Markku Karlsson: Metsäteollisuuden sivutuotteista aktiivihiiltä ja vesi puhtaaksi
•
0 likes•349 views
Maa- ja metsätalousministeriön Polkuja hiilineutraaliin yhteiskuntaan -seminaarissa esiteltiin ministeriön rahoittamia biotaloushankkeita ja kerrottiin siirtymästä hiilineutraaliin yhteiskuntaan. Helsinki 23.3.2018
Recommended
Recommended
More Related Content
What's hot
What's hot (19)
Similar to Markku Karlsson: Metsäteollisuuden sivutuotteista aktiivihiiltä ja vesi puhtaaksi
Similar to Markku Karlsson: Metsäteollisuuden sivutuotteista aktiivihiiltä ja vesi puhtaaksi (20)
More from Maa- ja metsätalousministeriö
More from Maa- ja metsätalousministeriö (20)
Markku Karlsson: Metsäteollisuuden sivutuotteista aktiivihiiltä ja vesi puhtaaksi
- 1. Metsäteollisuuden sivutuotteista aktiivihiiltä ja vesi puhtaaksi 23.3.2018 Markku Karlsson
- 2. Sisällysluettelo • Tausta: metsäteollisuuden sivuvirroille uutta käyttöä • MMM:n rahoitus on aktivoinut seuraavat hankkeet: • Biopelkistin • Tekninen aktivoitu biohiili • Sovellus vedenpuhdistukseen, erityisesti jäte- ja hulevesiin • Johtopäätökset ja jatkosuunnitelmat
- 3. Teollisuuden toimintaympäristön haasteet Metsäteollisuus • Sivutuotteista parempi lisäarvo • Kuoren ja sahapurun kysyntä on laskenut • Ilmoitetut ja jo toteutuneet investoinnit lisäävät sivutuotteiden, mm. ligniinin, kuoren ja sahanpurun määrää • Energian alhainen hinta ja tuet ovat vaikuttaneet sivutuotteiden hintakehitykseen ja kysyntään • Kasvava tarve tehokkaampaan vedenpuhdistukseen Metalliteollisuus Pyrkii pienentämään • CO2-päästöjä, esim. biopelkistys terästeollisuudessa • Jalostusprosessien sivutuotteita, esim. jarosiitin jatkokäsittely ja hyödyntäminen
- 4. Sivuvirtojen määrät Suomessa 2017 Metsäteollisuuden sivuvirtojen määrät Suomessa: • Kuori = 6,7 Mm3 67 Mm3 (teollisuuden puunkäyttö) x 10% (kuoren osuus) • Sahanpuru = 2,5 Mm3 12 Mm3 (sahatavaraa) x 2 m3/m3 x 10% (sahapurun osuus) • Sahahake = 7,6 Mm3 12 Mm3 (sahatavaraa) x 2 m3/m3 x 30% (hakkeen osuus) • Ligniini = 1,5 Mton 7,7 Mton sellua x 2 ton puuta/ton sellu x 1/3 x 30% • Selluntuotanto Suomessa 7,5 Mton puunkäyttö n. 15 Mton (50% saanto) • Ligniini n. 1/3 puusta, 30% ligniinistä voidaan jatkojalostaa = n. 1,5 Mton • Metsähake, käyttö n. 7,4 Mm3 • Haasteet: epähomogeenisestä aineesta homogeeninen lopputuote raaka-aineen keräily ja logistiikka • Puunkäyttö Suomessa kasvaa tulevaisuudessa entisestään (10+ Mm3/v) - Äänekoski, Kemijärvi, Finnpulp, Kaicell etc.
