Innspill til Teknologirådets høring Klimaskog og bioraffinerier

Transkript

1 Innspill til Teknologirådets høring Klimaskog og bioraffinerier Karin Øyaas (PFI)

2 PFI Uavhengig forskningsinstitutt Lokalisert i Trondheim, Norge FoU på prosesser/produkter basert på lignocellulose som råstoff Fokusområder: Trefiber Masse og papir Nye biobaserte materialer (kompositter, MFC) Biodrivstoff/bioenergi/bioreffineri Karakterisering av fiber strukturer og produkter Datterselskap av INNVENTIA AB siden 2004

3 Forskningsområde biodrivstoff/bioraffineri PFIs fokus Råstoff Type (barved, løvved, halm, bagasse) Kvalitet (avfall, bark, blandingsråstoff) Forbehandling og separasjonsprosesser Biokjemisk konvertering; Termokjemisk konvertering; Konvertering til biodrivstoff og value-added produkter (kjemikalier og materialer) Karakteriseringsmetoder Kjemisk og morfologisk

4 Biodrivstoff/bioraffineri drivkrefter Biodrivstoff fra lignocellulose: Security of supply & peak oil - erstatte fossilt drivstoff Reduksjon av klimagassutslipp ; Veitransport betydelige (og økende!) bidrag til GHG Biodrivstoff fra andre kilder enn matvarer (1G vs. 2G) Bioraffineri Tilleggsprodukter som gir lønnsomhet i bioenergi-prosesser; effektiv utnyttelse av alle prosess-strømmer Fornybart råstoff i fremtidens bærekraftige prosesser og produkter Erstatte fossile innsatsfaktorer

5 Anvendelser av lignocellulose - basis i fiberstruktur og/eller fiberkjemi - Kompleks struktur Inhomogent materiale (avhengig av kilde) Lav energitetthet og høyt vann og oksygeninnhold Fiber struktur Fiber kjemi Cellvegg fra barvedsfiber (Fengel and Wegener, 1984) Kjemisk sammensetning av tømmerstokk (barved)

6 Anvendelser basert på fiberstruktur Nordisk barvedsfiber er unik; Lang - lys - smal Mikrofibriller et grønnt nanomateriale Armering av kompositter Stabilisering av emulsjoner Olje i vann (eks. maling) Vann i olje (eks. vann i diesel ; red. forbrenningstemp red. NOx og sot - opptil 70%) Fortykningsmiddel (eks. mat)

7 Anvendelser basert på fiberstruktur Modifisering av fiberoverflaten gir uante muligheter; kompatibilitet med organiske faser armering av nye komposittmaterialer (lette materialer) fiber med antimikrobielle grupper (emballasje, medisinske anvendelser, separasjon, etc) bio- og vevs-kompatibilitet (implantat) erstatte plastmaterialer kontrollert porøsitet

8 Anvendelser basert på fiberkjemi Cellulose, lignin og hemicelluloser de fornybare råstoff som forekommer i størst mengde på jorda Stort potensial for å kunne erstatte fossile råstoff i eksisterende industriprosesser /produkter

9 Anvendelser basert på fiberkjemi Kamm et al., 2006

10 Anvendelse av skogens råvarer Vi må skaffe bedre kunnskap om egen fiberråvare; - hvilke råvarer er egnet i hvilke prosesser? Barved vs. løvved Bark, GROT, kjerneved Blanding hvor? Vi må ta frem ny (- og gammel!!) kunnskap om prosessering av komponentene i tømmerstokken Vi må ta fram effektive prosesseringsruter som sikrer optimal utnyttelse av råstoffet og gir optimal produktmiks

11 De to produksjonsrutene Termokjemisk vs. biokjemisk rute - sammenligning (IEA, 2008): Pt. ingen klar kommersiell eller teknisk fordel for en av rutene Begge rutene er under kontinuerlig utvikling og evaluering Verdien av tilleggsprodukter mangler i regnestykkene! Mulighetene for produksjon av tilleggsprodukter må utredes videre i forhold til begge rutene NB: Bioraffineri kan være et konsept, en prosess, en fabrikk eller en klynge av produksjonsanlegg

12 Bioraffineri to hovedtyper Nær framtid: Energidrevet Hovedfokus på produksjon av sekundære energibærere (biodrivstoff, kraft, varme). Biprodukter selges direkte eller oppgraderes til merverdiprodukter. På sikt: Produktdrevet Biomassen omformes til en serie av produkter (kjemikalier, materialer, mat/fôr) med maksimal merverdi og miljømessige fordeler. Restprodukt brukes til kraft og/eller varme.

13 Bioraffineri betydning av tilleggsprodukter Oljeforbruk, USA, 2007 Verdien av kjemisk industri er sammenlignbar med drivstoffindustrien, men krever bare en liten del av råvaren Økonomisk potensial i å utvikle biobaserte kjemikalier og materialer også fra biomasse Smith, 2008

14 Oppsummering Viktig å satse på utvikling av bioraffineriprosseser nå! Fase 1: Hovedfokus på energiprodukter - eneregidrevet Fase 2: Produksjon av fremtidens grønne materialer og kjemikalier produktdrevet Dette er framtidens råstoff i neste generasjons industriprosesser! Pt. for tidlig å gjøre teknologivalg begge ruter må utredes videre SKOGEN - ET VIKTIG RÅSTOFF I FREMTIDENS PRODUKTER!