Biotalouden uudet arvoverkot Metsäbiotalouden Roadshow 2013 6.9.2013 Jyväskylä Outi Pakarinen Jyväskylä Innovation Oy Kuva, jossa ihmisiä, tässä markkeerauskuva
Sisältö Taustaa Projektin kuvaus Tunnistettuja arvoverkkoja Alustavia tuloksia 11.9.2013 2
Taustaa EU:n Biotalousstrategia hyväksyttiin 13.2.2012 Tavoitteena innovatiivisempi ja vähäpäästöisempi yhteiskunta Strategian toimintasuunnitelma: kehitetään uusia biotalouden teknologioita ja prosesseja, kehitetään biotalousalan markkinoita ja kilpailykykyä sekä edistetään päättäjien ja sidosryhmien tiiviimpää yhteistyötä (Euroopan Komissio 2012) Komission perustama biotalouden seurantakeskus aloitti toimintansa maaliskuussa 2013 Kerää tietoa markkinoiden kehityksestä EU:n, kansallisten ja alueellisten biotalouspolitiikkojen, tutkimus- ja innovointivalmiuksien ja tähän liittyvien julkisten ja yksityisten investointien tason kartoittamiseksi. Tiedot verkkoportaaliin vuonna 2014 Biotalous käsittää maalta, vesistöistä ja jätteistä saatavien biologisten resurssien käyttöä ruuan ja rehun tuotannossa, teollisuudessa sekä energiatuotannossa. 11.9.2013 3
Taustaa Kansallisen biotalousstrategian valmistelu käynnissä, www.biotalous.fi TEM, YM ja MMM valmistelevat Tulee valtioneuvoston hyväksyttäväksi syksyllä 2013 Suomi suuntaa kohti vähähiilistä ja energiatehokasta yhteiskuntaa, joka perustuu uusiutuvien luonnonvarojen ja kierrätettävien materiaalien käyttöön. Aiomme olla biotalouden edelläkävijä ja edistää samalla maan kilpailukykyä, talouskehitystä, työllisyyttä ja ihmisten hyvinvointia. Hallituksen tavoitteena on vähentää kasvihuonekaasupäästöjä 80 95 % vuoteen 2050 mennessä. Suomen kasvihuonekaasupäästöistä noin 80 % on peräisin energian tuotannosta ja kulutuksesta, eli energian käyttöön liittyvien päästöjen pitäisi tippua lähes nollaan Suomen energia- ja ilmastotiekartta vuoteen 2050 valmistelu käynnissä. Tulevaisuuden käyttövoimat liikenteessä työryhmän loppuraportti 11.9.2013 4
Biotalouden uudet arvoverkot Rahoittaja: TEM Uusiutuva metsäteollisuus (Jyväskylä, Joensuu ja Savonlinna), Energiateknologian (Jyväskylä, Joensuu, Vaasa), ja Ympäristöteknologian (Lahti) klusteriohjelmat (OSKE) mukana projektissa Jyväskylä Innovation Oy koordinoi Projektin kesto: 1.1.2013-31.12.2013 Budjetti: 95 000 Tavoitteena tunnistaa ja monistaa biotalouden potentiaalisimpia arvoverkkoja Erityisesti keskitytään klusterien rajapinnoilta löytyviin arvoverkkoihin ja sellaisiin arvoverkkoihin, joissa on liiketoimintamahdollisuuksia pk-yrityksille Projektiryhmä tunnistanut lukuisia biotalouden arvoverkkoja, jotka liittyvät mm. hajautettuun uusiutuvan energian tuotantoon, biopolttoaineisiin, ravinteiden kierrätykseen ja metsäteollisuuden uusiin liiketoimintamahdollisuuksiin 11.9.2013 5
Esimerkkejä tunnistetuista biotalouden arvoverkoista Biomassan tehostettu keräys ensiharvennuksilla Biokaasun tuotantoon liittyvät arvoverkot Biokaasulaitosten kierrätysravinteiden hyödyntäminen Bioetanolin arvoverkot Uuttoteknologiat (hemiselluloosa, ligniini) Tuhkan hyötykäyttö, ravinteiden palauttaminen CO 2 talteenotto ja hyötykäyttö Ylijäämälämmön hyödyntäminen kalan sisäallaskasvatuksessa Torrefiointi Levien kasvatus metsäteollisuuden jätevesissä bioenergian ja kierrätysravinteiden raaka-aineeksi Integroitu energiaterminaali eli RDF:n (refuse-derived fuel) ja biopolttoaineiden logistiikka ja terminaalitoiminnot (toteuttaja LADEC + konsultti) Energiayrittäjyys (toteuttaja Merinova) Pyrolyysiöljy (toteuttaja VTT) Biodieselin ja biokaasun yhdistetty tuotanto rasvapitoisista 11.9.2013 jätteistä (toteuttaja Clients Finland Oy) 6
