R&D-project - FoU projektet - T&K Projekti. HighBio. Welcome to the Seminar! Piteå, May 18 th 2010

Transkriptio

1 HIGHBIO - INTERREG NORD Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta Refining of Novel Products by Biomass Gasification EUROPEAN UNION European Regional Development Fund R&D-project - FoU projektet - T&K Projekti HighBio Welcome to the Seminar! Piteå, May 18 th 2010 Ulf-Peter Granö Kokkola University Consortium Chydenius

2 Kokkola University Consortium Chydenius You can find us at the Campus area in Kokkola

3 HIGHBIO - INTERREG NORD Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta Refining of Novel Products by Biomass Gasification EUROPEAN UNION European Regional Development Fund

4 HIGHBIO - INTERREG NORD Refining of Novel Products by Biomass Gasification EUROPEAN UNION European Regional Development Fund

5 HIGHBIO - INTERREG NORD Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta Refining of Novel Products by Biomass Gasification EUROPEAN UNION European Regional Development Fund HighBio R&D Various raw materials Chemical products Renad drivgas Fuel CHP units Electicity + small district heating Gasification Purification of gas By-products GTL

6 HIGHBIO - INTERREG NORD Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta Refining of Novel Products by Biomass Gasification EUROPEAN UNION European Regional Development Fund What can you do with CO and H 2 in the Bio-Syngas? Bio-Syngas CHP Clean Energy Building Blocks for Chemical Industry Carbon monoxide (CO), Hydrogen (H 2 ) Transportation Fuels DME, Butanol, Etanol, H 2, etc. Heating

7 HIGHBIO - INTERREG NORD Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta Refining of Novel Products by Biomass Gasification EUROPEAN UNION European Regional Development Fund We are working within five WP

8 HIGHBIO - INTERREG NORD Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta Refining of Novel Products by Biomass Gasification EUROPEAN UNION European Regional Development Fund The HighBio project is co-financed by; EU-Interreg IVA Nord 57,6 % Länsstyrelsen i Norrbotten 5,4 % Norrbottens Läns landsting 5,6 % Norrbottens forskningsråd 1,9 % LLH - Lapin Liitto 22,0% Own input 7,5 % Summa 100,0 % ca 1,6 M

9 HIGHBIO - INTERREG NORD Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta Refining of Novel Products by Biomass Gasification EUROPEAN UNION European Regional Development Fund HighBio Bioenergy Seminars Technical Tours for HighBio researchers Kokkola 18/ Kokkolan Voima Oy Luleå 12/ BEAB - Boden Energi Ylivieska 3/ GasEk Oy

10 HIGHBIO - INTERREG NORD Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta Refining of Novel Products by Biomass Gasification EUROPEAN UNION European Regional Development Fund INFO from the HighBio project More INFO sheets in Swedish and Finnish

11 HIGHBIO - INTERREG NORD Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta Refining of Novel Products by Biomass Gasification EUROPEAN UNION European Regional Development Fund INFO from HighBio on Internet PowerPoints from HighBio Seminars

12 Kokkola University Consortium Chydenius FT Fischer-Tropsch synthesis (FTS) Tar Analysis of Syngas from gasification of Biomass The HighBio, R&D unit for FTS in Kokkola From left, Henrik Romar and Pekka Tynjälä calibrating the Tar sampling unit

13 Kokkola University Consortium Chydenius Reseachers in Kokkola Co/Al 2 O 3 IR spectra Commercial diesel Henrik Romar, Anne Rönnskog, Pekka Tynjälä FTS-diesel HighBio FT; Henrik Romar, Riikka Lahti, Hassan Salman (ETC), Anne Rönnskog

14 = HighBio Grön energi Förnyelsebar energi Biomassa Vatten Vind Hav Sol Från skogen Från lantbruk Geoenergi Direkt energi Stora Småskalig Förgasning Förädling Konvertering till bränsle Pellets Ång-cykel ORC Stirling Kemiska råvaror Bio- Bränsle Bio- Syngas ORC=Organic Rankine Cycle Ulf-Peter Granö

