Biotalouden rooli ilmastonmuutoksen ehkäisyssä

Transkriptio

1 VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND LTD Biotalouden rooli ilmastonmuutoksen ehkäisyssä Teollisuuden metsänhoitajien syysseminaari Metsäpäivillä Jussi Manninen

2 Taustamateriaalia tähän esitykseen 15/11/2016 2

3 Alkuväittämät Metsällä on kaksi roolia ilmastonmuutoksen ehkäisyssä Metsät sitovat hiiltä ja toimivat hiilinieluna Kestävästi hoidetut metsät tuottavat uusiutuvaa biotalouden raakaainetta, jolla voidaan korvata fossiilisia raaka-aineita materiaali- ja energiakäytössä Metsänhoitoa tulisi optimoida noiden kahden tavoitteen suhteen Ilmastonmuutoksen kannalta on tehokkainta kun (metsä)biomassaa käytetään resurssitehokkaasti korvaamaan päästöintensiivisiä fossiilisia tuotteita ja energialähteitä 15/11/2016 3

4 Bioenergian hiilineutraalisuus on tutkijoiden keskuudessa kiistanalainen Aikajänne? Tarkasteltava alue? Mikä on vaihtoehto? 15/11/2016 4

5 15/11/2016 5

6 15/11/2016 6

7 Biomateriaaleista on moneksi Wood and agro fibres composites for furniture Bio-plastic composites appliances Biopolymer dispersions functional papers Hybrid materials high performance bio-barrier Novel monomers & polymerizations high performance Novel cellulose derivate hygienic products Moldable & translucent web, bio films bio packaging Bio foams light weight and insulation 15/11/2016 7

8 Tähteistä ja sivuvirroista biopolttoaineiksi ja kemikaaleiksi BIOTECHNOLOGY Pretreatment and hydrolysis Fermentation Product recovery Liquid fuels GASIFICATION Synthesis to liquid fuels Gasification Gas cleaning to syngas Methanation SNG PSA Hydrogen FAST PYROLYSIS Thermal or catalytic fast pyrolysis Product upgrading Co-refining with mineral oils Liquid fuels 15/11/2016 8

9 Biotuotetehtaat tuottavat monipuolisesti materiaali- ja energiatuotteita Lignocellulosic feedstock Lignocellulosic bio-refinery Pulp for paper and board Cellulose fraction for bioethanol Other biobased products Lignin is the major by-product of chemical pulping and emerging biorefineries ~55 Mt/a kraft lignin* produced by chemical pulping, of which ~150 kt/a recovered currently** ~1.8Mt/a lignosulphonates recovered** Substantial amount of lignin estimated to originate from the 2 nd generation bioethanol production Lignin sidestream Isolation Technical lignin Most of the lignin is burned for energy, and only small fraction is utilised in high-value products * Gellerstedt et al (2013) 15/11/2016 ** Calculated based on several public sources 9

10 Case biohiili

11 Teollisen symbioosin mahdollisuus Metalliteollisuus Tavoite/velvoite hiilidioksidipäästöjen vähentäminen Pariisin ilmastosopimuksen seurauksena: kivihiilen käytön vähentäminen Fossiilisista pelkistinkemikaaleista biopohjaisiin pelkistimiin Metalliteollisuus pyrkii pienentämään jalostusprosessien sivutuotteita, esim. jarosiittia Metsäteollisuus Sivutuotteista parempi lisäarvo Kuoren ja sahapurun kysyntä on laskenut Ilmoitetut ja jo toteutuneet investoinnit lisäävät sivutuotteiden, mm. ligniinin, kuoren ja sahanpurun määrää Energian alhainen hinta ja tuet ovat vaikuttaneet sivutuotteiden kysyntään 15/11/

12 Biotuotteiden käyttösovelluksia metallinjalostuksessa Lignin t/a Roasting (sulphate recycling) Case Jarosite: Fe-sulfaatin käsittely Kokkolassa tuottaa MUSD liikevaihdon, jossa ligniinin osuus n MUSD Case: Promeca laterite Biochar Combi t/a Smelting of ores (or waste) Ni-kiven tuotanto Harjavallassa kt/v Hiilen (koksin) käyttö 1300 t/v (0.5 MUSD/v) Ferrovanadiinin valmistus Mustavaara 350 kt/v Hiilen (koksin) käyttö 220 kt/v (88 MUSD/v) Bitumin. coal t/a Iron & steel making (blast furnace, Fe-Cr) Injektiohiilen biokomponentti SSAB/Raahe kt/v, orgaaninen sideaine? Ligniini MUSD? 15/11/

13 Masuunin injektiohiilen korvaaminen biohiilellä Injektiohiilen käyttö n. 400 kton/v CO 2 -päästöjen vähenemä ---> MEUR/vuosi Tuontihiilen korvaaminen kotimaisella raaka-aineella Päästökustannusten väheneminen, MEUR/v Injektiohiilen määrä 400 kt/a CO2-päästö 2,5 tco2/t kivihiiltä Korvattu CO2 hiili vähenemä CO2-päästön hinta, EUR/ton Korvaus-% kton/v kt CO2/v % 0 0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 5 % ,2 0,5 0,7 1,0 1,2 1,5 10 % ,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 15 % ,7 1,5 2,2 3,0 3,7 4,4 20 % ,0 2,0 3,0 3,9 4,9 5,9 25 % ,2 2,5 3,7 4,9 6,2 7,4 30 % ,5 3,0 4,4 5,9 7,4 8,9 35 % ,7 3,5 5,2 6,9 8,6 10,4 40 % ,0 3,9 5,9 7,9 9,9 11,8 45 % ,2 4,4 6,7 8,9 11,1 13,3 50 % ,5 4,9 7,4 9,9 12,3 14,8 15/11/

14 Tavoitteet Hyöty Hiilidioksidipäästöjen vähentäminen kivihiilen käytön vähentäminen Tuottaa lisäarvoa puusta metsäteollisuuden puuainesvirtojen täysimääräinen hyödyntäminen Ratkaisun edut Pidemmälle jalostettu tuote kuin puun polttaminen luo enemmän lisäarvoa ja on näin ollen kansantaloudellisesti arvokas. Metallijalostusteollisuuden ja metsäteollisuuden synergioiden hyödyntäminen 15/11/

15 Kohti hiilineutraalia ja symbioottista tulevaisuutta