Bioetanolin tuotantoprosessit Tärkkelys ja sokeripitoisesta biojätteestä (St1, Etanolix ) Raaka-aineena mm. leipomoiden jätteet ja prosessitähteet, esim. taikinat, kauppojen ylijäämäleivät sekä juomatuotannon ylijäämät ja hukkavirrat, makeistuotannon ja perunanjalostuksen jätteet ja prosessitähteet, muut tärkkelys- ja sokeripitoiset liemet ja massat Kapasiteetti 1000-9000 m3 etanolia vuodessa Sivutuotteena liuosrehu Laitokset Jokioisilla, Lahdessa, Vantaalla ja Haminassa Biojätteestä (St1, Bionolix ) Raaka-aineena teollisuuden, kauppojen ja kotitalouksien erilliskerätty biojäte Laitos vastaanottaa 19 000 t raaka-ainetta, tuottaa 1 M l bioetanolia Laitos Hämeenlinnassa, integroitu biokaasulaitokseen, joka tuottaa lämpöä, sähköä ja lannoitetta mm. etanoliprosessin mäskistä Selluloosapitoisista sivuvirroista (St1, Cellunolix ) Raaka-aineena mm. sahanpuru, olki Ensimmäinen laitos suunnitteilla Kajaaniin, investointipäätös tehdään 2013, tuotanto voisi alkaa 2015 Kapasiteetti 10 M litraa Sivutuotteena syntyvä ligniini hyödynnettäisiin sähkön ja lämmön tuotannossa St1:n tavoitteena tuottaa 300 miljoonaa litraa 2020 luvulla (noin 10-kertainen nykyiseen verrattuna) Myös ainakin Sieviin ja Forssan seudulle suunnitteilla peltobiomassaan perustuvia bioetanolihankkeita 11.9.2013 7
Esimerkki St1 Kajaanin etanolilaitos, Suomi 8 St1 valmistaa sahanpurusta bioetanolia fossiilisten polttoaineiden korvaajaksi. Yrityksen liikevaihto: St1:n liikevaihto oli 830 M vuonna 2011. Kilpailuedut: St1:n kehittämä uusi, pilotoitu teknologia laajentaa etanolintuotannon selluloosapohjaisiin raaka-aineisiin. Kajaanin laitos on maailman ensimmäinen puuraaka-aineesta biopolttoainetta tuottava laitos (10-20 miljoonaa litraa vuodessa). Etanolia valmistetaan sahanpurusta ja mahdollisesti myös oljesta ja kemiallisen metsäteollisuuden tuotteista. Laitoksella on useita synergiaetuja: etanolin valmistuksessa käytettävä sahanpuru on Pölkky Oy:n sivutuote ja sen lisäksi etanolintuotannossa syntyy sivutuotteena energia- ja ligniinipitoista massaa, joka voidaan polttaa Kainuun Voiman voimalaitoksessa ja tuottaa näin ollen prosessin tarvitsema höyry. Markkinat: Globaali biopolttoainekapasiteetti oli 130 miljardia litraa vuonna 2012 ja sen odotetaan kasvavan 300 miljardiin litraan vuoteen 2022 mennessä. Kotimaassa on myös merkittävä ja kasvava markkina: Suomen tavoitetaso on, että vuonna 2020 polttoaineista 20 prosenttia olisi biopohjaista. St1 rakentaa sahanpurua raaka-aineena käyttävien etanolitehtaiden verkostoa Suomeen ja tavoittelee 300 miljoonan litran vuosittaista kapasiteettia vuoteen 2020 mennessä. Liiketoiminnan käynnistämisen ja kehittämisen haasteet: Raaka-ainevirran turvaaminen (Kajaanin ympärillä on muita sahoja, joiden kanssa yhtiö voi tarvittaessa neuvotella raaka-aineesta) ja etanolin jatkokäsittely (jatkokäsittely ei ole Kajaanissa kannattavaa, joten se kuljetetaan Haminaan loppuväkevöintiä varten). Tuotannon on suunniteltu alkavan vuonna 2015, ja etanolilaitoksen investointi on kooltaan 35-40 M. Lähde: Gaia Consulting Oy: Biotalouden markkina- ja kysyntälähtöiset liiketoimintamahdollisuudet
