Kaasutustekniikkaan perustuva liikennepolttoaineiden valmistus. METLA VTT tutkimusohjelman seminaari Espoo 4.6.2012 Esa Kurkela, VTT

Samankaltaiset tiedostot
Uusien liikenteen biopolttoaineteknologioiden

Mitä uutta energiajalosteiden ja liikennepolttoaineiden tuotannosta?

Kaasutukseen perustuvat CHP-tekniikat. ForestEnergy2020 -tutkimus- ja innovaatio-ohjelman vuosiseminaari, Joensuu,

BIOPOLTTONESTEITÄ JÄTTEISTÄ JA BIOMASSASTA II Anja Oasmaa, Yrjö Solantausta, Vesa Arpiainen, VTT

Sellutehdas biojalostamona Jukka Kilpeläinen, tutkimus- ja kehitysjohtaja, Stora Enso Oyj Biotekniikka kansaa palvelemaan yleisötilaisuus

Biomassasta ja jätteestä synteesikaasua

Uudet kaasutuskonseptit, RES-hybridit ja integrointi prosessiteollisuuteen. Esa Kurkela 2G Biofuels-projektin seminaari Bioruukki, Espoo

Metsäbiomassaan perustuvien nestemäisten biopolttoaineiden ilmastovaikutukset

Geoenergian tulevaisuuden visio. Jari Suominen

Biopolttonesteistä biokemikaaleihin

Kestävä ja älykäs energiajärjestelmä

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Social and Regional Economic Impacts of Use of Bioenergy and Energy Wood Harvesting in Suomussalmi

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Metsäbiojalostamot. Energia-lehti 7/2006: "Biojalostamo pelastaa" "Kaasutuksessa muhii miljardibisnes" Metsätehon seminaari Helsinki, 17.3.

Kaasutuksen T&Kaktiviteetteja

Synteesikaasuun pohjautuvat 2G-tuotantovaihtoehdot ja niiden aiheuttamat päästövähenemät

Space for work, meetings and events. Expert Services for knowledge intensive and growth oriented SME s

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Puupohjainen Bio-SNG kaasutusteknologian kehitysnäkymiä. Gasumin kaasurahaston seminaari / Bankin auditorio / ti tutkija Ilkka Hannula VTT

METSÄT JA ENERGIA Kannattaako keskittyä hajautettuun? Pekka Peura

Suomestako öljyvaltio? Kari Liukko

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Hiilineutraalin Turun toimenpiteet ja haaste Lounais-Suomen yhteinen ilmastohaaste, Rauma Turun kaupunginhallituksen puheenjohtaja Olli A

Pyrolyysiöljyn tuotannon arvoverkon rakentaminen. Metsätalous Roadshow Jyväskylä Jani Lehto VTT Technical Research Centre of Finland

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

LIIKENTEEN BIOPOLTTOAINEIDEN HIILIJALANJÄLKIVERTAILU. BioRefine- ja Vesi loppuseminaari Risto Soukka

KOKOEKO-seminaari Jätteen syntypaikkalajittelun merkitys leijupetipoltossa Timo Anttikoski, Myyntipäällikkö, Andritz Oy

TÄUBLER OY. Vuorimiehenkatu Helsinki Finland. Puh: Fax:

Pyrolyysiöljy osana ympäristöystävällistä sähkön ja kaukolämmön tuotantoa. Kasperi Karhapää

Biomassan poltto CHP-laitoksissa - teknologiat ja talous

Pohjois-Savon maakuntavaltuuston seminaari

Sähköjärjestelmän käyttövarmuus & teknologia Käyttövarmuuspäivä

Fortum Power and Heat Oy Joensuu power plant

Puun biojalostuksen uudet liiketoimintamahdollisuudet. Pohjois- Savosta puun biojalostuksen piilaakso

BIOMASSASTA TOISEN SUKUPOLVEN LIIKENTEEN POLTTOAINEITA Liekkipäivä, Otaniemi Esa Kurkela

Parisiin sopimus vs. Suomen energia- ja ilmastostrategia 2030

Wärtsilä Corporation. Interim Report January-June 2003 Ole Johansson President & CEO. 31 July Wärtsilä

Vuoden 2020 tavoitteet ja puuenergian käyttöskenaariot

Finnish experiences in designing and funding the renewable energy projects

Helsinki Metropolitan Area Council

ReFuel 70 % Emission Reduction Using Renewable High Cetane Number Paraffinic Diesel Fuel. Kalle Lehto, Aalto-yliopisto 5.5.

Tulevaisuuden energiateknologiat - kehitysnäkymiä ja visioita vuoteen ClimBus-ohjelman päätösseminaari kesäkuuta 2009 Satu Helynen, VTT

Low-Carbon Finland Platform Energiajärjestelmäskenaariot. Antti Lehtilä Tiina Koljonen

Liikennepolttoaineiden tuotanto biokaasusta erotetun hiilidioksidin avulla

Technische Daten Technical data Tekniset tiedot Hawker perfect plus

Jätteiden energiahyötykäyttö ja maakaasu Vantaan Energian jätevoimala

Biometaanin tuotannon ja käytön ympäristövaikutusten arviointi

Timo Saarelainen Toimitusjohtaja Honeywell Oy Bioenergia Yksi Itä-Suomen mahdollisuuksista Kuopio 30. lokakuuta 2009

Miten ymmärtää puubiomassan kaasutusta paremmin? - Hiilen kaasutusmallin kehittäminen

Turun ilmasto- ja energiatoimenpiteitä

Pamaus ry Uusiutuva energia Suomen mahdollisuus

VALERIE CASE STUDY TRIAL - REPORT

VALTAKUNNALLINEN YLIOPISTOKESKUSSEMINAARI Tulevaisuuden innovaatioiden, oppimisen ja osaamisen ekosysteemejä

Biokaasuntuotannon alueelliset mahdollisuudet Pohjois Savossa

Tork Paperipyyhe. etu. tuotteen ominaisuudet. kuvaus. Väri: Valkoinen Malli: Vetopyyhe

SolarForum. An operation and business environment development project

Tervetuloa! Jyrki Haataja aluejohtaja Suomen metsäkeskus julkiset palvelut Kainuun alue

Skene. Games Refueled. Muokkaa perustyyl. for Health, Kuopio

Bioenergian varoista ja käytöstä, kestävyyskriteereistä ja tarkasteluista, 2G Biofuels markkinoista

Puuperusteisten energiateknologioiden kehitysnäkymät. Metsäenergian kehitysnäkymät Suomessa seminaari Suomenlinna Tuula Mäkinen, VTT

Liikenteen biopolttoaineet

KYMENLAAKSO- FINLAND S LOGISTICS CENTRE- REGION OF OPPORTUNITIES Kai Holmberg, NELI-North European Logistics Institute RIGA

Indoor Environment

Biomassan saatavuus, korjuu ja käyttö casetarkastelujen

Prognos Julkaisusuunnitelmat

ECSEL - Electronic Components and Systems for European Leadership

BIOCHINA-HANKE KAUPPAA JA KASVUA SUOMALAISILLE BIOENERGIAYRITYKSILLE KIINASSA

Kansainvälisiä tutkimus- ja kehitysprojekteja ekotehokkaan rakennetun ympäristön tuottamiseen, käyttöön ja ylläpitoon

Tilannekatsaus liikenteen biopolttoaineista. Tuula Mäkinen Ekoauto tiedotustilaisuus

Energy and Environment Partnership with Central America Panama city

Katri Vala heating and cooling plant - Eco-efficient production of district heating and cooling

Metsäenergian kehitysnäkymät Suomessa - kutsuseminaari

Uusiutuva/puhdas energia haasteita ja mahdollisuuksia. Prof. Jarmo Partanen

appropriate power range: 1-7 megawatts proportion of electric power of total energy is ca 30 % Entimos Ltd offers complete ready-to-use system

Seppo Niemi Energiatekniikka Teknillinen tiedekunta

Tekes the Finnish Funding Agency for Technology and Innovation. Copyright Tekes

Chemistry in Biomass Combustion ChemCom

LYTH-CONS CONSISTENCY TRANSMITTER

Nuclear power in 2015 Global and European perspectives 5/4/2015 1

CO2-tavoitteet aluesuunnittelussa; Case Lontoo

Onko jo pien-chp:n aika?

Menestyksekkäät bioöljyhankkeet Tekesin näkökulmasta

Laskuri investointien avuksi

Bioenergiatrendit maailmalla, EU:n ohjauskeinoja ja RTD työkalut - taustaa ForestEnergy2020 ohjelmalle

Pelletizing trials Autum 2008

13/04/2011. Energy supply of communities facing challenge of Climate Change. Energiatehokkuus alkaa kaavoituksesta

Kohti biojalostamoja biomassan termokemiallinen jalostus kaasutuksen avulla

MITÄ HYÖTYÄ TUTKIMUKSEN JA KOULUTUKSEN YHTEISTYÖSTÄ ON LIIKETOIMINNALLE?

Fortum Otso -bioöljy. Bioöljyn tuotanto ja käyttö sekä hyödyt käyttäjälle

Teollisuuden kehitystä ennakoivia indikaattoreita USAssa ja Euroalueella Future Industrial Trend Indicators in the USA and Euro Area 12

Älykäs erikoistuminen. Kristiina Heiniemi-Pulkkinen

Efficiency change over time

BIOJALOSTUKSEN INNOVAATIOPÄIVÄ. Lappeenranta, Kaupallisen teknologian soveltaminen bioöljyn tuotantoon Kari Liukko

Sähkön rooli? Jarmo Partanen LUT School of Energy systems

Biotalouden uudet arvoverkot

Transkriptio:

Kaasutustekniikkaan perustuva liikennepolttoaineiden valmistus METLA VTT tutkimusohjelman seminaari Espoo 4.6.2012 Esa Kurkela, VTT

2 Polttokaasua suoraan energiantuotantoon ja synteesikaasua polttoaineitten ja kemikaalien valmistukseen

3 Ilmanpaineinen leijukerroskaasutus voimalaitosten ja teollisuuden uunien yhteydessä - kaupallista teknologiaa, Suomessa kolme laitetoimittajaa -Lahti in operation 1: Connected since to 1998 PC-boiler - no in operation commissioning since 1998 problems - 50 high 000 fuel operating flexibilityhours - gasifier availability > 95 % - boiler emissions decreased - payback time ca. 8 years Main boiler 360 MW th Joutseno, CFB gasifier 48 MWth Connected to lime kiln Under construction From: Andritz Gasifier feed preparation CFB gasifier of 60MW New industrial CFB gasification plants constructed in 2011-12 two new gasifiers (2x80 MW) at Lahti waste-to-energy plant (supplier: Metso) one large gasifier (140 MW) in Vaasa (supplier: Metso) lime kiln gasifier (48 MW) at Joutseno (supplier Andritz) lime kiln gasifier (12 MW) at Varkaus was returned to air-blown operation mode after succesfull O 2 -blown test campaigns for Neste Oil and Stora Enso (Foster Wheeler)

4 Syngas Route to Biofuels Integrated Concept studied at VTT s UCG-project in 2004-07 VTT PDU Paper or pulp Process steam & power power plant Pulp and paper mill Energy to drying Gasification and gas treatment fuel gas + steam 50-150 MW Industrial Demo at Varkaus Forestry residues, mill residues, straw, energy crops, urban biowaste Biomass handling and drying 150-300 MW bark, forestry residues, other biomass steam & oxygen synthesis -gas Synthesis & upgrading 75-160 MW Hydrocarbon fuels (FT) or methanol, DME, SNG, H 2, etc. GTI Pilot

5 Suomesta kolmen konsortion NER-300 hakemukset puupohjaisen FT-dieselin tuotantolaitoksiksi Three consortiums are presently planning second-generation BTL biorefineries in Finland The planned capacities are 100 000 200 000 ton/a of diesel EU s NER300 funding has been applied - decisions expected at the end of 2012 Overall investment costs in order of 400-800 million? Complicated process concept Very large-scale is needed to achieve positive economics First plants will be more expensive than mature technology

6 Production of Transportation Fuels from Biomass 2G-Biofuels 2020 Project - 2012-14 Pilot-scale development of new innovative processes for improved efficiency and lower production costs Gasification-based systems Optimized high-pressure steam-oxygen gasification process aiming to improved fuel-to-syngas conversion efficiency and to wider feedstock basis (above 200 MW scale) Indirectly heated gasification for smaller size range (50-200 MW) Syntheses/catalysts with less stringent gas purity requirements compared with present processes Alternatives based on pyrolysis technology Pyrolysis oil production integrated to CHP Catalytic pyrolysis to improve oil quality Upgrading of pyrolysis oil for transportation fuels Co-production of fuels, heat and electricity integration to forest industries and district heating => high overall efficiency Total budget 7.3 M in 2012 14; second phase in 2015 17 Industrial partners: Andritz-Carbona, Foster Wheeler, Metso, UPM- Kymmene, NSE Biofuels, Fortum

7 Kaasutussovellusten asettamat polttoainevaatimukset Biomassojen laatuvaatimukset erilaisia eri sovelluksissa CFB kaasuttimet kattilakäytössä (Vaasa,Lahti) soveltuvat laajalle polttoainekirjolle BTL-sovellusten happi-höyrykaasutusprosessit hieman herkempiä - Tuhkan sulaminen, tervan muodostus - Paineellinen syöttö asettaa vaatimuksia palakoolle ym. BTL-sovellusten erityispiirteitä Laitoskoko erittäin suuri 300-400 MW vastaten yli 1 milj. m3, vuosi Kestävyyskriteerit tärkeitä Laaja polttoainekirjo: tehtaan sivutuotteet, metsätähteet, ensiharvennuspuu, agrobiomassat ja jätepolttoaineet? Metsäbiomassojen hankintaketjut tärkeitä logistiikkakulut korkeita Raaka-aine kuivataan alle 20 %:n loppukosteuteeen Tuhkan kierrätys ja muu loppukäyttöä tärkeitä Pääosa puun kaliumista ja kalsiumista päätyy lentotuhkaan ja karkea kiviaines pohjatuhkaan Lentotuhka sisältää reagoimatonta hiiltä tyypillisesti 20-40 %

Nopean pyrolyysin demonstrointi integrointuna Fortumin Joensuun lämpövoimalaan ForestEnergy2020 tutkimusohjelman tutkijaseminaari 4.6.2012 Espoo Yrjö Solantausta VTT

9 15.5.2012-9 Why Fast Pyrolysis Production Feasible at relatively small scale High yield of bio fuel oil from biomass Transport, storage Fluid product for logistics Energy density Challenging properties Utilisation Good control of feed/injection 20 to reach low emissions 15 At existing units Potential for upgrading to higher value products Energy Density MJ/l 40 35 30 25 10 5 0 LFO Bio-oil Wood pellets Wood chips

Development of Fast Pyrolysis Bio Oil Production Capacity MW 30 Envergent Fortum 10 Ensyn BTG BTG 1-5 Ensyn/ENEL UEF Fortum - Vapo FZK / KIT BTG Metso 0.1 Ensyn and others University of Waterloo and others 0.0005 University of Waterloo and others 1980 2000 2010 2020 15.5.2012-10 VTT experimental

11 VTT Has Participated into Operation of Four Different Fast Pyrolysis Pilot Plants During 1994-2012 WFPP - Union Fenosa, Spain, 1990 s Ensyn - ENEL, Italy, 1990 s Forestera Fortum, Finland, 2000 ITP - Metso, UPM, Fortum, Finland, 2009->

12 Fortum Joensuu: an Integrated Bio-Oil Demonstration Plant Bio-oil capacity 30 MW Annual production 50 000 t, 210 GWh Start-up 2013 Feedstock Forest residues, sawdust Reactor and pyrolysis oil recovery inside the boiler building Fuel receiving, drying and crushing Bio-oil tanks Source:

13 The Integrated Pyrolysis VTT Technology Heat and Power Fluid bed boiler Flue gases Fast pyrolysis Boiler fuel Pyrolysis fuel Sand + char Hot sand Bio oil

14 100 % Bio-Oil Combustion

Acknowledgements Kai Sipilä Anja Oasmaa Jani Lehto Eeva Kuoppala Kristian Lindfors Jaana Korhonen Matti Reinikainen Ville Paasikallio Sampo Ratinen Jouko Kukkonen Anssi Källi Pekka Saarimäki