Puun (metsäbiomassan) käyttö nyt ja tulevaisuudessa

Transkriptio

1 Puun (metsäbiomassan) käyttö nyt ja tulevaisuudessa Olli Dahl, alto yliopisto, Kemiantekniikan korkeakoulu, Puunjalostustekniikan laitos, Espoo Bioreducer-seminaari Oulussa

2 Sisällys Metsäbiomassan käyttöön vaikuttavat trendit Mitä metsäbiomassasta voi tehdä ja miten? Kannattavimmat arvoketjut tänään! Kannattavimmat arvoketjut 2020? Yhteenveto ja miten eteenpäin? 2

3 Metsäbiomassan käyttöön vaikuttavat trendit Ilmastonmuutos Kestävää energiaa ja hiilineutraaleja biopohjaisia tuotteita tullaan tarvitsemaan Suomessa runsaat havumetsävarat, joiden määrä kasvaa tulevaisuudessa! EU-direktiitivit ja säännökset Edistävät voimallisesti metsä- ja peltobiomassan käyttöä EU:n alueella uhkana on pula kestävästä biomassasta ( sääntö) Maailman väestön kasvu Väestön kasvu jakaantuu epätasaisesti kehittyvien ja kehittyneiden maiden kanssa Kehittyneissä maissa paperin kulutus laskee - kehittyvissä vielä nousee, mutta kuinka kauan? Nykymuotoisen metsäteollisuuden kannattavuuden heikentyminen Suomessa tehtaita lakkautetaan ja tuotanto valuu muualle (Sellu- ja pakkauskartongit ovat poikkeus) Mitä pitäisi tehdä, jotta biomassaa voisi hyödyntää mahdollisimman kestävästi? 3

4 Mitä metsäbiomassasta voi tehdä ja miten? Vaihtoehdot tuoko uudet tuotteet ratkaisun? Mekaaniset Prosessit Sahatukki Puutuotetekniikka Hiilineutraalit puutuotteet Kaikkia tuotteita, jotka sisältävä C, H tai O Source: modified from figure, Riekko & nttila, SITR report, Sarja B n:o 61. Helsinki

5 Mitä metsäbiomassasta voi tehdä ja miten? CO 2 -taseen arviointi on tärkeää ja tuotantopaikalla on suuri merkitys Ohraetanoli, suomi Rypsidiesel, suomi Rapsidiesel, EU 2040 ktoe = 0,7 % EU:n polttoainemarkkinoista LÄHDE: VTT TIEDOTTEIT

6 Mitä metsäbiomassasta voi tehdä ja miten? Kannattavan tuotannon reunaehdot Kaikkien uusien prosessien ja tuotteiden täytyy olla kestäviä (ympäristö, talous ja sosiaalinen ulottuvuus) Kun arvioidaan uusia biojalostamoja, niin raaka-aineen saatavuudella ja hinnalla on suuri merkitys!! Eräs skenaario on se, että puun energiasisällön hinta seuraa raaka-öljyn energiasisällön hintaa? (arvio 1000 kg raakaöljyä = MJ ja 1000 kg puuta = MJ) Raakaöljy, barelli 20 USD 100 USD 150 USD 200 USD Puun hinta, m Tästä yhteydestä johtuen uusien prosessien tulee olla tehokaita ja niiden tuotteiden tulee olla erittäin arvokkaita tai niiden tulee korvata tuotteita, joita nykyisin valmistetaan raaka-öljystä (liikennepolttoaineet, energia, muovit, jne ) TKK Bioref Project

7 Mitä metsäbiomassasta voi tehdä ja miten? - yksittäisten tehtaiden ja tuotteiden kannattavuus CHP (Lämpö ja sähkö), FT-dieseli, Etanoli ja Metanoli) Puubiomassa (pääasiassa metsätähdettä) Tehdas kapasiteetti 200 MW (kuivaa puubiomassa t/a ( m 3 /a kuoripäällistä puuta)) Laskentojen oletushinnat Metsätähde, 10 /MWh (20 /m 3 kuorellinen puukuutio) Sähkö, 30 /MWh Höyry, 13 /MWh Dieseli, 530 /t (62 cnt/l) Metanoli, 235 /t (30 cnt/l) Etanoli, 500 /t (63 cnt/l) TKK Bioref project

