Biojalostuksen mahdollisuudet Kainuussa

Transkriptio

1 KAINUUN BIOENERGIATEEMAHANKE II Biojalostuksen mahdollisuudet Kainuussa Timo Karjalainen Kajaanin yliopistokeskus Sivu

2 Koko raportti täältä: Sivu

3 Biojalostamohankkeet Itä-Suomen maakunnissa Kainuussa St 1:n bioetanolitehtaan investointipäätös Sivu

4 Kainuun energiapuupotentiaali KAINUUN METSIEN KESTÄVÄ HAKKUU- SUUNNITE 4,7 milj m 3 /v Energiapuu potentiaali 1,2 milj m 3 /v Raakapuun vienti 1,4 milj. m 3 /v (pääasiassa kuitupuuta) Puunjalostus 1,2 milj. m 3 /v (tukkipuuta) Hakkuusäästö 1,4 milj m 3 /v (kuitu+tukki) Hakkuusäästö 0,7 milj m 3 /v (energiapuu) Sahatavara 0,6 milj. m 3 Sivutuotteet 0,6 milj. m 3 Bioenergiapuu (pienpuu, oksat, kannot) 0,5 milj. m 3 /v Energiapuupotentiaali 1,8 milj. m 3 (3600 GWh) Sivu

5 Biokaasutuksen raaka-ainepotentiaali Lähteet: Henkilökohtainen tiedonanto MTT Sotkamo (Virkkunen, E., Laajala, P.) 9-10/2014 Sivu

6 Kainuun mahdollisuudet biopolttoaineiden jalostuksessa Sivu

7 Periaatekuva etanolin valmistamisesta puusta Sivutuotteet Kajaanissa: tonnia tärpättiä - 1,1 miljoonaa kuutiota biokaasua (50/50 metaani/co 2 ) tonnia ligniiniä ja rankkia - (PS! Sieviin suunnitteilla olkea ja lehtipuuta käyttävä bioetanolilaitos) Sivu

8 Biohiilituotannon tuotteet ja niiden jatkojalostus Sivu

9 Kolme kaupallisesti käytettyä pyrolyysireaktorityyppiä Sivu

10 Pyrolyysiöljyn komponentteja, niiden pitoisuudet ja hinnat (hinnat ovat yksittäisiä esimerkkejä) Pyrolyysiöljyssä yli 300 kemiallista yhdistettä Sivu Yhdiste Pitoisuus % Hinta* /kg Mahdolliset käyttökohteet Furfuraali ,73 Toimii liuottimena ja on raaka-aine eräiden muovien ja selluloosa-asetaatin valmistuksessa 2-furanoni hydroksidi-1-metyyli-1- syklopenteeni-3-oni metyyli-2- syklopentenoni metyyliguajakoli ,3-5-Hydroksimetyylifurfuraali (HMF) muovien ja selluloosa-asetaatin valmistuksessa Toimii liuottimena ja on raaka-aine eräiden ,3 Asetaattihappo ,44 Kemian teollisuuden sovellukset Asetaldehydi ,3 Asetaattihapon valmistus Butaanihappo (voihappo) ,73 Tuoksu Butanoli ,73 Biopolttoaine, kemian- ja tekstiteollisuuden sovellukset Eugenoli ,3 Sidosaine puumateriaaleille, elintarvikkeiden säilöntäaine Formaldehydi ,28 Liimat, välituotteena monen kemikaalin valmistuksessa Glykolihappo ,9 Nahkan valmistus, väriaine Glyoksaali ,9 Paperi- ja tekstiilisovelukset Guajakoli ,73 Elintarvikkeiden aromi, tuoksu ja lääketieteen sovellukset Hydroksialdehydi Hydroksipropanoni Isoeugenoli ,3 Elintarvikkeiden säilöntäaine ja aromi Levoglukosaani ,3 Antibioottien valmistuksessa, ionittomana pintakäsittelyaineena, polymeerituotannossa, bioetanolin raaka-aineena Metanoli ,37 Laboratorioiden kemikaali, denaturoitumisaine Propionihappo ,2 Elintarvikkeiden säilöntäaine Sellobiosaani Antibioottien valmistuksessa, ionittomana pintakäsittelyaineena, polymeerituotannossa, bioetanolin raaka-aineena Syringaldeydi ,3 - Syringoli Elintarvikkeiden aromi Vanilliini ,6 Mausteena Vesi Kokonaispitoisuus * raakaöljyn hintaiset (0,40 /kg) punaisella ja vihreällä viisi kertaa raakaöljyä kalliimmat

11 Metsäbiomassan nykyiset ja tulevaisuuden biotuotteet muut kuin energiatuotteet Biotuote Käyttökohde Hinta /kg Puueriste Lämmöneristys 0,5 Kuusen HMR-lignaani Lääketiede, terveys Koivutisle Rikkakasvien ja tuholaisten torjunta 9 Koivun betuliini Kemikaalien raaka-aine 30 Koivun suberiini Kemikaalien raaka-aine? Lehtipuiden ksylaani elintarvike-, fermentointi-, kemian, lääke- ja paperiteollisuus 30 Kuusen mannaani Pinnoitemateriaali 10 Ligniini Sementin lisäaine, pölyn hallinta, polymeerit 0,3 Sukkiinihappo Liimat, polymeerit 2 Tuhka + puhdistamoliete Lannoite 0,2 Sivu

12 Biopolttoaineet ja niiden käyttö mahdollisuudet Poltto = lämmön ja/tai sähkön tuotanto Sivu

13 EROI = energy returned on invested eli paljonko energiaa saadaan suhteessa käytettyyn energiaan Energiaraaka-aineet EROI * Öljyhiekka Energiaraaka-aine, jota on järkevä toimittaa voimalaan 3 Maissi 3,5 Maakaasu vuonna Öljy vuonna Kokopuuhake 27 Kivihiili vuonna *********************************************************************** Energialaitos 2-4 EROI * Maissietanoli 0,8-1,7 Sokeriruokoetanoli 0,8-10 Biodiesel 1-8 Aurinkokeräimet 1,6-1,9 Aurinkokennot 1,6-6,8 Biokaasuvoimala (CCGT, combined cycle gas turbine) 3,5 Tuulivoima 3,9-18 Liueskeöljy 5 Ydinvoima 5-75 Taloudellisesti kannattava voimala 7 Aavikolla tuotettu aurinkosähkö 9 Geoterminen voimala 9,5-32 Maakaasuvoimala (CCGT, combined cycle gas turbine) 28 Kivihiilivoimala 30 Vesivoima * EROI = EROEI = energy returned on invested = voimalasta ulos saatu energia / voimalan rakentamiseen ja purkamiseen, ylläpitoon ja polttoaineen hankintaan menevä energia Sivu

14 Johtopäätöksiä - St1 investointipäätös hyvä päänavaus biopolttoaineiden jalostukselle Kainuussa - Sivuvirtojen hyödyntäminen - Tutkimus ja tuotekehitys - Pyrolyysiöljyn ja biohiilen tuotanto mahdollisia - Tutkimus ja tuotekehitys - Hyvälaatuisen metsähakkeen tuotanto ja toimitus lähimaakuntien voimaloihin - Keskitetty biokaasulaitos orgaanisten jätteiden käsittelemiseksi (Sähkö/lämpö ja liikennemetaani) Sivu