Innovasjon og forretningsutvikling i Borregaard nye muligheter for skogsråstoffet

Transkript

1 Innovasjon og forretningsutvikling i Borregaard nye muligheter for skogsråstoffet Gisle L Johansen Konserndirektør FoU og Forretningsutvikling gisle.l.johansen@borregaard.com

2 Global tilstedeværelse Borregaard 2011 Omsetning: 4 mrd. kr 1200 ansatte i 20 land

3 Mill NOK Percent Borregaard Key Figures EBITA EBITA Margin

4 Borregaard Fabrikker, Sarpsborg Hovedkontor FoU Produksjon: spesialcellulose ligninprodukter finkjemikalier vanillin etanol fra tømmer basiskjemikalier energi 800 ansatte 2,8 mrd. kr i omsetning

5 Verdens mest avanserte bioraffineri Borregaards biokjemikalier er miljøvennlige og bærekraftige alternativer til oljebaserte produkter

6 TØMMER 1000 KG Effektiv råvareutnyttelse Bioenergi BLEKERI TØRKE- MASKIN 400 KG SPESIAL- CELLULOSE RENSERI KOKERI ETANOL- FABRIKK VANILLIN- FABRIKK LIGNIN- FABRIKK 400 KG LIGNIN 50 KG 3 KG ETANOL VANILLIN Spesialcellulose Lignin Vanillin Bioetanol Bygningsmaterialer Betongtilsetning Næringsmidler Biodrivstoff Kosmetikk Dyrefôr Parfyme Farmasøytisk industri Næringsmidler Fargestoffer Medisiner Maling og lakk Tabletter Batterier Bilpleiemidler Tekstiler Brikettering Maling/lakk Filter

7 Specialty cellulose - a niche in the pulp industry Spec cellulose 3,5 mill tons Spec cellulose ~5 mill tons Market Pulp 40 mill tons Total world pulp production 185 mill tons Main drivers being Viscose and China

8 Specialty Cellulose industry Supply side Neucel Weyerhaeuser l Cosmopolis I.P. Natchez Buckeye Memphis Buckeye Perry Tembec Temiscaming AV Cell Nackawic Atholville Southern Cell Chattanooga Rayonier Jesup Rayonier Fernandina Beach Borregaard Tembec Tartas Sniace Domsjö Borregaard Solothurn Kotlas AV Cell Grasim Baikalsk Nippon Paper Bahia Saiccor Kraft Sulphite Cotton Linters Recently closed capacity

9 Specialty Cellulose industry Demand side (5.4 mill tons vs 4.8 mill tons in 2010) Borregaard Confidential Growth rate

10 Borregaard i hverdagen Biodrivstoff Bygningsprodukter Legemidle r Mat Aromastoffer Jordforbedring, gjødsel Dyrefôr Støvbindin g Maling Tekstiler, brilleinnfatninger Bilbatterier, dekk, bilpleieprodukter

11 Olje eller biomasse grønt eller sort karbon? GRØNT KARBON SORT KARBON Bærekraftig e kjemikalier, materialer, ingredienser, drivstoff

12 Vanillin production processes

13 Grønn virksomhet mot grønn framtid Råstoffet Prosessene Produktene Naturlig Fornybart Ikke giftig Reduserte utslipp Enøk og fornybar energi Høy råstoffutnyttelse Risikohåndtering God ytelse Erstatter oljebaserte produkter Betydelig CO2-lagring

14 Betydelige miljøinvesteringer i Borregaard: 2 milliarder NOK i løpet av de siste 20 år Lavere utslipp til luft og vann Ny teknologi Ombygging til nye driftsmønstre Rensetiltak Mer fornybar energi Olje fases ut, erstattes med biobrensel og avfall Økt vannkraftproduksjon

15 Ledende på klimanytte Borregaards produkter Sammenlignet med Forhold Cellulose Cellulose fra bomull + Bioetanol Etanol fra etylen (oljebasert) Bioetanol fra sukkerrør + + Lignin Superplasticizer - betongtilsetning + BioVanillin Vanillin fra guaiacol (oljebasert) + Sammenlignbare oljebaserte produkter gir opp til 200 % høyere klimagassutslipp

16 Definisjoner Førstegenerasjon bioetanol Sukkerrør Mathvete Råstoff For eksempel mais, sukkerrør, sukkerroer, mathvete eller bygg Råstoffet egnet til mat Prosess Konvensjonell gjæring og destillasjon av sukker og stivelse Andregenerasjon bioetanol Halm/strå Trevirke Bagasse den fiberrike massen som blir igjen etter knusing av sukkerrør for sukker/etanolproduksjon Basert på halm/strå/trevirke/treavf all/bagasse/maisstilker. Bruker hele planten gir større utbytte per hektar Råstoffet ikke egnet til mat Kjemisk/mekanisk forbehandling pluss gjæring og destillasjon

17 2. generasjons bioetanol Borregaard vant kontrakt på CO2-regnskap Kilde: Østfoldforskning. Standard dieselbuss bruker 4,7 liter diesel/mil, etanolbuss 8 liter Plan for introduksjon av Svanemerket bioetanol

18 ED95 fra skog til forbruker Gran fra Skandinavia Produksjon i Sarpsborg Denaturering og formulering Distribusjon

19 Sulfite ethanol production all started in Sweden The worlds first sulfite ethanol plant The inventors of sulfite ethanol production Gösta Ekström Hugo Wallin Skutskär sulfite ethanol plant in Sweden started operation 1909 Started experimentation with fermentation of spent sulfite liquor (SSL) around 1903 Soon found out they had to neutralize with lime

20 Worlds first sulfite ethanol plant started in Sweden in 1909 First sulfite ethanol plant ever opened 1909 in Sweden, Skutskär, Uppland tom 100% sprit Den svenska sulfitspritproduktionen år

21 17 Sulfite ethanol plants in Finland last sulfite ethanol production Early 1990 ies Last sulfite mill in Finland stopped production

22 Sulfite ethanol plants in Norway 4 plants in Norway until plant still in operation in Norway at Borregaard, capacity of 20 mill litres/y Borregaard plant started ethanol production in 1938 Tofte Cellulose Hurum Borregaard, Sarpborg Saugbruks, Halden Union Skien

23 5 myter om bioetanol

24 2.Generasjon bioetanol er et produkt som kommer en gang i framtiden

25 Fakta: Borregaard produserer 20 millioner liter etanol fra norsk gran. Kun 1 million liter går til drivstoff i Norge

26 Produksjon av 2Gbioetanol har lav virkningsgrad sammenliknet med 2G biodiesel

27 Fakta: 2G bioetanol produsert i et Bioraffineri har en virkningsgrad på %, avhengig av råstoff. 2G biodiesel ligger på 50 %

28 Biodiesel er det eneste fornybare drivstoffalternativet for tyngre kjøretøyer

29 Fakta: Scania har utviklet et motor basert på dieselprinsippet som fungerer meget godt for mellomtunge kjøretøyer (varetransport og busser) Benyttes av ASKO og Ruter i Norge 600 busser er allerede i drift i Stockholm

30 Virkningsgraden i motoren er mye lavere for bioetanol

31 Fakta: Virkningsgrad er avhengig av motorteknologi. Den er på 44 % for bioetanol i Scanias modifiserte dieselmotorer, altså på samme nivå som for diesel

32 Det mest effektivt å bruke biomassen til å produsere varme og strøm

33 Fakta: Bioetanol fra Borregaards Bioraffineri gir en substitusjonseffekt på minus 738 kg CO2/m3 virke når den erstatter bensin. El og varme gir minus 729 kg CO2/m3