8 Mitä metsäbiomassastà voi tehdä ja miten? - yksittäisten tehtaiden ja tuotteiden kannattavuus Teknologian luotettavuus Energia FT-diesel Etanoli Metanoli Markkinat tuotteille Takaisinmaksuaika Raaka-aineen hinnan vaikutus kannattavuuteen Jotta riittävän edullinen raaka-aine voidaan taata uusille prosesseille on niiden oltava lähellä nykyisiä puubiomassan käyttäjiä Ylimäärä energia tulee hyödyntää maksimaalisesti (integrointi yhdyskuntaan) TKK Bioref project

9 Kannattavimmat arvoketjut Suomessa - tänään Mekaaniset Prosessit Sahatukki Puutuotetekniikka Hiilineutraalit puutuotteet 75 /k-m 3 Sahatavara, 200 /k-m 3 (+125 ) 40 /k-m 3 Paperisellu, 105 /k-m 3 (+65 ) 40 /k-m 3 Liukosellu, 150 /k-m 3 (+110 ) 20 /k-m 3 Sähkö ja höyry, / k-m 3 ( ) B I O M S S N L T U

10 Kannattavimmat arvoketjut Suomessa Mekaaniset Prosessit Sahatukki Puutuotetekniikka Sahatavara, liimapuupalkit, desingtuotteet ja palvelut Hiilineutraalit puutuotteet Liukosellu, sokerit, viskoosituotteet Mikro- ja nanosellu, sokerit Liikennepolttoaineet (mustalipeän kaasutus), Muovien raaka-aineet (kuidut ja selluloosa) B I O M S S N L T U

11 Yhteenveto ja miten eteenpäin? Metsäbiomassasta voidaan valmistaa kaikkia niitä tuotteita, joissa on hiiltä ja vetyä (mm. liikennepolttoaineet, muovien raaka-aineet, uudet kuitutuotteet ja komposiitit) Haasteena on löytää kannattavimmat ja kestävimmät valmistusreitit Uutta biotuoteteollisuutta ei kuitenkaan saa liiallisesti tukea! lkuvaiheen investointituet ovat suotavia, mutta tuotanto- tai lopputuotetuet ei! Uusien prosessien ja tuotteiden tulee itsessään olla kannattavalla ja kestävällä pohjalla, koska biomassan hinta euroopassa tulee nousemaan jyrkästi mikäli EU:n tavoitteet pitää saavuttaa Vaikuttaminen EU politiikkaan on nyt olennaista. Esim. Biomateriaalien käyttöä muovien seassa tulisi suosia osana ilmastopolitiikkaa (NISCluster Oy, Jukka Kantola) 11

12 Yhteenveto ja miten eteenpäin? Suomen tulevaisuus on edelleen metsissä! merkittävät metsävarat (erityisesti havupuu), jonka jalostusarvo tulee nousemaan osaamisen kehittymisen myötä Metsä on kultaakin kalliimpaa! Emme saa kuitenkaan unohtaa kannattavia perinteisiä metsäbiomassan hyödyntämisreittejä (sahatuotteet, energiantuotanto ja eräät pakkauskartongit) Parhaat edellytykset toistaiseksi näen suomalaisten sellutehtaiden / sahojen modifioinnilla uusien biotuotteiden tekijöiksi Infrastruktuuri valmiina, valmiit puunhankinta-alueet / organisaatiot Energiaomavaraisia Sopivan kokoisia modifiointiin 12

13 Kiitos! Prof. Olli Dahl alto yliopisto Kemiantekniikan korkeakoulu Puunjalostustekniikan laitos, Puhtaat teknologiat tutkimusryhmä GSM