HighBio. Välkommen Tervetuoloa Welcome. FoU projektet - T&K Projekti. Luleå 12/ Ulf-Peter Granö HIGHBIO - INTERREG NORD

Transkriptio

1 HIGHBIO - INTERREG NORD Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta EUROPEAN UNION European Regional Development Fund FoU projektet - T&K Projekti HighBio Välkommen Tervetuoloa Welcome Luleå 12/ Ulf-Peter Granö

2 Karleby universitetscenter Chydenius Kokkolan yliopistokeskus Chydenius Chydenius, Lead Partner (LP) för HighBio projektet

3 Karleby universitetscenter Chydenius Flera avdelningar och enheter Inom Karleby universitetscenter Chydenius finns följande enheter, Enheten för Pedagogik Enheten för Samhällsvetenskaper Enheten för Informationsteknologier Enheten för Naturvetenskaper och Teknik Enheten för Handelsvetenskaper Enheten för Hälsovetenskaper Öppet universitet Maiterihautomo Magisterkuvös Chydenius- bibliotek Bioenergi Enheten för Naturvet enskaper och Teknik, under ledning av professor Ulla Lassi, ansvarar för FoU insats erna inom bioenergi. Chydenius har också ett nära samarbete med Mellersta Österbottens yrkeshögskol a. FoU arbete i laborat orier och praktisk tillämpad forskning sker ofta i samarbete med yrkeshögskolan. I olika bioenergiprojekt arbetar 10 personer. Främst inom forskning i tillämpad kemi. Anders Chydenius ( ) Har fått ge s itt na mn åt Karleby universitetscenter Chydenius

4 Kokkolan yliopistokeskus Chydenius Useita osastoja sekä yksikköjä Kokkolan yliopistokeskus Chydeniuksessa on seuraavat yksiköt, Kasvatustieteiden yksikkö Yhteiskuntatieteiden yksikkö Informaatioteknologian yksikkö Luonnontieteiden yksikkö Kauppatieteiden yksikkö Terveystieteiden yksikkö Avoin yliopisto Maisterihautomo Chydenius- kirjasto Bioenergia Professori Ulla Lassin johtama luonnontieteiden ja Tekniikan yksikkö vastaa bioenergiaan liittyvistä T&K- tehtävistä. Chydeniuksella on myös tiivistä yhteistyötä Keski-Pohjanmaan ammattikorkeakoulun kanssa. T&K- työ laboratorioissa sekä käytännön soveltava tutkimus tapahtuvat yhteistyössä ammattikorkeakoulun kanssa. Anders Chydenius ( ) Kokkolan yliopistokeskus Chydenius on saanut nimensä hänen mukaansa.

5 PROJEKT PÅ GÅNG = bioenergy CATALYTIC CONVERSION OF BIOMASS INTO BIOFUELS ( ) SPODULA II ( ) (tutkii faasimuutoslämpötilan osalta litiumprovinssin pegmatiittien spodumeenin soveltuvuutta litiumkarbonaattiprosessin raaka-aineeksi ) KEMMA ( ) Magisterutbildning inom Kemi i Karleby. LITIUM ( ) Batteritillverkning av Litiumkarbonat. LUTEK ( ) Förstärkning av forskningsmiljön inom Teknik och Naturvetenskaper HighBio - INTERREG NORD ( ) Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning VALOKATA ( ) Ljuskatalys som hindrar nedsmutsning av ytor och för vattenrengörning WISE ( ) Trådlösa nätverk för monotorering i omgivningen SUSFUFLEX ( ) Nya, innovativa och hållbara lösningar för fordonsbränsle; från biokomponenter till flexibla flytande bränslen ENHETEN FÖR NATURVETENSKAPER OCH TEKNIK

6 HIGHBIO - INTERREG NORD Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta EUROPEAN UNION European Regional Development Fund Ett FoU projekt mellan Sverige och Finland Bioenergi & Miljö T&K projekti Suomen ja Ruotsin välillä Bioenergia & Ympäristö Chydenius = Lead Partner (LP) för HighBio projektet