34 Interessert i flere fakta? Prøv min bioquiz på Aftenpostens nettside

35 Forskning og utvikling Over 25% av Borregaards salg kommer fra nye produkter Forskningssenter med 60 ansatte, 25 med dr.grad Nye cellulosebaserte materialer FoU-innsats på nær 100 mill kr i året Miljøvennlige produkter for landbruket Søkt patent på ny prosess for bioetanol Utvikle bedre prosesser ift. HMS Bruk av nye fornybare råvarer i tillegg til tømmer

36 Verdiskaping Borregaard utvikler nye bioraffineri-konsepter Høy Høy BioMaterialer Kost/pris Biomasseproduksjon Innsamling Forbehandling Bioraffineri BioKjemikalier BioDrivstoff Lav Dokumenterer bærekraft og klimanytte Søker å utvikle høyverdi-produkter fra lavverdi råstoffer Produkter til vekstmarkeder som erstatter oljebaserte alternativer BioEnergi Lav

37 Pilot Plant: Ethanol and biobased chemicals BALI Bioethanol Lignin

38 Brown field pilot plant Sarpsborg Investment 130 mill NOK (+/- 10 %) Operational from spring 2012 Full flexibility for process conditions and feedstock Scope includes basic plant building, BALI core technology as well as downstream processing Core IP: pretreatment and cellulose hydrolysis to sugar Lignin production Pentose * fermentation Importance of pilot: Verify IP and prove the concept; improve value of technology Test for and remove potential technology risks identified in full scale plant project Confirm investment costs before scale-up Supply lignin for market, application and customer development Attract potential partners and future financing for full scale plant * Pentose: Sugar from lignocellulose that can not be transformed into bioethanol

39 Feedstock Potential feedstocks Agricultural waste Bamboo Wood Energy crops Our research so far focused on Bagasse Spruce Eucalyptus Wheat straw Willow

40 BALI pretreatment process in a nutshell Ethanol Pretreated and reactive pulp Bagasse, straw, wood Chemicals Water soluble lignin

41 BALI process in a nutshell sugar platform Pretreated and reactive pulp is hydrolyzed using cellulase enzymes Hydrolyzate = monomeric sugar in solution Fermentation of C5 and C6 sugars

42 A quote from one of the world leaders in enzymes for hydrolysis of cellulose to sugars for 2G ethanol production We have examined many substrates from bagasse, and Borregaards material is the best we have seen so far. It is among the best substrates we have ever examined

43 Lignin based products applications Additives for tiles and bricks Agriculture Dyes Oil field Batteries chemicals Pelletting performance enhancers Additives for concrete admixtures

44 Soil conditioner Modified Ca-Lignosulfonate Reference Treated Treated Reference Reference Treated Treated 2x Reference Treated

45 New lignin application: Reduced corrosion at low ph Certain lignosulfonates reduce corrosion effects of strong acids on metals as well as etching on skin After 7 days in 15 HCl %: Soft Acis is a patented mixture of an orgnanic acid and modefides en functionalized lignosulfonate wihic moderate the agressiveness of the orgnaic acid Organic acids are used for microbial control replaces antibiotics ensilage reduced corrosion easier handling/she

46 CCS natural gas power station costly and risky Natural gas 5% of electricity produced power station Huge challenges and costs in CO 2 separation from any combustion process. CO 2 diluted by N 2, O 2 and exhaust gases Toxic chemicals used for separation Investments same level as the power plant itself

47 CCS easy and cheap from anaerobic fermentation Natural gas 5% of electricity produced power station Ethanol fermentaion Dehydration and compression to 12 bar All anaerobic fermentation produce pure CO 2 No need for purification, just pressurize after water removal Well known technology, CO 2 capture from fermentation has been in operation for decades, supply to beverage industry

48 Industriell prosess i Norge skisse: 1 mill. fm 3 gran/furu tonn TS BALI prosessen tonn CO m 3 *) ( tonn) Bioetanol tonn Lignin CCS Biodrivstoff Spesialkjemikalier *): Med 70 års omløpstid og 35 m3 virke/ha gir dette ca 0,1 liter/m2 (100 liter/ha) **): Tilsvarer Norges behov ved 10 % innblanding I bensin

49 Lignocellulosic biomass structure Micro fibrillar cellulose Width: nm Length: 2000 μm Cellulose fibres for chemicals Width: μm Length: 2-3 mm Logs Width: cm Length: 3 10 m Polymer chains Å Plant cells Width: μm Length: 0,15 0,6 mm Glucose monomers A few Ångstrøm Planks Width: 2 25 cm Length: 3 5 m

50 Use of Cellulose Fibers technology concepts Fibre spinning Acid hydrolysis Powdered cellulose Cellulose fibre High-pressure homogenisation Microcrystalline cellulose Cellulose nanocrystals Fibrillated cellulose Micro-fibrillar cellulose (MFC)

51 MFC Micro fibrillar cellulose Standard Fibers De-fibrillation PowerFiber High Shear Processing 1 bar Length: 2-3 mm Width : μm Aspect ratio: 150 Small surface area 2000 bar Controlled de-fibrillation High aspect ratio Very large surface area Length: up to 100 μm Width : nm Aspect ratio: Large surface area MFC 2% in water Unique properties 2% in water

52 MFC development lines Improved process Reduced processing costs Range of new applications Food Practical solutions to a range of processing challenges Cost efficient drying processes without loss of product properties 2 pilot plants under construction (food & industrial) Industrial

53

54 Funding EuroBioRef Borregaard granted EUR 3.0 mill funding ( ) BALI pretreatment & enzymatic hydrolysis Suprabio Borregaard granted EUR 1.1 mill funding ( ) Microfibrillar cellulose Biomass2Products B2P Borregaard granted 2,3 mill EUR from the Norwegian Research Council ( ) BALI PILOT Borregaard granted EUR 7,25 mill from Innovation Norway ( ) Covering 45% of investment costs in pilot plant for biomass pretreatment, enzymatic hydrolysis and fermentation BALI PILOT

55 Borregaard er i gang med fremtidens biokjemikalier og biodrivstoff Produserer i dag biokjemikalier og 2. generasjons bioetanol Bioetanol velegnet drivstoff: Kan blandes inn i bensin (opp til 10%) E85 - etablert drivstoff (flexifuelbiler 85% etanol) ED95 for tunge kjøretøy (modifisert dieselteknologi benytter 95% etanol) Dagens produksjon kan økes ved investeringer Krever bedre/forutsigbare rammebetingelser Betydelig FoU-virksomhet gir grunnlag for NY virksomhet/arbeidsplasser, ny teknologi og økt produksjon Støtte til pilotanlegg er avgjørende for teknologiutvikling og markedsintroduksjon Kan relativt raskt utvikle fullskalaanlegg i Norge/internasjonalt

56 Nærings- og avgiftspolitiske virkemidler Helhetlig politikk for utvikling og bruk av 2. generasjons (2G) biodrivstoff Politiske signaler om at man ønsker å fremme utvikling og bruk av 2G biodrivstoff Behov for stimulering og støtte til både utvikling og bruk av 2G biodrivstoff Bærekraft en forutsetning Klima- og miljøregnskap for råstoff og prosessen Økonomisk bærekraft; behov for støtte den første tiden Avgiftsdifferensiering mellom 1. og 2. generasjons biodrivstoff 2G drivstoff må favoriseres fordi det er dyrere å framstille (i første fase) 2G bioetanol, 2G biodiesel og 2G biogass sidestilles Alternativt: Direkte produksjonsstøtte til 2G biodrivstoff Vurdere tollsatser på linje med EU Støtte til teknologiutvikling Borregaard utvikler ny produksjon av biokjemikalier/2g bioetanol Borregaards konsept kan realiseres raskere enn de fleste alternative prosjekter Vurderer byggestart for fullskalaanlegg Investeringsstøtte kan være utløsende for lokalisering i Norge

57 EØS og ESA er ingen hindring se hva som skjer i Sverige: