Energi i trelastindustrien Verdisetting av biprodukter og bedre energiutnyttelse Henning Horn, Treteknisk Fagdag biprodukter i samarbeid med KlimaTre-prosjektet
Denne presentasjonen Biobrenselfuktighet - en viktig parameter Verdisetting av biprodukter FoU prosjekt Fremtidens energisagbruk Energioppfølging for å effektivisere prosessene på sagbruket
Energiforbruk på sagbruket Rå flis 11 % Tørr flis 13 % Bark 51 % Diesel 0,4 % Olje 1 % Tilfeldig kraft 1 % Fastkraft 23 % Kilde: Bransjenettverket 2001
Biobrenselfuktighet en viktig parameter Sammenhengen mellom brennverdi og fuktighet på massebasis [kwh/kg] H e, kg = f (F r ) H e, kg = H n - (H n +0,69) x F r Sammenhengen mellom brennverdi og fuktighet på løsvolumbasis [kwh/lm 3 ] H e, lm 3 = f (F r, FM, ρ) = H e, kg x (1+F r /(1-F r )) x ρ x FM
Brennverdi på masse og volumbasis for granbark 700 7 Effektiv brennverdi [kwh/lm 3 ] 600 500 400 300 200 100 - [kwh/lm³] [kwh/kg] 6 5 4 3 2 1 - Effektiv brennverdi [kwh/kg] 0 % 20 % 40 % 60 % 80 % 100 % Biobrensel fuktighet
Innblanding av tørrere fyrstoff i barken Hvilken mengde tørrstoff bør blandes inn i barken for å opprettholde forbrenningen? Teoretisk tilnærming: Beregne total brennverdi for bark/flis miksen Antar en fuktighet i flis på 23 % Fuktighet på barken varierer
Brennverdieer for bark og flis Brennverdi [kwh/lm 3 ] 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500 Brennverdi flis Brennverdi bark 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Fuktighet, biobrensel [%]
Brennverdi i brenselmiks Brennverdi [kwh/lm 3 ] 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500 Brennverdi, Bark 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Fuktighet, biobrensel [%]
Brennverdi i brenselmiks Brennverdi, Bark 3 000 Brennverdi i miks (90/10), MC flis =23 % Brennverdi [kwh/lm 3 ] 2 500 2 000 1 500 1 000 500 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Fuktighet, biobrensel [%]
Brennverdi i brenselmiks 3 000 Brennverdi, Bark Brennverdi i miks (90/10), MC flis =23 % Brennverdi i miks (65/35), MC flis =23 % Brennverdi [kwh/lm 3 ] 2 500 2 000 1 500 1 000 500 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Fuktighet, biobrensel [%]
Beregning av brenselmiks (Nærmere beskrevet i Treteknisk rapport nr. 79)
Priskalkulator for biobrensel
Innveiing av biobrensel lønnsomt med tiden?
Energieffektivisering på sagbruk En måte å øke overskuddet av biprodukter for videresalg 2-årig prosjektsamarbeid Treteknisk Moelven Wood AS Moelven Timber AS Single-Phase Power AS Alfsen og Gunderson AS Blant annet kartlegging av energiflyt gjennom automatisert EOS Installasjon av energimålere
Fremtidens energisagbruk - bakgrunn Energipriser og endret markedssituasjon Ønske om et beslutningsverktøy for nye investeringer Gjøre sagbruk bedre rustet i nedgangstider. Innføring av teknologi som gir flere ben å stå på Sterkt nasjonalt og internasjonalt fokus på energieffektivisering og bioenergi
Dagens tilstand. Kartlegging av sagbrukene
Kartlegging av energiflyten på et sagbruk
Installasjon av fjernavleste målere og avlesning
Introduksjon av ny teknologi Introduksjon av energieffektive teknologier som er nye for norsk sagbruksindustri på den måten at de ikke er vanlige i bruk Intern pelletproduksjon Intern brikettproduksjon Fjernvarme til nærliggende industri og bebyggelse Røykgasskondensering og tørking av biomasse Kraftproduksjon gjennom kogenerering fra restvarme Energioppfølging og energisparing
Fremtidens energisagbruk Røykgasskondensering Kogen. kraftverk Frekvensstyring av el. utstyr Utnyttelse av avkast luft/ventilasjonsvarme Salg av fjernvarme Energieffektiv drift av tørkeprosessen: - Frekvensstyring vifter - Optimale aerodynamiske forhold - Logistikk for kortere lastintervaller - Varmeveksling/varmegjenvinning - etc. Videreforedling/produksjon av biobrenselprodukter (briketter/pellets etc.) på sagbruket Tørking/bedre utnyttelse av bark/biobrensel
Modelutvikling skjermdump 9 000 fm 3 15 234 393 kwh = 15.2 GWh
Biproduktfordeling sagbruk
Eksempel I Inndata: Data for trelastproduksjon for beregning av tilgjengelig volum biprodukter 9 000 sm 3 / 15.2 GWh (brennverdi) - Foredling på sagbruket (pelletering eller brikettering) - Investeringshorisont: 4 år - Avkastningskrav:13 % - Årlig lånerente: 6.5 % - Antatt årlig prisøkning pellets/briketter : 1.5 % - Antatt årlig økning på biobrensel: 1.0 % Beregning: - Maksimal investeringskostnad - Netto nåverdi
Eksempel Foredling Teknologi Biobrensel Pelletering Brikettering Tilgjengelig biobrensel[fm 3 ] 9 000 Investeringsperiode [år] 4 Avkastningskrav [%] 13.0 Lånerente [%] 6.5 Initiell salgspris[øre/kwh] 12.5 33.1 23.0 Energimengde [MWh/år] 15 234 15 586 15 350 Antatt årlig prisøkning [%] 1.0 1.5 1.5 Maksimal investeringskostnad [EUR] - 8 526 413 5 068 232 Netto nåverdi[eur] 8 107 607 11 678 566 10 261 222
Foredling
Eksempel II Fjernvarmeleveranse Teknologi Biobrensel DHN 1 DHN 2 Tilgjengelig biobrensel[fm 3 ] 9 000 Investeringsperiode [år] 4 Avkastningskrav [%] 13.0 Lånerente [%] 6.5 Tilgjengelig varme [GWh] 12.2 Initiell salgspris[øre/kwh] 12.5 56.2 22.0 Energimengde [MWh/år] 15 234 12 188 12 188 Antatt årlig prisøkning [%] 1.0 2.9 2.9 Maksimal investeringskostnad [NOK] - 14 963 457 - Netto nåverdi [NOK] 8 107 607 15 073 592 11 575 593
Fjernvarmeleveranse
Noen konklusjoner fra dette prosjektet Det er utviklet en model for å hjelpe sagbrukene til ta avgjørelser omkring fremtidige investeringer i teknologi for en mer effektiv utnyttelse av sine biprodukter Fjernvarme fra sagbruk er pr i dag den mest attraktive nye løsningen Videreforedling inne på sagbrukstomten kan bli økonomisk attraktivt, men hjemmemarkedet i Norge er usikkert Kraftproduksjon med Stirling teknologi kan dekke noe av det interne kraftbehovet. Mer FoU er ønsket.
Kraftproduksjon Et prosjekt inni prosjektet Installasjon av et kraftverk basert på Stirlingteknologi Teknologieier: Single-Phase Power AS Den største Stirlingmotoren som er bygd siden 1950 tallet (med tanke på stempelvolum)