7 HIGHBIO - INTERREG NORD Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta EUROPEAN UNION European Regional Development Fund Planeringsgruppen för HighBio HighBio projektin suunnitteluryhmä Ulla Lassi Oulun YO/ Chydenius Ulf-Peter Granö Chydenius Yrjö Muilu Centria-Ylivieska Hannu Snellman Centria-Ylivieska Toivo Kuokkanen Oulun YO Marcus Öhman LTU, Luleå Joakim Lundgren LTU, Luleå Rikhard Gebart ETC i Piteå Magnus Marklund ETC i Piteå

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

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

10 Solens strålar Fotosyntes, 6 CO H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6O 2 = HighBio Förädling av bioråvaror Material Process Produkt Energi- Tillgänglig omvandling energi Skogsråvaror -Träråvaror - GROT - Odlade energiväxter Jordbruksråvaror - Gräsråvaror - Rörflen, Hampa,mm - Oljefrön - Spannmål Gödsel och avfall - Husdjursgödsel - biologiskt avfall Samhällsavfall - Gödsel - Processavfall Förbränning Pyrolys Alkoholfermentering Biogasproduktion Oljepressning Biogasproduktion Biogasproduktion Separering -> fast Värme Bio-Syngas Trägas (Kolmonoxid och Väte) Pyrolysolja Alkohol Växtolja Omförestring Biogas (metangas) Värme Fast bränsle Värmepanna CHP Gasmotor + gen. Värme Kemiska råvaror Bränsleråvaror Tekniskt bränsle BTL, GTL Värmepanna Växtolja Gasmotor + gen. Värme Biodiesel Tekniskt bränsle GTL Värmepanna CHP CHP=Combined Heat and Power BTL=Biomass to liquid GTL=Gas to liquid Värme för uppvärmning och process El Värme Kemiska produkter Fordonsbränsle Värme Oljor Fordonsbränsle El Värme Fordonsbränsle Värme El Ulf-Peter Granö

11 Auringon säteily Fotosynteesi, 6 CO H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6O 2 = HighBio Bioraaka-aineiden jalostus Materiaali Prosessi Tuote Energian Saatavissa muuntaminen oleva energia Metsäraaka-aineet -Puuraaka-aineet -Hakkuujäte -Viljellyt energiakasvit Maatalousraaka-ain. -Heinäraaka-aine -Ruokohelpi,Hamppu,mm -Öljysiemen -Vilja Lanta ja jäte - Kotieläinlanta - biologinen jäte Yhdyskuntajäte - Lanta - Prosessijäte Poltto Pyrolyysi Alkoholikäyminen Biokaasuntuotanto Öljynkäsittely Biokaasutuotanto Biokaasutuotanto Erotus -> kiinteä Lämpö Bio-Syngas Puukaasu (Hiilimonoksid ja Vety) Pyrolyysiöljy Alkoholi Kasviöljy Esteröinti Biokaasu (metaanikaasu) Lämpö Kiinteä polttoaine Lämmityskattila CHP Kaasumoottori+gen. Lämpö Kemiall. raaka-ain. Polttoaineraaka-ain. Tekn. polttoaineet BTL, GTL Lämmityskattila Kasviöljy Kaasumoottori +gen. Lämpö Biodiesel Tekn. polttoaineet GTL Lämmityskattila CHP CHP=Combined Heat and Power BTL=Biomass to liquid GTL=Gas to liquid Lämpöä lämmitykseen sekä prosessniin Sähkö Lämpö Kemialliset tuotteet Ajoneuvopolttoaine Lämpö Öljyt Ajoneuvopolttoaine Sähkö Lämpö Ajoneuvopolttoaine Lämpö Sähkö Ulf-Peter Granö

12 = HighBioprojektets primära område Fasta och gasformiga biobränslen Från skogen Biomassa Från lantbruk Fasta biobränslen o Ved o Träflis o Träpellet Samt flis av GROT och stubbar Förgasning Pyrolys Trägas Bio-Syngas Biobränsle Biogasproduktion Bakterier Biogas Ulf-Peter Granö

13 Kiinteät ja kaasumaiset polttoaineet = HighBio Metsästä Biomassa Maataloudesta Kiinteät polttoaineet o Halko o Hake o Puupelletit Hakkuutähteestä saatava hake sekä kannot Kaasutus Pyrolyysi Puukaasu Bio-Syngas Biopolttoaine Biokaasutuotanto Bakteerit Biokaasu Ulf-Peter Granö

14 = 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 Biodiesel Pyrolys- Förvätskning Pyrolys -olja Hydrolys Alkohol Fermentering Etanol Butanol Anaerob Fermentering Biogasproduktion Bakterier Biogas Vegetabiliska oljor Oljepress Omförestring Bio-El Bio-Värme Bio-bränsle Ligno-cellulosa => (Trä-) biomassa Ulf-Peter Granö

15 = 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 FT Fischer- Tropsch Hiilivety Biodiesel Pyrolyysinesteytys Pyrolyysiöljy Hydrolyysi Etanoli Butanoli Anaerobinen käyminen Biokaasutuotanto Bakteerit Biokaasu Kasviöljyt Bio-synteesikaasu Alkoholikäyminen Öljynpuristin Esteröinti Biosähkö Biolämpö Biopolttoaine Ulf-Peter Granö

16 = HighBio BIOENERGI Bioenergiråvaror från skog och jordbruk Direkt förbränning av, - GROT - Ved - Flis - Pellets Pyrolys - karbonisering Träkol Omvandling med värme Pyrolys Syntetisk gas (trägas) Pyrolysolja Trä-förgasning Förvätskning Alkoholfermentering Etanol Butanol Biokemisk omvandling Bakterier Anaerob nedbrytning Biogas Aerob nedbrytning Kompost Rening Eldning / Förbränning Syntetiska råvaror (BTL) Flytande bränsle Syntetiskt bränsle (GTL) Kemiska råvaror Kylning Värme/ånga El Gasmotor Drivning av fordon BTL=Biomass to liquid GTL=Gas to liquid Kemiska produkter Ulf-Peter Granö

17 = HighBio BIOENERGIA Bioenergiaraaka-aineet (metsäbiomassa ja maatalous) Suora poltto - Polttopuu - Hake - Pelletit Pyrolyysi -hiilestys Puuhiili Terminen käsittely (lämpö) Pyrolyysi Kaasutus Synteesikaasu (puukaasu) Suora nesteytys Pyrolyysiöljy Alkoholifermentointi Etanoli Butanoli Biokemiallinen käsittely Bakteerit Anaerobinen hajoaminen Biokaasu Aerobinen hajoaminen Komposti Puhdistus Lämmitys / Polttaminen Synteettiset raakaaineet (BTL) Nestemäiset polttoaineet Synteettinen polttoaine (GTL) Kemian raakaaineet Jäähdytys Lämpö/höyry Sähkö Kaasumoottori Ajoneuvokäyttö BTL=Biomass to liquid GTL=Gas to liquid Kemialliset tuotteet Ulf-Peter Granö

18 Biomassa från skogen Förgasning = HighBio Biomassa från skogen Energiskog Gallringar Slutavverkningar Glasbjörk Okvistad Kvistad GROT Stubbar Salix Förgasning Bio-Syngas Fälttorkning Storskalig Fälttorkning Fuktigt träflis Fälttorkning Biobränsle Stora CHP (Kraftvärme) Förbränning Torrtträbränsle - flis - pellets Mindre CHP Förädling Kemiska råvaror Ulf-Peter Granö

19 Biomassaa metsästä Kaasutus = HighBio Biomassaa metsästä Energiametsä Harvennukset Päätehakkuut Hieskoivu Karsimaton Karsittu Hakkuutähteet Kannot Paju Kaasutus Kostea puuhake Kenttäkuivaus Bio-synteesikaasu Kenttäkuivaus Biopolttoaine Laaja kenttäkuivaus Suuret CHP (Lämpövoima) Poltto Kuivattu puupolttoaine - hake - pelletti Pienet CHP Jalostus Kemialliset Raaka-aineet Ulf-Peter Granö

20 HIGHBIO - INTERREG NORD Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta EUROPEAN UNION European Regional Development Fund HighBio FoU - T&K Eri raaka-aineet Olika råvaror Kemian tuotteet Kemiska produkter Renad drivgas CHP-yksiköt Sähkö + lähilämpö Polttoaine Bränsle Kaasutus Kaasun puhdistus CHP El + närvärme Förgasning Rågasrening Sivutuotteet Restprodukter GTL

21 HIGHBIO - INTERREG NORD Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta EUROPEAN UNION European Regional Development Fund Kontaktpersoner - Yheteystiedot Jyväskylä universitet, Karleby universitetscenter Chydenius Ulla Lassi, Ulla.Lassi@oulu.fi (0) Ulf-Peter Granö, Ulf-Peter.Grano@chydenius.fi (0) eller (0) Centria i Ylivieska (yrkeshögskolans forskningsenhet) Yrjö Muilu, Yrjo.Muilu@centria.fi (0) Hannu Snellman, Hannu.Snellman@centria.fi (0) Oulun yliopisto, Uleåborg Toivo Kuokkanen, Toivo.Kuokkanen@oulu.fi (0) Luleå tekniska universitet Marcus Öhman, Marcus.Ohman@ltu.se (0) eller 0046 (0) Joakim Lundgren, Joakim.Lundgren@ltu.se +46 (0) ETC, Energitekniskt Centrum, Piteå Rikhard Gebart, Rikard@etcpitea.se 0046 (0) eller 0046 (0) Magnus Marklund, Magnus.Marklund@etcpitea.se (0) / (0) Henry Hedman, Henry.Hedman@etcpitea.se (0) / (0)

22 Projektets delar och samarbetsparter Projektin osat ja yhteistyökumppanit Partner WP & D WP1 CHYDENIUS OULU YO. CENTRIA ETC LTU Ansvar Vastuu WP & D En utvecklad förgasningsprocess - Kehitetty kaasutusprosessi WP1 D1 x x ETC / Henry Hedman WP1 D2 x x CENTRIA / Yrjö Muilu WP1 D3 x ETC / Magnus Marklund WP1 D4 x OULU YO / Toivo Kuokkanen WP2 Råvarans inverkan på förgasningsprocessen - Raaka-aineiden vaikutus kaasutusprosessiin (kaasun laatuun ja toimintaan) WP2 D1 x x ETC / Magnus Marklund WP2 D2 x x x x LTU / Marcus Öhman WP2 D3 x x x x LTU / Marcus Öhman WP3 Slutprodukter från förgasning - Kaasutuksen lopputuotteet WP3 D1 x x x x CHYDENIUS / Ulla Lassi WP3 D2 x x OULU YO / Toivo Kuokkanen WP4 Utvärdering och teknoekonomiska analyser - Arviointi ja teknotaloudellinen analyysi WP4 D1 x LTU / Joakim Lundgren WP4 D2 x CENTRIA /Yrjö Muilu WP5 Informationsspridning - Tietojen levittäminen WP5 D1 X x x x x CHYDENIUS / Ulf-Peter Granö WP5 D2 X x x x x CHYDENIUS / Ulf-Peter Granö

23 HIGHBIO - INTERREG NORD Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta EUROPEAN UNION European Regional Development Fund Partnereiden osuus budjetista Budgetens fördelningen mellan Finska och Svenska partner 18,5 % 14,6 % 22,3 % 55,4 % 20,5 % 24,1 % 44,6 % 100 %

24 HIGHBIO - INTERREG NORD Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta EUROPEAN UNION European Regional Development Fund Finansiering - Rahoitus EU-Interreg 57,1 % Länsstyrelsen i Norrbotten 5,3 % Norrbottens Läns landsting 5,5 % Norrbottens forskningsråd 1,9 % Lapin Lääninhallitus 21,8% Egen medfinansiering (SE) 7,5 % Virtuell insats 0,9 % Summa 100,0 % ca 1,6 M

25 Förgasning av biomassa Från skogen Biomassa Från lantbruk Produktgas Bio-Syngas för gasmotor, gasturbin, bränsleceller Reaktor Gasifisering av biomassa Kylning och rening Syntetisk Naturgas Bio-SNG Kemiska produkter. El (kwe) Värme (kwth) Metanol (CH 3 OH) Bränsle Flytande Gasformigt Kemiska råvaror Ulf-Peter Granö