Case: Torrefiointi Torrefioitua biomassaa puupitoisista sivuvirroista korvaamaan kivihiiltä ja turvetta Kilpailuedut: Hyödynnettävissä nykyisessä voimalaitosinfrastruktuurissa kivihiilen ja turpeen korvaajana. Torrefiointilaitosten mahdollinen kokoluokka on laaja, ja tarjoaa runsaasti mahdollisuuksia myös pk-yrityksille niin laitosten ja logistiikan operoijana kuin teknologiantoimittajana. Markkinat: Merkittävä ja kasvava markkina kotimaassa. Tekninen potentiaali Suomessa 1500-3000 tuhatta tonnia vuodessa (olettaen että biohiilellä voidaan korvata 50 % kivihiiltä energiantuotannossa ilman merkittäviä muutostarpeita voimalaitosten teknologiassa). Lisäksi mahdollisuuksia hyödyntää biohiiltä mm. maanparannusaineena viljelyssä. Arvio biohiilen hintatasosta 100-120 EUR/tonni. Liiketoiminnan käynnistämisen ja kehittämisen haasteet: Kaupallistamisvaiheessa oleva teknologia. Referenssilaitoksia esim. Hollannissa ja USA:ssa, mutta tuotannon mittakaava on toistaiseksi melko pieni. Haasteena kustannustehokas raaka-aine sekä tuotteen ominaisuudet kuljetuksissa, säilytyksessä ja käytössä. Tyypillisen investoinnin koko 100 000 tonnin biohiililaitokselle on noin 20 MEUR, josta laitteisiin n. 15 MEUR, ja tuotantokustannus on n. 40 EUR/MWh (LUT Energia). Lähde: Gaia Consulting Oy: Biotalouden markkina- ja kysyntälähtöiset liiketoimintamahdollisuudet 9
CO 2 talteenotto ja hyötykäyttö Hiilidioksidia voidaan ottaa talteen erilaisista savukaasuista ja myös esimerkiksi biokaasusta (noin 30-50 % CO 2 pitoisuus) Huom. Biokaasun jalostuksessa kryoteknologia mahdollistaa suoraan nestemäisen CO 2 tuotannon Hiilidioksidin käyttö esim. kuitu-täyteainekomposiittien ja kartonkien valmistukseen, kasvihuoneisiin, juomateollisuuteen ym. Pilot vaihe CO2 talteenottamiseksi tehty, kaksivaiheinen demonstrointi 100kg/h ja 4 000 kg/h tuotanto-/talteenottomäärillä suunnitteilla 2013-2015 Merkittävä liiketoimintapotentiaali ja kustannussäästöpotentiaali metsäteollisuus- ja energiaintegraateissa Potentiaali talteenotettavalle hiilidioksidille n. 3 milj. tn/vuosi Monistettavissa metsäteollisuus- ja energiatuotanto integraationa Kuva: Woikoski 11.9.2013 10
Esimerkki Newlight Technologies, USA valmistaa muoveja hiilidioksidista ja metaanista Kilpailuedut: Biohajoava, puhdas, paikallinen ja edullisesta raaka-aineesta valmistettu muovi voi korvata öljypohjaiset muovit. Edullinen ja paikallinen raakaaine (energiantuotannon, jätevedenkäsittelyn ja kaatopaikkojen alemman jalostusasteen sivuvirrat). Itse polymeerintuotannon kustannukset kuitenkin korkeat. Tuotanto 45 000kg/a, aikomus kasvattaa 10-kertaiseksi seuraavan vuoden aikana. Markkinat: Öljypohjaisten hartsien (polypropyleeni, polyetyleeni, ABS, polystyreeni, PMMA ja TPU) korvaaja. Öljypohjaisten hartsien markkinaksi on arvioitu 2.6 Mton vuonna 2017. Liiketoiminnan käynnistämisen ja kehittämisen haasteet: Polymeerinvalmistuksessa käytettävän biokatalyytin tehokkuuden kasvattaminen (500%), tuotannon kustannusten pienentäminen ja lopputuotteiden suoritus-/ kilpailukyvyn parantaminen öljypohjaisiin muoveihin nähden. Lähde: Gaia Consulting Oy: Biotalouden markkina- ja kysyntälähtöiset liiketoimintamahdollisuudet 11
Case: Ylijäämälämmön hyödyntäminen kalan sisäallaskasvatuksessa Varkaus (Carelian Caviar Oy) ja Imatra (Caviar Empirik Oy) sampia kasvatetaan Stora Enson paperitehtaan poistoveden energian avulla, ympäristökuormitus ja veden käyttö perinteiseen viljelyyn verrattuna erittäin pieni Myös turvallisuusnäkökohdat huomioidaan, kun kalankasvatus suljetulla tehdasalueella 11.9.2013 12
Case: levien kasvatus metsäteollisuuden jätevesissä biopolttoaineiden ja kierrätyslannoitteiden raaka-aineeksi 11.9.2013 13
Kiitos mielenkiinnosta! Lisätietoja: Outi Pakarinen outi.pakarinen@jklinnovation.fi 050-596 5588 11.9.2013 14