PYROLYYSItuotteista synteettisten kemikaalien korvaajia, hiiltä sekä energiaa Kari Tiilikkala, Ansa Palojärvi ja Visa Nuutinen MTT, Kasvintuotannon tutkimus, Jokioinen Hajautetut biojalostamot- seminaari Itä-Suomen yliopisto 30.11. 2011 16.12.2011
Kari Tiilikkala, MTT (kari.tiilikkala@mtt.fi) Leena Fagernäs, VTT (leena.fagernas@vtt.fi) MTT Agrifood Research Finland 16.12.2011 2
Biomateriaalista tuotteita ja hiilensidontaa Pyrolyysi eli kuivatislaus Ogawa ym. 2006 MTT Agrifood Research Finland 16.12.2011 3
Hidaspyrolyyysi Puun lämpökäsittely hitaasti ja ilmattomasti n. 400 C:een Tuloksena: Hiili (päätuote; 30-40 p-%) Nesteet: tisle, terva (35-45 p%) Kaasut (20-30p%) Lämpöenergiaa prosesseista MTT Agrifood Research Finland 16.12.2011 4
MTT:ssä aiheeseen liittyvää tutkimusta kahdessa HIDASPyro-hankkeessa (2008 ->) VTT:n koordinoimana ja yhteistyössä Helsingin yliopiston ja useiden yritysten kanssa Osana BioRefine - Uudet biomassatuotteet-ohjelmaa (Tekes) Ensimmäisessä vaiheessa MTT:n mielenkiinto koivutisleissä ja niiden kasvinsuojelu -käytössä. Tänä vuonna alkaneessa toisessa vaiheessa huomiota mm. biohiilen maatalouskäyttöön. MTT Agrifood Research Finland 16.12.2011 5
Tutkimuksen ajankohtaisia tavoitteita Hidaspyrolyysin kehittäminen, tavoitteena uusien tuotteiden luominen (lähtöaineksena jatkossa myös peltobiomassa ja erilaiset jätteet) Biohiilen ja tisleiden merkitys kasvintuotannon ja ympäristön kannalta Kannattavan liiketoiminnan kehittäminen käsittäen kaikki hidaspyrolyysituotteet; uudet hajautetut ratkaisut ja toimintamallit Biohiilen laatukriteerien määrittäminen MTT Agrifood Research Finland 16.12.2011 6
1. Tapaus koivutisle Koivuklapeilla lastattu panosretortti. Kuumennus ensin klapeilla, sen jälkeen polttamalla pyrolyysikaasuja polttimossa. Kuvan panosmallin lisäksi tutkittu jatkuvatoimisia laitteita. MTT Agrifood Research Finland 16.12.2011 7
Koivupuun pyrolyysin tuottama neste: Nesteet muodostuvat lauhduttimessa pyrolyysikaasuista. Oikealla lähes puhdas vesi, vasemmalla nesteessä pitkäketjuisia fenoleja (paljon tervaa) MTT Agrifood Research Finland 16.12.2011 8
Koivutisle Pyrolyysissä syntyvän nesteen tervaton osa. Grillihiilen valmistuksen sivutuote: 1 m 3 puuta = 100 l tislettä Käyttö kasvinsuojelussa suomalainen idea. Tisleitä (wood vinegar) on käytetty Aasiassa jo kauan mm. torjunta-aineena. MTT Agrifood Research Finland 16.12.2011 9
Torjunta-aineena puutarhoissa ja pelloilla etanakarkote perunaruton torjunta rikkakasvihävite Tiilikkala, K. & Segerstedt, M. 2009. Koivutisle - kasvinsuojelun uusi innovaatio. Maa- ja elintarviketalous 143. http://www.mtt.fi/met/pdf/met143.pdf MTT Agrifood Research Finland 16.12.2011 10
ja muussa käytössä: Värit, pinnoitteet Lahontorjunta MTT Agrifood Research Finland 16.12.2011 11
Koivutisleen ympäristövaikutuksia tutkittu kattavasti, haittavaikutuksia ei ole havaittu. MTT Agrifood Research Finland 16.12.2011 12
2. Biohiili ( biochar ) Tässä yhteydessä = hidaspyrolyysin tuottama hiili One of the most exciting new strategies for restoring carbon to depleted soils and sequestering significant amounts of CO 2 for 1 000 years and more, is the use of biochar. Al Gore http://www.biochar-international.org/ MTT Agrifood Research Finland 16.12.2011 13
Biohiilen maatalouskäytön mahdollisia hyötyjä hiilen poistaminen ilmakehästä luontaisen hiilensidonnan eli yhteyttämisen kautta hiilen tuotantoprosessissa eli pyrolyysissä saatavan synteesikaasun bioenergiasaanto maatalouden kasvihuonekaasutaseen parantuminen, mukaan lukien N 2 O- ja CH 4 -päästöjen vähentyminen maan vedenpidätyskyvyn parantuminen maan viljavuuden paraneminen, lannoitustarpeen pienentyminen maaperän mikrobiologisen aktiivisuuden lisääntyminen maan mururakenteen kestävyyden parantuminen ja eroosioherkkyyden vähentyminen ravinne- ja torjunta-aine -huuhtoumien vähentyminen (Juha Heleniuksen (HY) listaa mukaillen) MTT Agrifood Research Finland 16.12.2011 14
Pohjois-Siinai, Egypti Bh:n käytön merkitys kasvien kasvulle ja vesitaloudelle korostuu kuivissa, vähäravinteisissa oloissa. MTT Agrifood Research Finland 16.12.2011 15
Bh:n vaikutus ravinteiden ja kemikaalien huuhtoutumiseen on osa Marleena Hagnerin väitöskirjatyötä (HY/Heikki Setälä) MTT Agrifood Research Finland 16.12.2011 16
ja aihetta tullaan tutkimaan myös kehityshankkeessa Niilin suistossa MTT Agrifood Research Finland 16.12.2011 17
Biohiiltä koskevia tiedontarpeita on paljon Laatu (tuote ja prosessi) Raaka-aine ja logistiikka Tuotteet ja käyttöteknologia Hinta ja markkinat MTT Agrifood Research Finland 16.12.2011 18
MTT Agrifood Research Finland 16.12.2011 19
Kari Tiilikkala, MTT (kari.tiilikkala@mtt.fi) www.mtt.fi Leena Fagernäs, VTT (leena.fagernas@vtt.fi) http://www.tekes.fi/ohjelmat/biorefine MTT Agrifood Research Finland 16.12.2011 20