DRIVSTOFF OG KJEMIKALIER FRA BIOMASSE

Transkript

1 DRIVSTOFF OG KJEMIKALIER FRA BIOMASSE Bjørn Christian Enger, Senior Scientist Olaf Trygve Berglihn, Research Scientist Bernd Wittgens, Senior Adviser Duncan Akporiaye, Vice president

2 Innhold Innledning Bioraffineri NorBioLab FME Bio4Fuel Forskning (SINTEF) Nasjonal EU Oppsummering Karl Benz 1886, Peanøttolje Kilde: Wikipedia Ford T 1908, Flexifuel Kilde: Wikipedia 2

3 erdiskapning: fra biomasse til produkter Pris Medisin, finkjemikalier Helse og livsstil Mat, fôr Næringsmidler Funksjonelle materialer, fermentering, basiskjemikalier, gjødsel Kjemikalier og materialer Drivstoff, brensel, elektrisitet, varme, biodrivstoff Energi 3 Volum

4 EU mål for 2030 og år(!) fra nå: Minst 40% reduksjon i utslipp av drivhusgasser (fra 1990 nivå) Minst 27% fornybar energi. Minst 27% forbedring i energieffektivitet. Kilde 33 years fra nå: Innen 2050 bør EU kutte utslipp av drivhusgasser med 80-95% fra 1990 nivå. Milepæler for å oppnå dette er 40% reduksjon innen 2030 og 60% innen 2040.

5 Karbonsyklusen gir på sikt en reduksjon av utslipp fra biodrivstoff sammenlignet med fossile kilder Forutsetninger Livssyklusperspektiv Bærekraftig og ansvarlig bruk av jordarealer (endringer i arealbruk/skogshogst er negativt)

6 Reduksjon av utslipp fra transportsektoren er avgjørende for at Norge skal nå sine klimamål Miljødirektoratet Biodrivstoff og flytende biobrensler som er produsert på en bærekraftig måte gir et lavere klimagassutslipp enn fossile drivstoff. Minst 10% biodrivstoff. Minst 3.5% avansert biodrivstoff. Kilde: ~31% transport

7 Transportsektoren krever ulike løsninger både på kort og lengre sikt Full elektrifisering, hydrogen og hybridisering Persontransport, anleggsmaskiner, ferger, kystnær skipsfart, småfly/nærruter Biodrivstoff Langdistanse luftfart, langdistanse tungtransport og skipsfart 40 partnere, 7 forskningspartnere Kilde:

8 Bærekraftig biodrivstoff og grønne kjemikalier kan produseres fra forskjellige eksisterende norske kilder Øke utnyttelsesgraden og verdiskapningen fra biomassen som ikke utgjør konstruksjonsvirke GROT: greiner, topper Sidestrømmer fra sagbruk: bark, avkapp, sagflis Øke verdiskapningen fra andre avfallskilder Våte organiske kilder fra landbruk, renseanlegg og husholdningsavfall

9 Innhold Innledning Bioraffineri NorBioLab FME Bio4Fuel Forskning (SINTEF) Nasjonal EU Oppsummering Karl Benz 1886, Peanøttolje Kilde: Wikipedia Ford T 1908, Flexifuel Kilde: Wikipedia 9

10 Teknologi er nøkkelen til overgangen fra fossile til grønne drivstoff og kjemikalier Boring, pumping, transport med rør eller skip Destillasjon, termokjemisk oppgradering 10 Innsamling, forbehandling, lagring Termokjemisk: Gassifisering, kondensering, syntese og oppgradering, separasjon Biokjemisk/kjemisk: Fermentering, syntese, separasjon

11 Cracking Alkylering Isomerisering FJERNE oksygen Produkter - Flydrivstoff - Diesel - Bensin - Biogass Dehydrogenering Oligomerisering Hydrogenering Ketonisering Dekarboksylering Aldol-kondensasjon Hydrogenolyse Termokjemisk plattform - Pyrolyseoljer - Syntesegass Gassifisering Pyrolyse Hydrotermisk kondensering Biomasse Geologisk tidsskala 11 Petroleum Fraksjonering Destillering Hydrokarboner - Alkaner - Aromater TILFØRE oksygen Kjemikalier Sukkerplattform - Sukker - Mono; di-alkoholer - Syrer - Furan Funksjonelle biomaterialer Mat, fôr Extraction Fermentation Hydrolysis Forbehanding Hydrolyse Biomasse

12 Norsk forskning adresserer hele verdikjeden Fødestrømmer Avfall (våt/tørr) Skogbruk Landbruk Marint Husholdning Dedikert avling Alger etc. Forbehandling og konvertering Innsamling Håndtering Tørking Lagring Logistikk Fermentering Kondensering Gassifisering Forbrenning Produkter Flydrivstoff Biodiesel/gass Kjemikalier Materialer Mat/fôr Varme