- 5. Tutkimushankkeiden etenemispolut Biojalostamo Case Kokkola BioRuukki Pilot-investointi - kaasutus FT PreChem Demoinves- tointi sivuvirta- kaasutukseen Liikenne- polttoaine PreBio ”Puuta liikkeelle” Challenge Finland, vaihe 1 ForMet PreBio Challenge Finland, vaihe 2 ForMet Biopelkistin metallin- jalostukseen PreCoal ”Sivutuotteista lisäarvoa” Kärkihankeprojekti Biotalous PreCoal PreCoal Bio-/ aktiivihiilen pilottilaitteisto Tekninen hiili / aktiivihiili MMM-rahoitus Tekes/yritys- rahoitus Tekes/TEM/yritys -rahoitus CoCarbon ”Biohiilen raaka- aine ja paikalliskonsepti” CoCarbon Kärkihankeprojekti Cleantech Co-Innovation PreCarbon Biohiilen vedenpuhdistus laitteisto Biohiili veden- puhdistukseen
- 7. Aktiivihiilen tuonti ja vienti - Suomi 2017 Suomessa tuotetun biohiilen myyntihinta on ~200-300 EUR/m3. Biohiilen tiheydellä 130 kg/m2 biohiilen myyntihinnaksi saadaan n. 1500-2300 EUR/ton. Tukholman kaupunki käyttää n. 1500 t/v biohiiltä maanparannukseen. Arvo Määrä Hinta MEUR tonnia EUR/ton Tuonti Suomeen 5,2 3 900 1 344 Vienti Suomesta 0,33 217 1 534 Aktiivihiili 2017
- 8. PreCoal-projektin tavoitteet • Luoda lisäarvoa ja volyymikäyttöä metsäteollisuuden sivutuotteille • Paremmalla lisäarvolla parannetaan saha- ja selluteollisuuden toimintaedellytyksiä ja lisätään puun käyttöä ja kysyntää • Luoda kokonaan uusia biotuotteita Suomelle – aktivoitua biohiiltä Haettu biohiilelle loppukäyttösovellutuksia, joiden volyymi olisi merkittävä ja josta voisi muodostua merkittävä vientituote. • Valuma- ja hulevesien puhdistus (vrt. Espoon ja Helsingin yhteishanke, Sveitsin jätevesien puhdistus – käynnistyneet 2017) • Jätevesien puhdistus: mm. metsä- ja kaivosteollisuus
- 9. SSA = Specific Surface Area
- 10. Mitä tehty • Biohiilen aktivointitestejä koivulla 800 °C:ssa (2, 3 ja 4 tuntia) • Vedenpuhdistustestit: orgaaniset molekyylit ja metallit • Selvitelty biohiilen valmistuksen toimijat Suomessa • Arvioitu aktivoidun biohiilen markkinat • Aktivoidun biohiilen alustava kustannusarvio
- 11. Vedenpuhdistuksen testitulokset Fenolin absorptio kasvaa aktivointiajan ja fenolin väkevyyden funktiona. Aktivointi parantaa huomattavasti absorptiota (puhdistuskykyä) verrattuna ei-aktivoituun materiaaliin
- 12. Suomalaiset toimijat voivat muodostaa eheän arvoketjun aktivoidun biohiilen valmistamiseksi Raaka-aine Metsä- teollisuus (infra ja synergiat) Laite-valmistaja Teknologian kehitys Tutkimus Jatkuvatoimivuus Raaka-aine Prosessi- olosuhteet Tuottaja Myynti Loppukäyttö - vedenpuhdistus Kuori, hake, sahanpuru, koivu VTT
- 13. PreCoal-projektin johtopäätökset • Projektin tulokset olivat rohkaisevat ja tavoitteen mukaiset • Biohiilen aktivointi onnistui koelaitteistolla • Tuotetun aktivoidun biohiilen vedenpuhdistuskapasiteetti todettiin hyväksi • Espoon ja Helsingin kaupungit käynnistäneet yhteishankkeen hulevesien puhdistamiseksi biohiilellä markkina kehittymässä uudelle sovellutukselle • Suuret aktiivihiilen toimittajat ovat keskittyneet kemialliseen aktivointiin ja vedenpuhdistuksessa tuotteisiin puhtaan käyttöveden valmistamiseksi • Funktionaaliseen biohiilen (100-600 m2/g) kehitykseen ei ole panostettu • Suomessa tarve ja edellytykset tehdä biohiiltä metsäteollisuuden sivuvirroista • Kasvava vedenpuhdistuksen tarve myös metsä- ja kaivosteollisuudessa
