ALUEELLINEN TUTKIMUSSTRATEGIA Biomassavarojen kestävä käyttö (BIOCLUS)

Transkriptio

1 FP7 Regions ALUEELLINEN TUTKIMUSSTRATEGIA Biomassavarojen kestävä käyttö (BIOCLUS) Developing Research and Innovation Environment in five European Regions in the Field of Sustainable Use of Biomass Resources (FP7/ ROK/ )

2 BIOCLUS - Biomassavarojen kestävä käyttö Developing Research and Innovation Environment in Five European Regions in the Field of Sustainable Use of Biomass Resources (FP7/ ROK/ ) JAMKin esittely BIOCLUS hankkeen taustaa Biomassavarat ja niiden käyttö Regions of Knowledge ohjelma BIOCLUS-hanke Tutkimussuuntautunut klusteri Hankkeen tavoitteet Miten tavoitteet saavutetaan Hankkeen tuotoksia Valmisteilla oleva tutkimusstrategia Hankkeen perustiedot Keski-Suomen liiton osallistuminen

3 Suomen paras amk* Jyväskylän ammattikorkeakoulu Bioenergiakeskuksen missio Bioenergiakeskus toimii kansainvälisenä bioenergia-alan tutkijana, asiantuntijana, kouluttajana sekä alan yrittäjyyden ja liiketoiminnan kehittäjänä. Toiminnan tavoitteena on tukea alaan liittyvän yritystoiminnan ja työpaikkojen merkittävää kasvua erityisesti Keski-Suomessa. Bioenergiakeskuksen visio Bioenergiakeskus on vuonna 2015 kansainvälisesti tunnettu ja Suomen merkittävin bioenergia-alan kouluttaja sekä yrityslähtöisen tutkimus- ja kehittämis- ja innovaatiotoiminnan osaamis- ja teknologiakeskus *OKM:n arviointi, 2010, **Bioenergiakeskuksen strategia, 2010

4 BIOCLUS HANKKEEN TAUSTAA - biomassavarat ja niiden käyttö - Regions of Knowledge

5 Biomassavarojen käyttömahdollisuudet Metsät Pellot Maatalouden sivutuotteet Teollisen tuotannon sivutuotteet Jätteet Turve? Teollinen tuotanto (sellun- ja paperintuotanto, kemianteollisuus, huonekaluteollisuus...) Ruokatuotanto, rehutuotanto Energiantuotanto Uudet käyttötavat?

6 FP7 ja rakennerahastot Synergian kehittäminen: Regions of Knowledge (ROK) KLUSTEREITA TUKEVAT EU RAHOITUSLÄHTEET Asiantuntijuus Poliittinen yhteistyö Laatuasiat Initiative for Excellence of Cluster Organisations European Cluster Observatory Cluster Partnerships (Cluster-IP) Uudet ja tehokkaammat työtavat FP7 INTERREG Rakennerahasto

7 BIOCLUS-HANKE Tutkimussuuntautunut klusteri Hankkeen tavoitteet & toteutus Hankkeen tuloksia Taustaselvitykset Tutkimusstrategia (val. Jouluk. -10) Tulevat toimet Hankkeen perustiedot Planning to Action Capacity Building WP 3 WP 4 Collaboration & Integration WP 2 WP 5 Strategic Management Innovation Management

8 Alueellinen tutkimussuuntautunut klusteri Tutkimus (VTT, Jyväskylän Yliopisto, Jyväskylän ammattikorkeakoulu, POKE) Alueellinen tutkimussuuntautunut klusteri Alueviranomainen (Keski-Suomen liitto, ELY (Ympäristö), Metsäkeskus Yritykset (Vapo, Metso, UPM, Metsäliitto, BENET jne.) Muut toimijat (Jyväskylä Innovation Oy, Kärkiklusterit, OSKEt yms )

9 FP7 Regions BIOCLUS Biomassavarojen kestävä käyttö Hankkeen tavoite Suunnata alueellista tutkimusyhteistyötä Vahvistaa tutkimusyhteisön osaamista Lisätä alueellista ja kansainvälistä yhteistyötä Edistää alueellisten tutkimusresurssien käyttöä Vahvistaa klusterien kilpailukykyä Alueellinen tutkimusstrategia Tausta-analyysit Strategisten osaamisalueitten tunnistaminen Innovaatioympäristön alueellisten haasteiden tunnistaminen Toimintasuunnitelma Tutkimus- ja kehittämistoimenpiteet & aikataulutus Yhteistyöverkostojen kehittämistoimenpiteet Innovaatiojärjestelmän kehittämistarpeet Toimintasuunnitelman toteuttaminen Osaaminen Verkostoituminen Alueellinen innovaatioympäristö Alueellisen tutkimussuuntautuneen klusterien vahvistaminen

10 Hankkeen tuloksia Taustaselvitys nykyisestä metsävarojen ja turvevarojen käytöstä ja käyttömahdollisuuksista (VTT ja Jyväskylän ammattikorkeakoulu Oy) Kartoitus alan koulutustarjonnasta, asiantuntijoista sekä tutkimuslaitteista ja laboratorioista (Jyväskylän yliopisto) Tietoa innovaatiojärjestelmästä (Jyväskylä Innovation Oy) Selvitys maankäyttöön sekä energia- ja ympäristöpolitiikkaan liittyvästä lainsäädännöstä ja ohjauksesta (Keski-Suomen liitto) Biomassavarojen tarjoamien liiketoimintamahdollisuuksien analysointi (Benet Oy) Biomassavarojen käytön SWOT-analyysit (VTT ja Benet Oy) Tutkimusstrategia (julkaistaan 12/2010) Dokumentit saatavilla osoitteesta:

11 Tärkeimmät biomassoihin liittyvät EU direktiivit & muut asiakirjat Uusiutuvan energian direktiivi (2009/28/EY) Yhdistetyn lämmön- ja sähköntuotannon direktiivi, CHP direktiivi (2004/8/EY) Vesipolitiikan puitedirektiivi (2000/60/EY) Sähköntuotanto uusiutuvista energialähteistä, RES-E direktiivi (2001/77/EY) EU:n direktiivi tai muu asiakirja Päästökauppadirektiivi (2003/87/EY) Liikenteen biopolttoaineiden direktiivi, (2003/30/EY) Suurten voimalaitoksien päästödirektiivi, LCP direktiivi (52/2000/EY) Kaatopaikkadirektiivit (1999/31/EC) ja (2003/33/EY) Jätteenpolttodirektiivi, WID (2000/76/EY), Jätehuollon puitedirektiivi (2008/98/EY) Ilmansuojeludirektiivi (96/61/EY) Energiatehokkuusdirektiivi (2001/91/EY) Valkoinen kirja uusiutuvista energialähteistä (COM (1997)599) Vihreä kirja energiahuollon varmuudesta (COM (2000) 769) Bioenergian edistämisohjelma, BAP (COM (2005)628, SEC(2005)1573 Toimintasuunnitelmamalli kansallisten uusiutuvaa energiaa käsittelevien toimintasuunnitelmien laadintaan (2009/548/EY) EU:n maatalouden tukijärjestelmä Lähde: BIOCLUS Selvitys maankäyttöön sekä energia- ja ympäristöpolitiikkaan liittyvästä lainsäädännöstä ja ohjauksesta (Keski-Suomen liitto)

12 Otteita liiketoimintapotentiaalianalyysistä. Biomassaan pohjautuvat uudet tuotteet tarjoavat Suomessa merkittäviä mahdollisuuksia uuteen liiketoimintaan. Näissä uusissa tuotteissa on tyypillisesti pienempi volyymi, mutta niiden jalostusarvo voi olla selvästi suurempi kuin perinteisillä tuotteilla, kuten paperi, sellu ja kartonki. (BIOCLUS/ Benet) Mahdollisuudet uusissa biomassapohjaisissa materiaaleissa ja kemikaaleissa ovat yleisesti ottaen suuret, mutta niiden toteutettavuuden näkymät Keski-Suomessa ovat monissa tuotteissa energia- ja polttoainetuotteisiin nähden epävarmemmat. Mahdollisuuksien toteutumista rajoittaa monin paikoin kyseisten alojen aktiivisten toimijoiden puute. Maakunnassa on vahvaa metsäteollisuutta, mutta suurimpana rajoitteena voidaan silti nähdä metsäteollisuuden investointien puute uusien tuotteiden tuotantoon ja t&k-toimintaan maakunnassa. Kuitenkin yhteistyöyritysten (esim. pk-yritykset) kautta saattaa integraatteihin syntyä uutta liiketoimintaa mikäli ne pystyvät solmimaan kumppanuuksia metsäyhtiöiden kanssa. Tästä hyvänä esimerkkinä käy Äänekosken tehdasintegraatti. (BIOCLUS/ Benet)

13 Valmisteilla oleva alueellinen tutkimusstrategia

14 Ajatuksia Keski-Suomen osaamisalueista

15 Tutkimusstrategian alustava sisältö Strategic research areas 5.1 Biomass production, handling and processing technologies Woody biomass Agro biomass (incl. biogas) Upgraded biomasses (biochar, pellets etc.) 5.2 Biomass logistics Storage Transportation Information systems 5.3 Biomass combustion technologies Large scale combustion Small scale combustion Ash treatment and reuse/recycling 5.4 Fibre processes in wood processing industry Pressing technology, wet-end Biorefinery and carbohydrate reuse 5.5 Developing service know how Modeling Analysis services, standards and certificates Sustainable use of biomass (incl. energy and material efficiency, LCA)

16 5.1 Biomassan tuotanto- ja käsittelyteknologiat: Taustaa Havupuuvyöhykettä, nurmen ja viljan tuotantoa, metsäteollisuuden sivuvirtoja Biomassan käyttö puunjalostusteollisuus, energiantuontanto, rehu- ja ravintotuotanto Kaluston sovelluttava ympärivuotiseen käyttöön, vaihteleviin keleihin Kehitystyön painopisto metsäbiomassan korjuu- ja käsittelyteknologiassa, esim. kourat, kuormaimet (Nokka, Moisio Forest), logistiikkaratkaisut (Fixteri)pieniläpimittaisella puulle, hakkurit (LHM). Maatalouspuolella traktorin valmistaja tuoteperheineen (Valtra) Tutkimuksen painopisteet Metsätähde, kannot, pieniläpimittainen puu, lyhytkiertoviljely Nurmen ja viljan viljelyn käytänteet & teknologiat Tavoitteena yhteensopivammat tuotantoketjut energiatehokkuus, ravinteiden kierrättäminen, kestävä kehitys Uusien ja haastavien biomassan lähteiden hyödyntämismahdollisuudet Uudet käsittely/ tiivistämisteknologiat

17 5.1 Biomass production, handling and processing technologies Expertise in 2020 Development need Expertise about sustainable and costeffective supply chains of woody and herbaceous biomasses Technologies and practices for stump impurity reduction Cost effective technologies and practices for small diameter wood harvesting costs Understanding about ash management (recycling, re-use) Simple and low-cost biogas (and endproduct) up-grading technology Knowledge about up-graded biomasses: storage, combustion and densifying (pelletizing, torrefication) Understanding about up-graded product sustainability Procurement technology for large scale liquid and solid wood fuels: cost efficiency, sustainability, chain reliability Small diameter cutting and delimbing: cost efficiency, sustainability Stump handling: reduction of impurity content Grass cultivation for fodder, energy and fiber products; energy efficiency, sustainability Short rotation coppice for energy: technology and practice development Biogas Digestate processing for fertiliser and soil-improving media: improving the nutrient cycle and preventing water nutrient load Biogas up-grading technologies: simplicity and costefficiency Technologies, economy and sustainability of upgrading biomasses; torrefication, pelletizing, storage

18 5.2. Biomass logistics Suurimmat biomassavirrat; puunjalostuskeskittymät Jämsänjokilaaksossa ja Äänekoskella sekä energiantuotanto (esim. Keljonlahti) Merkittävät biomassamarkkinat Uutena haasteena energiatuotannon kuumat ketjut Varastoinnin haasteet Laadunhallinta Kehittämistarvetta teknologioissa, käytänteissä ja kokonaisvaltainen toiminnan hallinta (ja tiedonhallinta)

19 5.2. Biomass logistics Expertise in 2020 Development need Reliable and efficient biomass supply chains for processing industries and for energy supply; consideration of sustainability Understanding about the relation of biomass production and logistics and land use Ability to provide expertise for other biomass intensive regions (other biomasses, other climate etc.) Knowledge about phenomena, risk factors and the magnitude of storage; moisture, energy content, temperature, emissions Research results are used to improve storage technology Upgraded biogenic material fulfill the same storage related parameters as fossil coal To create new operational models and technologies for modern, efficient and qualified supply chains (transportation, storage & management and control) To improve understanding about the relation of biomass production and logistics and land use To increase cooperation with experts of various fields of knowledge (transportation, forestry, ITC, environment experts etc.) To gain understanding about physical and chemical phenomena during storage process and their end products (quality, composition) To develop storage management technology To develop production technology for storage biogenic material To gain over-all understanding about sustainability issues in logistics

20 5.3. Biomassan poltto & tuhkan käsittely Suuren kokoluokan poltto; tutkimusyhteisö: Keski-Suomi on maailman paras leijukerrosteknologian tutkimuksen keskittymä; osaamiskeskittymä & labrainfra Monipolttoaineosaaminen, haastavat polttoaineet Sähköntuontantotehon & hyötysuhteen kehittäminen, päästöjen hallinta Kaukolämpöosaaja Pienen kokoluokan tutkimusympäristö Tutkimuslaboratoriot Energiatehokkuus, päästöjen hallinta, testaus, polttoaineiden laatuluokitus Tuhka-asiat Tuhkan laatu & sen hallinta Ravinteiden kierrätys kestävä metsätalous

21 5.3. Combustion; Large scale, small scale & ash management Expertise in 2020 Development need Improving power plant utilization rate and electricity and over-all efficiency; * Advanced supercritical CFB technology (OTSC) and scaling up CFBs electricity output to MW * Controlling ash behavior control during combustion (e.g. chemical addition) * Monitoring and calculation methods to optimize multifuel operation at CHP plants Reduce all emissions * including CO2 by development of zero-emission power generation technology based on oxy-fuel and chemical looping combustion Research, testing, developing and training services environments (max 1 MW) biomass fuelled energy systems * Testing according to the most applied standards (solid biomass boilers, sauna stoves and heat retaining stoves) * Biomass based fuel classification and quality management * Process management and control (e.g. emissions, efficiency) Recover and recycling of nutrients; ash handling, densifying, logistics, storage, management To develop solutions to avoid corrosion and deposit formation especially in fluidised bed combustion (with low quality agrobiomass fuels) To reduce CO2 emission by oxyfuel and chemical looping combustion (with fossil fuels) To develop new technologies and practices in small scale combustion process fuelled wood chips and other biomass based fuels * To get accreditation to test small scale biomass based systems according to the standards (e.g. EN 303-5) * To develop and support the use of biomass based fuel classification and quality management * To follow-up the standardization processess * To support the use of standards in business To gain understanding about ash recovery and recycling management; recycle nutrients from biomass in form of ash

22 Tutkimusstrategiaprosessi ( ) Tutkimusstrategia a) Tausta-analyysit (toimintaympäristö) b) SWOT taloudellinen ja tutkimusnäkökulma c) Tutkimusstrategian toteuttaminen: JYU, VTT & JAMK (12/2010) 2011 Alueelliset toimintasuunnitelmat, klusteritasolla (valm. 3/2011) 2011 Kansainvälinen toimintasuunnitelma, konsortiotaso (valm. 5/2011) Capacity building : Asiantuntijuus & yhteistyö a) Osaamisen lisääminen b) Alueelliset ja kansainväliset henkilöstövaihdot c) Alueellinen tiedonlevitys (tilaisuuksien järjestäminen, tilaisuuksiin osallistuminen jne.) d) Kansainvälinen tiedonlevitys (opintomatkat, tapahtumat) Innovaatioympäristön kehittäminen a) Alueellisen innovaatiojärjestelmän analysointi b) Innovaatio-opintomatkat (benchmarking) c) Mentorointi suunitelma (11/2011) d) Mentoring innovation environments

23 Konsortiossa 20 toimijaa, viidestä maasta Keskisuomalaiset toteuttaja: VTT, Jyväskylän Yliopisto, Keski-Suomen liitto, Jyväskylä Innovation Oy, Benet Oy ja Jyväskylän ammattikorkeakoulu Oy (koord.) Kesto: 12/ /2012 BIOCLUS-hanke: Developing research and innovation environment in five European regions in the field of sustainable use of biomass resources Kokonaisbudjetti: 3,5 M, josta Keski- Suomeen 1,6 M Lisätietoja: & projektipäällikkö Kirsi Knuuttila, kirsi.knuuttila@jamk.fi, p Tavoitteena on, että monta tutkijaa työskentelee yhteisesti keskeiseksi tunnistetun ongelman ratkaisemiseksi, sen sijaan, että yksi tutkija etsii ratkaisuja moneen ongelmaan.

24 KIITOS MIELENKIINNOSTA!