Metsäbiojalostamot Energia-lehti 7/2006: "Biojalostamo pelastaa" "Kaasutuksessa muhii miljardibisnes" Metsätehon seminaari Helsinki, 17.3.2009 Klaus Niemelä 1
Metsäbiojalostamoista Mistä oikein on kysymys Varhaisia esimerkkejä Tämän päivän haasteet, mahdollisuudet ja odotukset Panostuksista kotimaassa 2
Öljynjalostamo vs. biojalostamo 3
US Army biorefinery Paperi-, ruoka- ja muovijätteet sähköksi Liikuteltava malli kenttäolosuhteisiin 4
"Metsäbiojalostamon pystytys" A. Gallen-Kallela 1893 5
Metsäbiojalostamot 6
Kemi 1943-1957 Mennyttä muistellen: Selluteollisuuden etanolitehtaat Suomessa Pietarsaari 1940-1976 Veitsiluoto 1944-1960 Kajaani (1919), 1943-1957 Äänekoski 1942-1963 Nokia 1940-1960, 1977-1990 Mänttä (1919), 1927-1955 1978-1990 Lielahti 1940-1960 Lievestuore 1934-1954 Varkaus 1941-1959 Jämsänkoski 1943-1977 Tainionkoski 1920-1962 Rauma 1940-1951 Valkeakoski 1940-? Lappeenranta (1919) 1942-1971 Porvoo 1941-1959 Kuusankoski 1942-1957 1965-1977 7
Sellutehdas-biojalostamo, Suomi, 1980-luku Sellutehdas Etanolilaitos Pekilo-tehdas Ligniinitehdas Keittoliemi Sulfiittisellu Etanoli Pekilo-proteiini Lignosulfonaatit 80,000 t 6,000 t 5,000 t 60,000 t 8
Dimetyylisulfoksidin (DMSO) tie Suomesta Amerikkaan Patentit Suomi 1940-luvulla 9
Metsäbiojalostamot 10
Metsäbiojalostamot 1. Sellutehdasbiojalostamot Massatehtaiden sivuvirtojen tehokas hyödyntäminen (esim. mustalipeän org. aines yli 7 milj. tonnia vuodessa) Perinteiset vs. uudet rinnakkaistuotteet Kuoren hyödyntämismahdollisuudet Uusia tuotteita jätevesistä, lietteistä Tehokkaampi energiatalous Selluloosalle uusia mahdollisuuksia, ominaisuuksia ja sovelluksia 11
Mäntyöljy - esimerkki klassisesta, yhä merkittävästä sellutehdasbiojalostamon tuotteesta Tuotanto maailmalla 1,5 milj. tonnia, Suomessa 250,000 tonnia Uudenaikainen tislaamo Raumalla (Forchem) Elintarvikesterolien merkitys nousussa 12
Mäntyöljyn kilpailija Maailmalla kerätään yli miljoona tonnia pihkaa 13
Pihkankeruu Suomessa vähäistä 1868 1918 14
Metsäbiojalostamot 2. "Puubiojalostamot" haasteellisia Puun kokonaishyödyntäminen Eri puulajien kemialliset ja fysikaaliset erot Puun monimutkainen koostumus - prosesseissa päätuotteiden alhaiset saannot - runsaasti sivutuotteita ("jätteitä") - eristys ja puhdistus usein vaativaa Kilpailu muista lähteistä saatavien tuotteiden kanssa Biopolttoaineiden valmistus Kemikaali(t) Prosessi Sivutuotteet 15
Metsäbiojalostamot 3. Uudet "puubiojalostamot" Perustuvat puun kemialliseen fraktiointiin pääkomponenteikseen ja näiden hyödyntämiseen Selluloosa, ligniini, hemiselluloosat Kaikille nähtävissä runsaasti nykyisiä ja uusia käyttökohteita Runsaasti tutkimusta menossa Toteutuu 2015-2020?? 16
Biodieseliä metsäbiomassasta Hankkeet Stora Ensolla ja UPM:llä Perustuvat biomassan kaasutukseen ja synteesikaasun konversioon "vahaksi", josta jalostetaan biodiesel Tuotantoon 2012-2015 välillä (?) 17
BTL Development Partnership Structure Steam to pulp & paper integrate 125 MW Forest-based Biomass 250 MW = 1 Mt/a Drying Gasifier Reformed Ultra Clean Gas Syngas Fischer- Tropsch Synthesis Crude biofuel to upgrading 125 MW, 100 kt/a Upgrading Biofuel marketing & supply
BTL Development Partnership Structure Steam to pulp & paper integrate 125 MW SYSTEM INTEGRATION Neste Oil Forest-based Biomass 250 MW = 1 Mt/a Drying Gasifier Reformed Ultra Clean Gas Syngas Fischer- Tropsch Synthesis Crude biofuel to upgrading 125 MW, 100 kt/a Upgrading Biofuel marketing & supply Several candidate Foster Wheeler suppliers Neste Oil Technology licensors Neste Oil VTT Background
Bioetanolia puusta Tutkitaan eri mahdollisuuksia yhdistää etanolin valmistus osaksi sellutehdasta (raaka-aineena pääasiassa havupuun hemiselluloosat) Puun suora sokerointi ja etanolin valmistus myös mahdollista (tutkitaan laajalti muualla). Venäjällä lukuisia laitoksia. 22
Muita massateollisuuteen liittyviä mahdollisuuksia Uusia kemikaaleja mustalipeästä (tutkitaan) Jätevedet ja lietteet (mahdollisuuksia on) Nesteytetty metanoli (tutkitaan Suomessa ja Ruotsissa; ongelmana haju) Kemikaalien eristys hakkeesta ennen keittoa (tutkitaan) Kuoresta uusia kemikaaleja (tutkitaan) Mekaanisen massateollisuuden prosessivedet Bioaktiivisten yhdisteiden etsintä 23
HMR kuusen sisäoksissa 0.1-5 % 6-24% 0.1 % 0.0 % MeO O O HO HO OH OMe Hydroksimatairesinoli (HMR)
Muita panostuksia Suomessa Tekesin BioRefine-tekonologiaohjelma (2007-2012) Metsäklusterin Oy:n FuBio (Future Biorefineries) tutkimusohjelma 2009-2014 VTT:n, KCL:n, Metlan, ym. hankkeet Korkeakoulujen tutkimustyö Teollisuuden omat hankkeet Nanoselluloosakeskus (UPM, VTT, TKK) Nanoselluloosageeliä 25
FuBio, Future Biorefineries Tavoitteena uudentyyppinen biojalostamo, joka perustuu puun fraktiointiin pääkomponenteikseen ja näiden jatkojalostukseen FuBio-ohjelma luo vankan ja kansainvälisesti ainutlaatuisen osaamispohjan tämän toteuttamiseksi Arvioitu budjetti 2009-2014 50 milj. Kokonaan uusia tuotteita ja materiaaleja esim. selluloosasta ja hemiselluloosista www.forestclusterportal.fi 26
Biojalostamot yksi askel 27