Pohjanmaalle biojalostamo liikennebiopolttoaineiden ja kemianteollisuuden raaka-aineiden tuotantoon

Transkriptio

1 Pohjanmaalle biojalostamo liikennebiopolttoaineiden ja kemianteollisuuden raaka-aineiden tuotantoon INVESTOINTIHANKKEEN ESITTELY Luottamuksellinen LOGIBIO -hanke 2012 Sievin kunta Ylivieskan seutukunta

2 Pohjanmaan biojalostamo Tämä muistio perustuu : 1. Sievin Teollisuuspuiston ja Chempolis Oy:n tekemiin taloudellis-toiminnallisiin selvityksiin biojalostamosta. Näihin selvitystöihin ovat osallistuneet myös Vapo Oy ja Raisio Oyj 2. Elokuussa 2012 päättyneen korsimassoja hyödyntävän LOGIBIO -biojalostamon raaka-aineselvityshankkeen tuloksiin. LOGIBIO- hanke on Ylivieskan seutukunnan hallinnoima kehityshanke, missä selvitettiin biojalostamon raaka-ainetuotantomahdolllisuutta ja potentiaalia Pohjanmaan alueella. Ohjausryhmässä ovat edustajat seuraavista organisaatioista; MTK Pohjois- ja Keski-Pohjanmaa, Vapo Oy, Destia Oy, Chempolis Oy ja Metsäntutkimuslaitos. 3. Biojalostamon jäähdytysselvityksen tuloksiin. Tässä GTK:n VTT:n ja Sievin kunnan yhteishankkeessa selvitettiin eri vaihtoehtoja jäähdytykseen.

3 Pohjanmaan biojalostamo Hanke 1. Tavoitteena on toteuttaa taloudellisesti kannattavasti bioetanolia päätuotteena valmistava formicobio menetelmällä toimiva laitos, joka tuottaa raaka-aineena käytettävästä biomassasta bioetanolin lisäksi optimaalisen kannattavasti kemian teollisuudelle ja energiakäyttöön tuotteita. 2. Biojalostamo käyttää bioetanolin ja prosessissa syntyvien muiden tuotteiden raakaaineina uudistuvia ja ns. Non-Food raaka-aineita. Näin kilpailu ruokatuotannon ja sen negatiivisen hinta- ja saatavuusvaikutuksen kanssa jää pois. 3. Biojalostamon raaka-aineet, energiaomavaraisuus ja mahdollisimman pitkälle toteutettu suljettu kierto tekevät siitä jalostamon, joka tulee olemaan mm EU:n (CO2 ja muut direktiivit) ohjelmien mukainen vihreän polttoaineen tuottaja myös tulevaisuudessa. 4. Raaka-aineissa hyödynnetään pääasiallisesti Pohjanmaan alueen resursseja. Alueelta löytyy riittävä määrä tarvittavia raaka-aineita ja halukkuus niiden tuottamiseen. 5. Jalostamo rakennetaan Sievin Matalamaalle. Alue on tuotannollisesti, logistisesti ja ympäristöllisesti erinomainen paikka tehtaalle. 6. Investointi n 100 ME on tarkoitus käynnistää 2013

4 Bioetanolin tuotanto maailmalla Kaikki suurtuottajat tuottavat bioetanolin ruokapohjaisista raaka-aineista Puolet maailman bioetanolista tuotettiin vuonna 2010 Yhdysvalloissa, ja lähes kaikki tuotos saatiin pohjoisen Keskilännen maissiviljelmiltä. Brasiliassa tuotettiin kolmannes maailman bioetanolista vuonna Brasiliassa tuotetaan bioetanolia pääsääntöisesti sokeriruo osta.. Bioetanolia tuotetaan EU:n alueella käyttämällä pääsääntöisesti viljaa ja sokerijuurikasta, suurimpia tuottajamaita ovat Espanja, Ruotsi, Ranska ja Saksa. Kiinassa tuotetaan bioetanolia maissista, vehnästä ja sokeriruo osta, pääsääntöisesti teollisuuden tarpeisiin. Intiassa sokeriruoko ja cassava ovat bioetanolituotannon pääraaka-aineet.

5 Bioetanolin maailmanmarkkinahinta Bioetanolin maailmanmarkkinahinta on pysynyt pitkään suhteellisen vakaana. Tulevaisuudessa on hinnan nousupaineita nimenomaan selluloosaetanolilla jossa ei ole rasitteena ruokapohjaisuutta. Viime aikoina etanolin hinta Rotterdam FOB on ollut n. 700 EUR/m 3. (n. 900 EUR/ t). Bioetanolin maailmanlaajuinen markkina on vielä heikosti kehittynyt, johtuen siitä että lähes kaikki valmistettava etanoli käytetään ko. maan kotimarkkinoilla.

6 Bioetanolipolttoaineen markkinat Suomessa Suomessa on 2011 käytetty n. 250 milj. litraa etanolia polttoaineissa. Vain 15 milj. litraa tästä on tuotettu kotimaassa. Ainoa bioetanolin tuottaja Suomessa on St1. Suomen tavoite biopolttoaineissa 2020 = 20% energiasta = n. 450 milj. litraa bensiinin osalta. Biopolttoaineille kokonaisuudessaan asetetut tavoitteet ovat vielä merkittävästi korkeammat. Kotimaisten velvoitteiden ja kysynnän täyttämiseksi kotimaisella tuotannolla Suomeen tavoitellaan kolmea toisen sukupolven biodiesel-laitosta. Näihin puuta raaka-aineena käyttävien biodiesel-laitoksiin on haettu kolmea NER-rahoitusta, ja suomalaiset yritykset ovat saaneet 1½ (UPM:llä sijaintimaa on avoin). Puupohjaisten biodiesellaitosten toteutumista vaikeuttaa niiden erittäin korkea investointikustannus. Suomeen on suunnitteilla erityyppisistä yhdyskunta- ja ruuaksi kelpaamattomasta jätteestä ja erityppisistä sivuvirroista raaka-aineensa saavia etanolilaitoksia: mm. ST1 ja Nesteen toimesta. Myös joitakin viljaa raaka-aineena käyttävien laitosten hankevalmisteluita on meneillään mutta niiden osalta tilanne tulee vaikeutumaan uusien EU ohjeistojen myötä. Bioetanolin tarve on pelkästään kotimaan markkinoille niin suuri että vaikka nyt suunnitteluasteella olevat laitokset toteutuvat jäädään kansallisesti käyttötavoitteesta runsaasti jälkeen

7 Biojalostamon käyttämä formicobio -menetelmä Oululaisen Chempolis Oy:n formicobio biojalostusteknologia menetelmän edut ovat: 1. Korkeampi saantoprosentti Parempi kannattavuus 2. Arvokkaat sivutuotteet Korkeampi jalostusarvo 3. Suljettu prosessikierto Ympäristöystävällinen Korkeampi kannattavuus Pohjanmaan jalostamon kannattavuus perustuu: 1. tarvittavan raaka-ainemäärän tn/v kustannustaloudelliseen riskittömään saatavuuteen 2. Etanolin tn/v, kemian tuotteiden ja energian käyttötuotteiden tuotantomäärien maksimointiin suhteessa investointi- ja käyttökustannuksiin edistyksellistä formicobio teknologiaa hyödyntämällä

8 Biojalostamon käyttämä formicobio teknologia on maailman paras formicobio teknologiaa on evaluoitu esim. seuraavien ulkopuolisten tahojen toimesta: USA:n energiaministeriön evaluointi: Chempoliksen teknologia on alansa energiatehokkain. Tämä evaluointi koski teknologian soveltamista sellunvalmistuksessa. IFC:n (International Finance Corporation, private sector arm of World Bank) evaluointi: Chempoliksen teknologia on taloudellisesti edullisin ja ympäristön kannalta paras. Tämä evaluointi koski teknologian soveltamista sellunvalmistuksessa. BASF (maailman johtava kemikaaliyhtiö) on evaluoinut kemikaalien talteenoton, joka on osa teknologiaamme, ja todennut sen toimivaksi. GCCA:n (Global Cleantech Cluster Association) kilpailu 2011: Chempolis pääsi 30 yrityksen finaaliin kilpailussa, johon osallistui 4000 cleantech-alan yritystä ympäri maailmaa. Chempolis pääsi kolmen parhaan yrityksen joukkoon kategoriassa muut uusiutuvat energiat.

9 Pohjanmaan biojalostamon raaka-aine ja tuotantomäärät formicobio menetelmällä tuotettuna OLKI RUOKOHELPI t MUURA- HAISHAP- PO KEIT- TO HYDRO- LYYSI JA FERMEN- TOINTI TISLAUS JA ABSO- LUTOINTI ETANOLI tonnia BIOHIILI t KEMIKAALIEN TALTEENOTTO FURFURAALI t ETIKKAHAPPO t HÖYRYLAUH- TEIDEN PALAUTUS t POLTETTAVA RANKKI t

10 Biojalostamon Non-food raakaaineet 1. Korsimassat A. Viljan olki; Viljantuotannon sivutuotteena korjattava korsimassa. Kaikki vilja- ja öljykasvilajikkeet. B. Viljelty ruokohelpi. Erityisesti korsimassantuotantoon jalostettu voimakaskortinen heinäkasvi. C. Muut korsimassat; Esimerkiksi teiden viheralueilta poistettavat heinäkasvit. (Korsimassan poistaminen edesauttaa teiden kunnossapitoa.) 2. Lehtipuubiomassat parhaiten prosessoitavaksi kelpaa lehtipuun ainespuu

11 Biojalostamon raaka-ainevirrat eri aikajänteillä Raaka-aine t/tunti t/päivä t/vuosi (330 pv) viljan olki 31,5 757, ruokohelpi 12, jäähdytysvesi tuorevesi muurahaishappo 0,39 9,

12 Pohjanmaan biojalostamon raaka-aineen edut suhteessa muihin biopohjaisiin raakaaineisiin Lignoselluloosaperäisillä biopolttoaineilla on monia etuja perinteisiin biopolttoaineisiin nähden: 1. Tuleva EU- lainsäädäntö ohjaa siirtymään pois ruokaetanolista (CO2-tase, muu lainsäädäntö), 2. Niiden raaka-aineet ovat jakautuneet maantieteellisesti fossiilisia polttoaineita tasaisemmin, jolloin niiden tuotanto ei riipu niin paljon tuonnista ja niiden saantivarmuus on suurempi. 3. Lignoselluloosa ei kilpaile ruuan ja rehun tuotannon kanssa maapinta-alasta ja on raakaaineena tärkkelyspitoisia raaka-aineita edullisempaa. Suomessakin paljon puhuttu ja tutkittu viljaetanolin valmistus viljan jyvistä on eettisyyden lisäksi osoittautunut viljan markkinahinnan rajujen muutosten takia myös taloudellisesti kannattamattomaksi. 4. Lisäksi oljet ovat tyypillisesti maatalouden jäännösmateriaaleja, jotka kynnetään takaisin peltoon, koska niille ei ole nykyään juurikaan käyttöä. 5. Lignoselluloosan tuotanto kuluttaa vähemmän energiaa, torjunta-aineita ja lannoitteita kuin tärkkelyspitoiset raaka-aineet. 6. Lignoselluloosan tuotannon kasvihuonekaasupäästöt ovat alhaiset. 7. Pohjanmaan biojalostamon pääraaka-aineilla ei kilpailevaa taloudellista käyttöä. Raaka-aineiden markkinahinnat pystytään vakiomaan ja niillä ei ole sidosta maailmanmarkkinahintaan eikä käytännössä alueelliseenkaan markkinamuutoksiin

13 Biojalostamon hankinta-alue Raaka-ainepotentiaali: Ellipsin muotoinen keräilyalue Kauhavalta Liminkaan (osa Etelä-Pohjanmaata, Keski- Pohjanmaa ja osa Pohjois-Pohjanmaata). Alue on 100 km pitkä ja 60 km leveä rannikolta sisämaahan. Liikenneyhteydet: - rautatieyhteydet: - Pohjanmaan rata (Sievin as.) - maantieyhteydet: - Oulu Seinäjoki - Kokkola Kajaani - satama (Kokkola, 75km) - lentoasema (Kokkola, 75km) Sievi

14 Biojalostamon raaka-aineen saatavuuden varmistaminen Taloudellisesti kannattavan raaka-aineen hankinta-alueen resurssi: Olki tn viljan olkea (70% hyödyntämisaste, 2,8 tn/ha) n tn rypsin olkea (2,5 tn/ha) Ruokohelpi Nykytila tn/v Nykytilan lisäksi tn ruokohelpeä, jos keräilyalueen kesanto- ja viljelemättömät pellot ( ha) otettaisiin ruokohelpin viljelyyn. Tähän ei sisälly turvetuotannosta vapautuvia pinta-aloja. Lehtipuuaines Kokonais-tuotto alueella tonnia. Markkinoilta tarvittaessa ostettavissa Tienreunojen niittoheinä 2,5 neliökilometrin alue; vapaasti saatavissa tienpitäjän puolesta Keväällä 2012 tehdyt selvitykset viljelijöiden halukkuudesta myydä olkea osoittivat että riittävä määrä ( tn/v) saadaan jalostamolle. Myös ruokohelpin osalta selvitys osoitti että tullaan saamaan asetettu tavoite tn/v. Tämän lisäksi esim. ruokohelpia on taloudellisesti järkevää kuljettaa tämän hankinta-alueen ulkopuoleltakin

15 Raaka-aineen hankintakustannus Biomassan hankintakustannus/ porttimaksu perustuu 1. viljely- ja korjuukustannuksiin 2. varastointiin pellolla/viljelmällä 3. kuljetuskustannukseen tehtaalle 4. tuotantomaksuun viljelijälle Alla oleva hinta on porttihinta, minkä laitos maksaa toimittajalle. Hinta on laskettu keskimäärin 100 kilometrin etäisyydeltä kuljetettavan raaka-aineen hinnanmuodostuksen pohjalta. Biojalostamon kustannuksissa ei ole mukana välivarastoinnin kustannus, se on mukana porttihinnassa. Olki Ruokohelppi Lehtikuitu 58 /tn 82 /tn 80 /tn

16 Biojalostamon tuotot tuoteryhmittäin Tulot Tuotanto Yksikköhinta Vuosi MEUR/a Etanoli 6,3 t/h t/a 750 EUR/t 38 Etikkahappo 1,3 t/h t/a 500 EUR/t 5 Furfuraali 2,9 t/h t/a 1000 EUR/t 23 Biohiili (20 MJ/kg) 21,8 t/h t/a 120 EUR/t 21 Poltettava rankki (4 MJ/kg) 12,1 t/h t/a 20 EUR/t 1,9 Höyrylauhteiden palautus 112 t/h t/a 3 EUR/t 3 Tulot yhteensä 91

17 Tuottolaskelmissa käytettyjen hintojen perusteet 1. Etanolin maailmanmarkkinahinta (Hub Rotterdam ) on nyt n. 700 / m3 (vastaa n. 900 /t ) Uuden lainsäädännön tuplalaskettavuus-etu selluetanolille, ruokosokerietanolin rajallinen riittävyys, ruokapohjaisen/co2-taseen pohjalta kehnon tuotannon väistyminen nostanee selluetanolin ostohintaa tulevaisuudessa; 2. Furfuraali on kemian teollisuuden raaka-aine. Eurooppalaisen furfuraalivälittäjän (IFC, International Furan Chemicals) mukaan furfuraalin hinta on ollut viime aikoina n USD/t. Valtaosa furfuraalista valmistetaan ja käytetään Kiinassa joten aivan yksiselitteistä maailmanmarkkinahintaa ei löydy. 3. Etikkahapolla on selkeä maailmanmarkkinahinta 4. Biohiili /puuhiilen hinta saadaan esim. energiapuun hintatasosta. Tavoitteena on hyödyntää tämä energialähde mahdollisimman tehokkaasti siten että biojalostamon kokonaisenergiakustannus on käytännössä 0. Tämä syntyy laskennallisesta perustasta, missä poltettavien jakeiden energia-arvo pitäisi olla suunnilleen sama kuin ostettavan höyryn ja sähkön arvo. Jatkossa voidaan arvioida onko ligniinillä vielä muita kannattavampia käyttömuotoja kuten muovikomponentteihin ja tienpitoon. 5. Poltettavan rankin osalta sen hinta määräytyy energian käyttöarvosta. 6. Höyrylauhteiden palautuksen arvo tulee sen energian käyttöarvosta 7. Hiilidioksidi syntyy fermetoinnissa, josta se poistuu korkeassa pitoisuudessa ja periaatteessa voidaan puhdistaa myytäväksi hiilidioksidiksi. Alkuvaiheessa ei kuitenkaan näin tehdä mutta tulevaisuudessa voi hyvinkin olla että myös hiilidioksidi otetaan myyntituotteeksi markkinatilanteen mukaan.

18 Pohjanmaan biojalostamon investointi - kustannusten (100 MEUR) jakaantuminen Laitteet ja putkistot asennuksineen 19 % 6 % Automaatio ja sähköistys 5 % 9 % 10 % 51 % Rakennukset ja rakenteet Asennuspaikan yleiset kustannukset (infra) Välilliset kustannukset (suunnittelu, teknologia, projektin johto, jne.) Käyttöpääoma

19 Biojalostamon avainluvut

20 Biojalostamon käyttö- ja pääomakustannus Muuttuvat käyttökustannukset Kulutus Yksikköhinta Vuosi MEUR/a Biomassa raaka-aineet 41 BDt/h BDt/a 65 EUR/BDt 21 Entsyymit 120 EUR/t EtOH 6 Muurahaishappo 0,43 t/h 3400 t/a 500 EUR/t 1,7 Muut muuttuvat käyttökustannukset 2 Höyry 112 t/h t/a 20 EUR/t 18 Sähkö 8,7 MW MWh/a 60 EUR/MWh 4 Muuttuvat käyttökustannukset 53 Kiinteät käyttökustannukset Kulutus Yksikköhinta Vuosi MEUR/a Henkilöstö MEUR/a 6 Kunnossapito 2 Muut kiinteät käyttäkustannukset 1 Kiinteät käyttökustannukset 9 Pääomakustannukset MEUR/a Pääomakustannukset yhteensä 13 % /a of investment 13

21 Biojalostamon mahdolliset investointituet ja niiden vaikutus kannattavuuteen Ilman tukea Investointituki 30 ME Investointi 100 ME 70 MEUR NPV 68,03 98,03 IRR 28,31 % 41,19 % PBT 3, , NPV = Net Present Value = Nettonykyarvo IRR = Internal Rate of Return = Sisäinen korkokanta PBT = Pay Back Time = Takaisinmaksuaika (Summat on laskettu käyttäen 15 vuoden pitoaikaa ja 15,149% pääoman tuottovaateella, mitä voidaan pitää uuteen riski-investointiin sopivana)

22 Voimalaitoskustannus Voimalaitos on erillinen liiketoimintayksikkö, jonka toteuttaa energiayhtiö. Voimalaitos on kaupallisesti itsenäinen yksikkö Biojalostamon energiatarve on n. 70 MWh. Voimalaitos tulee olemaan vastapainevoimalaitos eli sähkön ja lämmön yhteistuotantolaitos, missä lämpö/höyry tulee biojalostamon käyttöön ja sähkö tuotetaan markkinoille. Laitos käyttää energiana joko biojalostamon prosessissa syntyvää ligniiniä tai haketta/turvetta.

23 Biojalostamo rakennetaan Sievin kunnan Matalamaan alueelle Biojalostamon sijoituspaikaksi tulee VR Trackin kiviaineslouhinta-alueen vieressä olevaa kunnan omistuksessa olevaa maa-alue Tuotantolaitos

24 Jalostamon tarvitsema jäähdytyskapasiteetti Jalostamon prosessin tarvitsema jäähdytys saadaan toteutettua VR-trackin alueelle tulevaan louhokseen louhimalla siihen jäähdytysvesiallas Jäähdytysvesialtaan pinta-ala on noin 20 ha, syvyys 10 m, pohjataso + 71 m Ratkaisu on erittäin ympäristöystävällinen