- 14. Suunnitellut CoCarbon-hankkeen jatkotoimenpiteet 2018 • Kuoren / metsähakkeen soveltuvuus biohiilen raaka- aineeksi selvitetään • Biovoimalakonseptin kehittäminen kokovaltaisen biojalostamon suuntaan - eri jakeiden lisäarvopotentiaalin hyödyntäminen - kysynnän vuosisyklin huomioon ottaminen • Biohiilen valmistuksen kehittäminen • Aktivointiprosessi • Kokonaisprosessin jatkuvatoimisuus • Sivuvirtojen hyödyntäminen • Tisleet n. 30% • Loppukäyttösoveltuvuus • Hulevedet sisältäen ongelma-aineet • Teollisuuden jätevedet (metsä- ja kaivosvedet) VTT on hankkimassa hiilto- ja aktivointirummun jatkotutkimuksia varten
- 15. CoCarbon tutkimussuunnitelma Teknisen biohiilen valmistus • Biohiilen/teknisen biohiilen valmistus eri raaka-aineista (kuori ja metsähake) ja raaka-ainevalinnan vaikutus puhdistustehoon. • Biohiilen/teknisen biohiilen kriittisten ominaisuuksien määritys ja kehittyminen eri prosessiolosuhteissa (lämpötila, kesto, kaasun koostumus). • Arvioidaan biohiilen valmistuksen kustannukset ja integroinnin hyödyt. Teknisen biohiilen käyttö vedenpuhdistukseen • Alustavat selvitykset tuotetun biohiilen vedenpuhdistuskapasiteetista potentiaalin todentamiseksi • Arvioimalla teknisen biohiilen laatupotentiaali ja valmistuskustannukset, saadaan alustava tieto uuden tuotteen liiketoiminnan potentiaalista.
- 16. Funktionaalisen biohiilen uutuusarvo verrattuna perinteiseen biohiileen ja aktivoituun biohiileen • 1-vaiheinen ja autogeeninen funktionaalisen biohiilen valmistus, jossa saadaan korkea ominaispinta (500 m2/g vs. 10-50 m2/g) • Uusi aktivoidun biohiilen edullinen raaka-aine (männyn-/kuusenkuori, metsähake) • Prosessi = aktivointi + aktivointiaste • Teollinen mittakaava • Koko arvoketju mukana kehitystyössä • Loppukäyttö vedenpuhdistus + kasvavat vaatimukset
- 17. Liiketoiminnan visio • Tehdään bio- tai aktiivihiilestä teollinen prosessi hyödyntäen edullista raaka-ainetta uudelle loppukäytölle • Metsäteollisuuden sivuvirroista korkea-arvoisempi loppukäyttö + tehostunut kiertotalous • Puhtaammat jätevedet • Jätevesien COD-vaatimustaso (kansainvälisesti) muuttumassa tasolta n. 300 mg/l => 50 mg/l - vaatii paremman suodatuksen ja mm. aktiivihiili tulossa kokeiluun • Laajentuminen eri vedenpuhdistustarpeisiin
- 18. Raaka- aine Hiilto Aktivointi Pakkaus Myynti Jakelu Käyttö (3) Käyttö (2) Käyttö (1) Kierrätys/regenerointi Energia Maarakennus Maanparannus Kiitos ! Visio: Biohiilen kierrätys ja vaiheittainen käyttö Esim. Kuoren hiilto ja aktivointi sekä käyttö sellutehtaan vedenpuhdistuksessa ennen polttoa kuorikattilassa