26 Biomassan kaasutus Metsästä Biomassa Maataloudesta Tuotekaasu Bio-Syngas kaasumoottorille, kaasuturbiinille, polttokennoille Reaktori Biomassan kaasutus Jäähdytys ja puhdistus Synteettinen luonnonkaasu (Bio-SNG) Kemialliset. tuotteet Sähkö (kwe) Lämpö (kwth) Polttoaine Nestemäiset Kaasumaiset Kemialliset raakaaineet Ulf-Peter Granö

27 CHEMPLANT pilotskala - kemisk försöksfabrik i Karleby Gastvätt Reaktor Destillationskolon n Reaktori Reaktor Destillering Gastvätt Filtrering Kross Kvarn Siktningsutrustning Tork Behållare, tankar och annant Automatik- -utrustning - Metso DNA

28 CHEMPLANT pilot -mittakaavan kemian koetehdas Kokkolassa Kaasunpesuri Reaktori Tislai n Reaktori Reaktori Tislain Kaasunpesuri Suodatin Murskain Mylly Seulontalaitteisto Kuivain Säiliöt ja muut varusteet Automaatiojärjestelmä - Metso DNA

29 Fossil gas Gas från biomassa Naturgas Stenkol Fossil olja Fossil råvara Från skogen Biomassa Från lantbruk Från lantbruk Halm, Gräs, mm Biomassa Våt biomassa - Gödsel - Bio-avfall, mm Storskalig förgasning Pyrolys Förgasning Pyrolys Biogasproduktion Anaerob fermentering Rening Rening Naturgas SNG Bio-Syngas Bio-SNG Biogas SNG = Synthetic Natural Gas Bio-SNG = Bio Synthetic Natural Gas Ulf-Peter Granö

30 Fossiilinen kaasu Kaasu biomassasta Maakaasu Kivihiili Fossiilinen öljy Fossiilinen raaka-aine Metsästä Biomassa Maataloudesta Maataloudesta Olki, heinä, jne. Biomassa Märkä biomassa -lanta - Biojäte, mm Suuren mittakaavan kaasutus Pyrolyysi Kaasutus Pyrolyysi Biokaasutuotanto Anaerobinen käyminen Puhdistus Puhdistus Maakaasu SNG Bio-Syngas Bio-SNG Biokaasu SNG = Synthetic Natural Gas Bio-SNG = Bio Synthetic Natural Gas Ulf-Peter Granö

31 The EK Gasifier, Pilot unit Innovated by Eero Kangasoja and developed by Yrjö Muilu In use of the HighBio project The Pilot unit, built in the Container (2 x 2 x 2,5 m) On the back end of the Container

32 The Product Gas is cooled and cleaned Gas engine Cleaning and Cooling The piston engine and the generator (15 50 kwe and kwth )

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

34 POLTTOAINE SYÖTTÖ SOIHTU KAASUTIN POLTIN BRÄNNARE LAUHDUTIN/SUODATUS VÄRMEVÄXLING TULISTUS MOOTTORI JA GENERAATTORI Bild/Kuva, CCM-Power

35 Bild/Kuva, CCM-Power

36 The CHP unit in Lestijärvi Gasifying of wood chips Owner, The Lestijärvi Wood Chips Cooperative Contact person, Harri Kavanterä Mr. Harri Kavanterä The silo dryer for wood chips The total thermal heat ca 1,7 MW (th), power from the CHP unit ca 370 kw (e)

37 The Entimos Downdraft gasifier The gas cleaning unit The Dorman V12, 45 l, ca 1000 hp and the 370 kw generator The gasifier The Computer-Aided Operation of the gasifier and CHP unit

38 Utlokaliserad Etanol produktion nära råvaran Bild/Kuva, St1

39 Hajautetun tuotannon prosessi lähellä raaka-aine Bild/Kuva, St1

40 Farmari Lantbruksmässa 30 juli 2 augusti 2009 Farmari Maatalousnäyttely Karleby

41 HIGHBIO - INTERREG NORD Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta EUROPEAN UNION European Regional Development Fund HighBio Tack Kiitos! Sähkö - El (kwe) Lämpö - Värme (kwth) Kemian tuotteet Kemiska produkter Polttoaine Bränsle