13 Innhold Innledning Bioraffineri NorBioLab FME Bio4Fuel Forskning (SINTEF) Nasjonal EU Oppsummering Karl Benz 1886, Peanøttolje Kilde: Wikipedia Ford T 1908, Flexifuel Kilde: Wikipedia 13

14 Nasjonal bioraffineri-infrastruktur

15 Innhold Innledning Bioraffineri NorBioLab FME Bio4Fuel Forskning (SINTEF) Nasjonal EU Oppsummering Karl Benz 1886, Peanøttolje Kilde: Wikipedia Ford T 1908, Flexifuel Kilde: Wikipedia 15

16 Nye forskningssentre for miljøvennlig energi (FME) Norwegian Centre for Sustainable Bio-based Fuels and Energy Bio4Fuels 16

17 Kilde:

18 Målsetting for Bio4Fuels Utvikle kunnskap som fører til gjennombrudd og nye prosesser. Fremme innovasjon for eksisterende prosesser nødvendig for demonstrering av teknologi, pilotering og validering. Frembringe teknisk-økonomisk innsikt for optimal integrering innenfor og på tvers av verdikjeder fra biomasse til drivstoff, kjemikalier, varme og kraft. Øke forståelsen av miljømessige konsekvenser knyttet til verdikjedene. Foto: Norske Skog Skogn

19 Hovedruter identifisert for senterets aktiviteter Nedbryting av biomasse for å skille ut sukkerfraksjoner, som kan fermenteres, for å lage bioetanol. Bioetanol kan blandes med vanlig drivstoff, opp til visse nivåer. Fermentering uten oksygen, for å lage biogass, som oppgraderes til metan som kan brukes i gass eller flytende form. Det kan i tillegg omdannes til hydrogen. Behandling av biomasse ved høye temperaturer for å lage en flytende "bioolje" som oppgraderes til en biodrivstoff. Omdanning av biomassen ved høye temperaturer til gass, som oppgraderes til biodrivstoff.

20 Partnere Industri og interesseorganisasjoner Kommuner og offentlige institusjoner Internasjonale partnere 20

21 Innhold Innledning Bioraffineri NorBioLab FME Bio4Fuel Forskning (SINTEF) Nasjonal EU Oppsummering Karl Benz 1886, Peanøttolje Kilde: Wikipedia Ford T 1908, Flexifuel Kilde: Wikipedia 21

22 Gassifisering for biodrivstoff ( ) Etablering av en solid norsk kompetansebase på gassifisering av biomasse for produksjon av biodrivstoff. Gassifisering og Fischer-Tropsch syntese basert på lignocellulose som føde ( ) Etablering av en solid norsk kompetansebase på gassifisering av biomasse og katalytiske oppgraderingsteknologier til biodrivstoff. 22

23 23 FAST industrialization by CAtalyst Research and Development

24 Glycerol Biorefinery approach for the production of high quality products of industrial value Produkter 1,3 propanediol Fatty acid glycerol formal esters PolyHydroxyAlkanoates (PHA) Hydrogen and Ethanol Synthetic coatings, powder coating Resins Secondary Glycerol Amines Biobutanol Trehalose Cyanocobalamin (Vitamin B12) ß-carotene Docosahexaenoic acid (DHA) 24

25 AMBITION H2020 EU-prosjekt

26 4REFINERY H2020 EU-prosjekt Integrering av biodrivstoff med raffinerier Energy Efficiency Process Design Scale-up - Low capital costs Co-FCC Representative Biomass Feedstocks Primary Conversion technologies Upgrading efficiency Pyrolysis HTL Diversifying Upgrading technologies Alternatives for upgrading conversion efficiency Co-HT Co-HDO Scenarios for integration into existing (Bio)refineries Toolbox Business models Interface to refinery models HT Health & Safety Environment Societal Acceptance Green Gasoline Green Diesel

27 Oppsummering 27 Et fossilfritt samfunn vil være helt avhengig av konverteringsteknologi som muliggjør biodrivstoff og grønne kjemikalier. Biodrivstoff kan spille en viktig rolle for reduksjon av utslipp fra transportsektoren. Hovedutfordringene for kommersielle verdikjeder fra biomasse til drivstoff og kjemikalier er knyttet til logistikk, skala, stabilitet, oppgradering og konkurransen med fossile verdikjeder. Eksisterende kompetanse fra dagens raffinerier er en del av nøkkelen for å lykkes, samtidig som biodrivstoff og grønne kjemikalier krever mer. Kompetansemiljøene i Norge er aktive partnere både innen koordinering av og forskning på biomassekonvertering, nasjonalt og i EU.

28 Technology for a better society