Biohiili osana biotaloutta Suomessa ja Euroopassa Mahdollisuudet ja vaikutukset EU:ssa

Transkriptio

1 Biohiili osana biotaloutta Suomessa ja Euroopassa Mahdollisuudet ja vaikutukset EU:ssa Prof. Emeritus Esko Mikkonen Metsätieteen päivä BalBiC -hanke BIOHIILTÄ PUUSTA Biohiilen teollinen tuotanto Emeritus prof. Esko Mikkonen Helsingin yliopisto, Metsätieteiden laitos

2 BalBiC Kehitttämishanke Hanke kuului CENTRAL BALTIC Interreg IV A ohjelmaan, päärahoitus EU:sta Suomessa hanketta rahoitti Varsinais-Suomen liitto, josta tuli kotimainen vasteraha HELSINGIN YLIOPISTON Metsätieteiden laitos oli LEAD Partner Latviassa yhteistyökumppanina oli tutkimuslaitos SILAVA Suomesta oli mukana myös metsätalouden kehittämiskeskus TAPIO VIRO oli ADDITIONAL PARTNER BalBiC Projektin tavoitteet Luotettavan ja vertailukelpoisen metsä-bioenergia tiedon tuottaminen Balttian alueelta Biohiilimarkkinoiden edistäminen ja bioenergian kestävän käytön parantaminen Yhteistyön kehittäminen biohiilen tuottamiseksi energiatuottajien, tuotantolaitosten, yritysten ja tutkimuslaitosten kanssa Bioenergian korjuu- ja kuljetusteknologian ja logistiikan kehittäminen biohiilien tuottamiseksi teollisesti Biohiilen liiketoimintaosaamisen kehittäminen Julkisen tietopankin rakentaminen biohiilen metsäraaka-aineen toimittajille, biohiilen valmistajille ja käyttäjille Kerava Energy, photo by Jukka Hyytiäinen

3 BalBiC Projektin tuloksia Kirjallisuuskatsaus biohiilestä Tutkimus biohiilen valmistamisesta ja koostumuksesta Arvoketjuanalyysi biohiilen markkinoista ja liiketoiminnasta Suomessa, Latviassa ja Virossa Raportti biohiilen ja energiapuun tuotannosta ja logistiikasta Suomessa ja Latviassa Biohiilen tuotantoteknologiakatsaus Biohiiliportaali ja simulaattori Biohiiliseminaarit BalBiC Biohiilen tuotanto Africa 62 % Asia 16 % Oceania 0,1 % 1,3 % Europe Volume (tonnes) Americas 21 % Latvia Estonia Lithuania Sweden The FAO statistics estimate that the global production of charcoal was 47.1 million tonnes in Production of charcoal in the Baltic and Nordic countries. Production in Finland, Denmark, Norway and Iceland is either negligible or not surveyed. FAOSTAT, ForestSTAT

4 Needles Wood Bark Pyrolysis Pyrolysis Pyrolysis Elemental analysis BalBiC Hiiltämisen vaikutus raaka-aineeseen Potassium content in spruce Spruce wood Pine wood Spruce needles Pine needles Spruce bark Pine bark Quadratic regression 1,0 0,8 80 Bark Mass yield, % K content, % 0,6 0,4 Needles Wood Regression, needles Regression, bark Regression, wood 0,2 20 0, Temperature, o C Chlorine content in needles Temperature, o C 0,06 Pine needles 0,05 Spruce needles Regression pine Regression spruce 0,04 Content, % 0,03 0,02 0,01 0, Temperature, o C

5 BalBiC Biohiilen raaka-aine vertailu Wood chips (pine) Torrefied biomass Wood pellets TOP pellets Charcoal Coal Moisture content, % LHV, as received (MJ/kg) LHV, dry (MJ/kg) Bulk density, (kg/m 3 ) Energy density (bulk), (GJ/m 3 ) The Development of Bioenergy and Industrial Charcoal (Biocoal) Production (Report of the BalBiC project cb46) Report 3/2013,Production and Logistics Observations Supply Chain members forest owner 52 Forest management operator 3 Supplier / dealer of biomass 2 Manufacturer of bio-coal 2 Manufacturer of bioenergy products other than bio-coal Industrial consumer of bioenergy 6 Technology and consulting for bioenergy sector Other stakeholder 7 Number of observations 3 11 Total 86 11

