nøyaktigheten i budsjettet skal være innenfor en ramme på +/- 20 %. Budsjettet er delt inn i tre teknologigrupper Weyland teknologi Bioenergianlegg Øvrige utstyr Prosjekteringen innbefatter forprosjektering, søknader til offentlige myndigheter, detaljprosjektering, CE sertifisering m.m. I tillegg omfatter tilbudet elektro, instrumentering og automasjon, røropplegg, bygninger og infrastruktur innen tomtegrensen. Videre er det inkludert reservedeler for første driftsår Økonomiske betraktninger Ved vurdering av prosjektet er det viktig å ta med i betraktningen at dette prosjektet er på størrelse med et demonstrasjonsanlegg og ikke et kommersielt anlegg som vil ha 3 10 ganger så stor kapasitet. Det er derfor oppløftende at et anlegg i denne størrelsen kan bli lønnsomt gitt gode drifts og rammebetingelser. Det må også tas med i betraktningen at Elkem kan få en betydelig inntekt gjennom salg av spillvarme til anlegget. Driftskostnader: Driftskostnadene innbefatter kjemikalier, energi, deponeringskostnader, lønnskostnader osv. Det er ikke beregnet avskrivninger, kapitalkost, skatter og avsetninger. Kostnadsspesifikasjon i henhold til beregninger utført i samarbeid med Desmet Ballestra. Følsomhetsanalyse råstoffpris: Denne figuren viser tydelig hvor avgjørende prisen for råstoff er for lønnsomheten av fabrikken.

8 2.10. Videre fremdrift i prosjektet. Prosjektgruppen konkluderte med det skulle arbeides videre med prosjektet med tanke på å bedre forutsetningene for prosjektet, bl.a. ved å finne frem til billigere råstoffer samt å redusere prosjektrisikoen. Som en konsekvens av dette ble det i 2011 besluttet å videreføre prosjektet i et nytt selskap, Salten Bioetanol AS, med formål å legge forholdene bedre til rette for å realisere prosjektet. Salten Bioetanol AS er nå etablert, og alle prosjektrelaterte oppgaver vil heretter bli gjennomført i regi av Salten Bioetanol AS: 3. Prosjektregnskap I henhold til søknad til Transnova om støtte datert til å gjennomføre en Forstudie for utbygging av demoanlegg for fremstilling av etanol fra celluloseholdig råstoff, fikk prosjektet innvilget støtte på opp til kr ,- maksimert til % av prosjektets påløpte kostnader. Med en del mindre interne kostnadsrokkeringer er prosjektet gjennomført i henhold til budsjett.