15 = HighBio Vihreä energia Uusiutuva energia Biomassa Vesi Tuuli Meri Aurinko Metsästä Maataloudesta Geoenergia Suora energia Suuret Hyöry-sykli Pienimuotoine n ORC Kaasutus Stirling Jalostus Muuntaminen polttoaineeksi Kemikalliset raakaaineet Biopolttoaineet Bio- Synteesikaasu Pelletit ORC=Organic Rankine Cycle Ulf-Peter Granö

16 = HighBio Bioråvaror till förädling Från skogen Energived - GROT - Energiskog, (Glasbjörk, mm) Energiväxter - Rörflen - Hampa - Salix, mfl. Från lantbruk - Halm - Gräs, mm Våt biomassa -Gödsel - Bio-avfall, mm Oljeväxter - Rybs, raps - Solros, senap - Oljelin, mfl. Ligno-cellulosa Socker och stärkelse Het ånga Hetvatten Förbränning Stirling ORC Förgasning Bio-syngas FT Fischer- Tropsch Kolväte Oljepress Pyrolys- Förvätskning Pyrolys -olja Hydrolys Alkohol Fermentering Etanol Butanol Anaerob Fermentering Biogasproduktion Bakterier Biogas Vegetabiliska oljor Omförestring Biodiesel Bio-El Bio-Värme Bio-bränsle Ligno-cellulosa => (Trä-) biomassa Ulf-Peter Granö

17 = HighBio Bioraaka-aineet jalostukseen Metsästä Energiapuu - Hakkuujäte - Energiametsä, (hieskoivu, mm) Energiakasvit - Ruokohelpi - Hamppu -Paju, jne. Maataloudesta - Olki - Heinä, mm Märkä biomassa -Lanta - Biojäte, mm Öljykasvit - Rypsi, rapsi - Auringonkukka, sinappi - Pellava, jne. Lignoselluloosa Sokeri ja tärkkelys Kuuma höyry Kuuma vesi Poltto Stirling ORC Kaasutus Bio-synteesikaasu FT Fischer- Tropsch Hiilivety Öljynpuristin Pyrolyysinesteytys Pyrolyysiöljy Hydrolyysi Alkoholikäyminen Etanoli Butanoli Anaerobinen käyminen Biokaasutuotanto Bakteerit Biokaasu Kasviöljyt Esteröinti Biodiesel Biosähkö Biolämpö Biopolttoaine Ulf-Peter Granö

18 Integrering med Förgasning av biomassa Direkt förbränning av produktgasen för värmeproduktion Biomassa Närvärmeanläggning Stor Värmepanna Fuktig träflis Förgasningsreaktor Gasifisering av biomassa Torkad träflis Kylning och rening Produktgas Förbränning Värme (kwth) Ulf-Peter Granö

19 Lähilämpö - Integrointi biomassan Kaasutuksessa Tuotekaasun suora poltto lämmön tuotantoon Biomassa Lähilämpöyksikkö Suuri lämpökattila Kostea puuhake Kaasutus reaktori Biomassan kaasutus Kuivattu puuhake Jäähdytys ja puhdistus - Tuotekaasu Poltto Lämpö (kwth) Ulf-Peter Granö

20 CHP med Förgasning av biomassa Biomassa Indirekt förbränning av biomassa genom Förgasning Ångturbin Fuktig träflis Torkad träflis Direkt förbränning av Bio-Syngas ORC Reaktor Stor värmepanna Värme (kwth) Förgasning av biomassa Värmeväxlare Hetluftsturbin Ångmotor Förbränning Trägas Kylning och rening Produktgas Bio-Syngas ORC=Organic Rankine Cycle Hetluftsturbin, HAT=Hot Air Turbine CHP= Combined Heat and Power Stirling El (kwe) Ulf-Peter Granö

21 CHP ja Biomassan kaasutus Biomassa Biomassa epäsuoraan polttoon Kaasutuksen kautta Höyryturbiini Kostea puuhake Kuivattu puuhake Bio-Synteesikaasun poltolla ORC Reaktori Suuri lämpökattila Lämpö (kwth) Biomassan kaasutus Lämmönvaihdin Kuumailmaturbiini Höyrymoottori Poltto Puukaasu Jäähdytys ja puhdistus Tuotekaasu Synteettinen biokaasu ORC=Organic Rankine Cycle Kuumailmaturbiini, HAT=Hot Air Turbine Stirling Sähkö (kwe) CHP= Combined Heat and Power Ulf-Peter Granö

22 CHP med Förgasning av biomassa Biomassa Mindre CHP enhet Fuktig träflis Förgasningsreaktor Gasmotor + generator El (kwe) Torkad träflis Gasifisering av biomassa Kylning och rening Produktgas Bio-Syngas Bio-Syngas CHP= Combined Heat and Power Mikroturbin + generator Värme (kwth) Ulf-Peter Granö

23 CHP - biomassan Kaasutuksessa Biomassa Pieni CHP yksikkö Kostea puuhake Kuivattu puuhake Kaasutus reaktori Biomassan kaasutus Jäähdytys ja puhdistus Tuotekaasu Synteettinen biokaasu Bio-Syngas synteettinen biokaasu CHP= Combined Heat and Power (lämpövoima) Kaasumoottori + generaattori Mikroturbiini + generaattori Sähkö (kwe) Lämpö (kwth) Ulf-Peter Granö

24 Integrering, Trägas- och Biogas-CHP CHP= Combined Heat and Power Ulf-Peter Granö

25 Integrointi, Puukaasu- ja Biokaasu-CHP CHP= Combined Heat and Power (lämpövoima) Ulf-Peter Granö

26 Förädling av Bio-Syngas till bränsle Fuktig träflis Biomassa Torkad träflis Syntetiska bränsleråvaror för fordonsbränsle förädlas i en biobränsleanläggning Reaktor Integrerad förädling Väte (H) Syntetisk Naturgas Bio-SNG Förgasning av biomassa Produktgas Bio-Syngas för gasmotor, gasturbin, bränsleceller Bensin Trägas Kylning och rening Produktgas Bio-Syngas Bio- Syngas Syntetiska bränsleråvaror FT syntes Metanol syntes Blandad Alkohol syntes Diesel MTG Bensin Etanol Butanol FT=Fisher-Tropsch MTG via zeolite ZSM-5 catalyst Ulf-Peter Granö

27 Kostea puuhake Bio-Synteesikaasu Biopolttoaine Biomassa Kuivattu puuhake Synteettiset Polttoaine-raaka-aineet Integroidussa jalostusyksikössä Reaktori Integroitu jalostus Vety (H) Synteettinen maakaasu Bio-SNG Biomassan kaasutus Tuotekaasu Bio-Syngas kaasumoottorille, kaasuturbiinille ja polttokennolle Bensiini Puukaasu Jäähdytys ja puhdistus Tuotekaasu Synteettinen biokaasu Bio-Syngas synteettinen biokaasu Synteettiset Polttoaine raaka-aineet FT synteesi Metanoli synteesi Seosalkoholi synteesi Diesel MTG Bensiini Etanoli Butanoli FT=Fisher-Tropsch MTG via zeolite ZSM-5 catalyst Ulf-Peter Granö

28 Biomassa Bio-Syngas Biobränsle Exempel på olika vägar för Bio-Syngas till biobränsleråvaror Bio-syngas Reaktor Förgasning av biomassa Olika katalytiska vägar till bränsleråvaror FT-syntes Metanol syntes Blandad Alkohol syntes Fermentering Bioreaktor Trägas Kylning - rening Produktgas Bio-Syngas MTBE=Methyl tert-butyl ether FT-biobränsleråvaror Diesel FT=Fisher-Tropsch Bensin Methanol MTG Syntetisk Bio-DME Diesel MTG via zeolite ZSM-5 catalyst MTBE Etanol och högre alkoholer Etanol Butanol Högre alkoholer; propanol, butanol, pentanol Mikroorganismer Butanol Ulf-Peter Granö Etanol

29 Biomassa Bio- Synteesikaasu Biopolttoaine Katalyyttiset reitit, Bio-Synteesikaasu biopolttoaineeksi Reaktori Biomassan kaasutus FT synteesi Bio-synteesikaasu Katalyyttiset reitit polttoaineen raaka-aineeksi Metanoli synteesi Seosalkoholi synteesi Fermentointi Bioreaktori Puukaasu Jäähdytys ja puhdistus Tuotekaasu Synteettinen biokaasu MTBE=Methyl tert-butyl ether FT=Fisher-Tropsch FT-polttoaine- raaka-aineet Diesel Bensiini Methanol MTG Synteettinen Bio-DME MTG via zeolite ZSM-5 catalyst Diesel Etanoli ja korkeampia alkoholeja MTBE Etanoli Butanoli Korkeampia alkoholeja; propanol, butanol, pentanol Mikroorganismit Butanoli Ulf-Peter Granö Etanoli

30 En Integrerad förädling av Bio-Syngas och Biogas Biomassa Syntetiska bränsleråvaror Specifik biomassa Fuktig träflis Torkad träflis för fordonsbränsle i en Integrerad förädlingsanläggning Våt biomassa -Gödsel - Bio-avfall, mm Energiväxter - Rörflen - Hampa, mfl. Integrerad förädling Förgasningsreaktor Anaerob Fermentering Gasifisering av biomassa Biogasproduktion Bio- Syngas Biogas Bakterier Kylning och rening Produktgas Bio-Syngas Syntetiska bränsleråvaror CHP= Combined Heat and Power Ulf-Peter Granö

31 Bio-Synteesikaasu ja Biokaasu Integroidussa jalostuksessa Kostea puuhake Biomassa Kuivattu puuhake Synteettiset Polttoaineraaka-aineet Integroidussa jalostusyksikössä Märkä biomassa - Lanta - Biojäte, ym. Spesifinen biomassa Energiakasvit - Ruokohelpi - Hamppu, jne. Integroitu jalostus Kaasutusreaktori Anaerobinen käyminen Biomassan kaasutus Biokaasutuotanto Bio-Syngas synteettinen biokaasu Biokaasu Bakteerit Jäähdytys ja puhdistus Tuotekaasu Synteettinen biokaasu Synteettiset Polttoaine - raaka-aineet CHP= Combined Heat and Power Bio-Syngas= synteettinen biokaasu Ulf-Peter Granö

32 HIGHBIO - INTERREG NORD Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta Refining of Novel Products by Biomass Gasification EUROPEAN UNION European Regional Development Fund Cooperating Companies - In the Interreg Nord area In Finland, GasEk Oy CCM-Power Oy The Lestijärvi Wood Chips Cooperative / Entimos Ltd Vapor Finland Oy

33 GasEk CHP via gasification of biomass from forest The CHP-unit at the Farmari Fair in Kokkola 2009; 50 kwe 100 kwth Innovated by Eero Kangasoja and developed by Yrjö Muilu

34 CCM-Power The CCM-Power - Gasifier The Computer-Aided Operation of the gasifier systems From left, Heikki Majava, Leo Ruokamo The Pilot-Scale Gasification unit

35 CCM-Power Woodchip Dryer (at the Farmari Fair 2009 in Kokkola) - height 12 m - Closed drying system - Capacity app. 40 m3 drying water per day - Energy needed app. 1/6 of normal woodchip drying Draft by CCM-Power

36 The CHP unit in Lestijärvi Gasifying of wood chips Owner, The Lestijärvi Wood Chips Cooperative made by Entimos Contact person, Harri Kavanterä Drying the woodchips from 35% down to appr. 25% moisture Mr. Harri Kavanterä The silo dryer for wood chips The total thermal heat ca 1,7 MWth, power from the CHP unit appr. 300 kwe

37 The Entimos Downdraft gasifier The gas cleaning unit The Dorman V12, 45 l, ca 1000 hp and the 370 kw generator (apprx. 600 kwth and 300 kwe) The gasifier (1 MW) The Computer-Aided Operation of the gasifier and CHP unit

38 Vapor Finland Oy Vapor s products are manufactured at the Oulu, Nivala, and Kiuruvesi works. Development of the Wood Gasifier project Pictures by Vapor

39 HighBio At the Farmari Kokkola Show 30th July - 2nd August 2009

40 The Certificate from Brussels

41 Utlokaliserad Etanol produktion nära råvaran Bild, St1

42 Hajautetun tuotannon prosessi lähellä raaka-aine Kuva, St1

43 HIGHBIO - INTERREG NORD Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta Refining of Novel Products by Biomass Gasification EUROPEAN UNION European Regional Development Fund HighBio Thank you! HighBio for the Future Electricity (kwe) Heat (kwth) Chemical products Fuel

44 HIGHBIO - INTERREG NORD Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta Refining of Novel Products by Biomass Gasification EUROPEAN UNION European Regional Development Fund