6 Macro environmental driving forces and restrictions Restrictions for the current Finnish bio-coal business Frequency lack of advanced technology in production, transportation and utilization process 62 low or uncertain profitability 43 lack of innovations in production and application 32 competition due to already established markets for other wood based bioenergy products 32 lack of political support 28 high price of the end product 28 bad image reflecting from mineral coal and traditional charcoal 16 too many wood based bioenergy product options available 10 bio-coal production and transportation is viewed as more environmentally hazardous 7 12 Supply chain operations The current weak parts of the SC are: production of bio-coal, marketing & sales of bio-coal, and harvesting & collecting of biomass. Weak chains in the bio-coal supply chain Currently In future, approx. 10 years 13

7 BalBiC Biohiilen logistiset kustannukset Division of transportation costs of biocoal from the Kouvola-based biocoal refinery. Report 3/2013,Production and Logistics BalBiC Bioenergiaportaali ja metsävarakartta Bioenergiaportaali on bioenergiatoimialan virtuaalinen yhteisö, jossa on mahdollista tarjota omia palveluitaan paikkatietoon sidottuna sekä etsiä toivottuja palveluita muilta toimijoilta Portaalin sydän on metsävarakartta, josta voidaan metsävarojen lisäksi etsiä toimijoita sekä kartoittaa mahdollista kilpailua

8 BalBiC Yritykset portaalissa Jokainen rekisteröitynyt luo profiilikortin yrityksen perustiedot ja vapaa kuvaus Haluttu osoite siirtyy attribuutti pisteeksi kartalle Karttapiste pitää sisällään informaation yrityksestä sekä yrityksen palveluista BalBiC Roolien ja palveluiden määrittäminen Jokainen rooli sisältää useampia vaihtoehtoisia palveluita Jokaiselle palvelulle määritetään tarjonta-alue Mahdollisuus palveluiden tarjontaan sekä etsintään halutulta alueelta

9 BalBiC Metsävarakartta Kuntatason metsävaratiedot Leimikkotason tiedot Biohiili osana biotaloutta Suomessa ja Euroopassa Yritysten liittäminen virtuaalisiin voimalaitoksiin joustoenergian, suoramarkkinoinnin ja myynninsekä joustavuuden hallinnan keinoin Lähi- ja kaukolämpöverkkokonseptit ja niiden optimointi Alueellisten energia- ja talousanalyysien teko Pyrolyysilaitosten projektointi, rakentaminen ja käyttö. Alueellisten konseptien luominen Biohiilen myynti ja markkinointi Kemikaalittomien maatalouskonseptien luominen Talouslannoitteiden prosessointii Vesi- ja vesistökonseptit Bioherbisiidien kehittäminen Maapohjan ja maan sanereaus. Juomaveden valmistus Murtovedenvalmistus Juomavesilogistiikka Pohjavesikonseptit Puhdistamoiden saneeraus Toimialakonseptit gastronomia-, hotelli- ja puhdistusaine-aloilla Vesistöalueiden hoito- ja saneeraus Kalkilta suojautumislaitteistot.

10 Biohiili osana biotaloutta Ilmastoys- Lannoitteet ja biologiset herbisiidit Puuetikka luonnonmukaisena ja tehokkaana lannoitteena Biopolttoaineet Pyrolyysikaasu voimanlähteenä Vakaa ja joustava energiantuot anto Pyrolyysiprosessin lisälämmön ja - kaasun käyttö Järkevä ylijäämälämmönkäytt ö Hyödyntäminen lähi- ja kaukolämpöverkoissa tävälliset ratkaisut ympäristö- ja sosiaaliongel miin Aktiivihiilisuodatus Pyrolyysigeeli ohennettuna Bio-Herbitsiidinä / kasvinsuojeluaineena Pyrolyysiöljy arvokkaana mineraaliöljyn korvaajana Lämpöä ja kaasua varastoimalla joustava voimalaitos Hyödyntäminen veden ja jäteveden puhdistamisessa Grillhiili Sähköenergia voimanlähteenä Hyödynntäminen kasvihuoneissa tai kuivauksessa etc.. Biohiili Terra Pretavalmistukseen Biohiili osana biotaloutta

11 Biohiili osana biotaloutta konseptin ainutlaatuiset edut: Isojen kappaleiden pyrolysointi Suuret teolliset volyymit mahdollisia Lämmön optimointi mahdollista Yksinkertaiset toimintaedellytykset ja - olosuhteet Skaalautuva (lämpö-)käyttö mahdollista Todennettu ja käytännössä kokeiltu tekniikka v lähtien Stabiili prosessi. Biohiili osana biotaloutta Biohiili: Pidättää vettä maaperässä Sitoo ravinteita maaperään Muuttaa, puhdistaa ja sitoo maaperämyrkkyjä (toxiinit) Luo kestävät maaperäolosuhteet aerobeille mikro-organismeille ja tukee humuksenmuodostusta Pienentää mineraalilannoitetarvetta Parantaa satoa Sitoo lannan ammoniakkipitoisuuksia Kohottaa maaperän mikroilmastoominaisuuksia Nostaa typpibakteerien aktiviteettia ja täten pienentää merkittävästi ympäristöhaitallisia metaani- ja nitroosi-kaasupäästöjä Luo kasvuympäristön Rhizobielle [kyhmy- / Knöllchenbakterille] Suojaa pohjavettä ravinteilta ja myrkyiltä Säästää tai korvaa mineraalilannoite- ja kasvinsuojeluainetarvetta. Biohiilen pinta-ala m²/g!

12 : Biohiili osana biotaloutta Aktiivihiili suodatukseen Kotimaista Lähigrillihiiltä Biohiiiltä Maanparannus -aineeksi Biohiili osana biotaloutta Pyrolyysikaasujen hyödyntäminen yhdistetyssä lämmön ja voiman tuotannossa (CHP laitos)

13 Biohiili osana biotaloutta Sähkövoimantuotanto lämmön avulla Organic Rankine Cycle - ORC Biohiili osana biotaloutta Lämmön hyödyntäminen lähi- ja kaukolämpöverkoissa

14 Biohiili osana biotaloutta Pyrolyysiöljyjen hyödyntäminen biopolttoaineina kuten myös korkean jalostusasteen marginaalituotteina sis. lannoiteet ja bioherbisidit Harri Vesa gara-energy Tiimi Biohiili osana biotaloutta Raffael Schindele General Account Finnland / MH & DI Tarmonpesä Projektin johto Energiatalous / virtuaaliset voimalaitokset Asiakassuhteiden hoito Staatl. Geprüfter / Sertifioitu maanviljelijä /maataloustieteilijä / liikkeenjohto Aufgaben / tehtävät: Standortentwicklung Sijaintikohteiden kehitys Maatalouskonseptit Koordination von Wasser-, Energie und Agrarwirtschaft / Koordinaatio vesi-, energia- ja maatalouden välillä,

15 Biohiili osana biotaloutta tilanne Suomessa Jatkuvatoiminen biohiililaitos suunnitteilla Nurmekseen Sijaitsee Nurmeksen bioteollisuusalueella Känkkäälässa Tullee käyttämään FSO yhtiön omistamaa ja mahdollisesti muita hitaan pyrolyysin teknologioita Muita teollisen mittakaavan hitaan pyrolyysin laitoksia ei ole juuri nyt Suomeen sunnitteilla Biohiili osana biotaloutta tilanne Suomessa Feedstock Optimum Oy (FSO) Feedstock Optimum Oy (FSO) on perustettu vuonna 2009 tarkoituksenaan kehittää Bioenergiapuiston jatkojaloskonseptia. FSO on työskennellyt löytääkseen oikeat hajautetun bioenergian jalostusteknologiat. Teknologian valinnan lähtökohtana on ollut teknologian muunneltavuus ja mahdollisimman korkea jalostusaste. FSO on valinnut pääteknologiakseen kotimaisen hitaaseen pyrolyysiin perustuvan hiiltoteknologian, jonka kaikki oikeudet yhtiö omistaa. Tuote on FSO-biohiili. Perusteluna valinnalle on ollut biohiilialan tulevaisuuden näkymät maailmanlaajuisesti. Hitaassa pyrolyysissä tuotetaan kahta päätuotetta biohiiltä ja puunesteitä/puuöljyä, joista biohiili on tällä hetkellä päätuote. Luottamuksellinen Company Confidential

16 Biohiili osana biotaloutta Euroopplainen näkökulma Kivihiilen korvaaminen energian tuotannossa uusiutuvalla energialla(tuuli, vesi,aurinko) Biopohjaiset raaka-aineet joko nopean tai hitaan pyrolyysin kautta energiatuotteiksi esim. liikennepolttoaineet Useita torrefiointilaitoksia puunperäisen raaka-aineen käsittelemiseksi poltettavaan muotoon Ongelmana maittain erilainen talouden sääntelyyn ja verotukseen liittyvä byrokratia Kiitokset mielenkiinnostanne Lisätietoa: