Smart Industrial Park (SIP) at Skjerven area

Smart Industrial Park (SIP) at Skjerven area

Sotirios Grammatikos

Professor of Dept. of Manufacturing & Civil Engineering

Torbjørn Skogsrød

Head of Dept. of Manufacturing & Civil Engineering

2

Actors so far

Inforamation about the property

Overall area is 369 000 square meters.

Area for industrial park is 250 000 square meters.

Essential components for heat recovery

Recovery technology

Regenerator, recuperators, economizers, waste heat boilers, heat pumps, thermoelectric generators, thermionic systems, etc.

End use of recovered heat

Electricity supply, domestic hot water (i.e. district heating), space heating, combustion air (material processing and production), fishery

(algae cultivation), Research & Development Center

Access to excess heat

Exhausts, piping systems, etc.

Other bio industrial areas in Europe

Kalundborg Eco-Industrial Park i Demark Bioindustry Park i Italia

Kemira Kemi i Sverige

Kalundborg industrial area

Industrial businesses

Power generation

• Eidsiva termisk

Product development &

services

• Wood Plastic Composites

• Fine kjemikalier / eteriske oljer

• Tørking av ved og trelast

• Vasking, tørking og granulering av resirkulert plast

• Videreforedling av lignin fra Borregaard

• Dyrking av alger og yngel i varmt vann

• Material gjenvinning fra bygg og anlegg

• Up-cycling design og butikk

• Drivhus med matvare- produksjon

energy use energy conversion

10

Smart Industrial Park plan

Skjerven area

CITY

NEW EIDSIVA

Waste to steam, steam to power regeneration

Statens Vegvesen Asphalt plant

R&D centre

Algae plant Services:

 Recycling

 Testing & Certification

Eidsiva [150-200^oC]

[200-250^oC]

[100-150^oC]

Mjøsa

[25^oC]

[15^oC]

Fastland Dairy factory

Wood drying/washing

oven

[55^oC]

Plastic/ composites recycling

[70^oC]

[100^oC]

[50^oC]

[80^oC]

[25^oC]

Products:

 Car parts

 Carbon fibres

 MDF panels

 Fine oils

 Bio-fuel

 Algae

 Asphalt

 Plastic bags

 Furniture

 Fish feed

 Matresses

 Abroform

 Paints

 Dairy

[50^oC]

Furniture, car parts, batteries, infrastructure, etc.

IKEA, WoodRock Group AS, GKN Aerospace, Kongsberg automotive,

Vestas, Volvo, Ragasco, Tesla Carbon fibres

[200-250^oC]

Fish feed [70^oC]

Waste heat recovery plan

Waste energy

district

heating domestic water

space heating

Power re-generation (boiler plant) [200-250^oC]

Wood processing

(drying oven)

Material test center

Material fabrication

[50^oC]

Heat pumps for i.e. dairy

factory

[40^oC]

Algae cultivation

Kalina Cycle Organic

rankine Cycle

With a water flow rate of 1,300 metric tons per hour, the electric power output is about 4,500 kW

Energy storage

[100^oC]

Thermionic, thermoelectric,

generation

thermo-photovoltaic

Efficiency Carnot= 1 − ℎ𝑒𝑎𝑡 𝑠𝑖𝑛𝑘 𝑡𝑒𝑚𝑝 𝑤𝑎𝑠𝑡𝑒 𝑡𝑒𝑚𝑝

Asphalt plant [~70^oC]

12

Heat exchangers

Direct harness of excess heat (200

C-250

C)

High processing temperatures (~100 to 180^oC) for fabrication and recycling of asphalt concrete

EIDSIVA

Power generation (boiler plant) Asphalt plant

[~200^oC-250^oC]

14

Domestic harness already in place (100

C)

district heating space heating domestic water

[80-100^oC]

(Waste/excess energy after power generation)

Low-quality energy recovery

Thermoelectric & thermionic power (<100

C)

~2% efficiency

16

bedding cars furniture

construction

Carbon fibres

Bio-plastic

Active chemicals

Paper and pulp

feed Lignin

composites prosthetics

packaging electronics

filters

paints Oil & fine chemicals

hydrogel

Processing of wood residues: drying wood for

further use (<100

C)

18

Thermo-photovoltaics

~20% efficiency

• WoodRock Group AS på Skjerven (Terrassebord i kompositt er WPC)

• WPC er trepulver blandet med plastgranulat

• Priser på produkter:

• Terrassebord furu Royale: 33 NOK/m2

• Terrassebord WPC: 130 NOK/m2

Production of Wood Plastic Composites (WPC i.e. MDF)

WPC

20

Production of nano-cellulose composites:

SuperWood

Nano-cellulose fibres

polymer

Renewable high quality composites

Tensile strength:

Carbon fibres > nanocellulose fibres > glass fibres

or

Recycling of construction composites

Old composites

shredding

thermoplastics

Plast gjenvinning

• Plast sortering for hele Innlandet

• Vaske og tørke anlegg

• Anlegg for granulering/

granulat produksjon

• Videre-foredling til Wood Plastic Composite

Oljer og fine kjemikalier

• Norske Eteriske Olje i Alvdal flyttes til Skjerven

– Eteriske oljer. Her kokes grener, bark, topper og bar. GROT – Største importør til Norge. SunVita AS. Nyborg, Åsane.

– Eteriske oljer brukes ikke rett på kroppen men blandes inn i vegetabilske oljer

– Ingrediens til såper, kremer, matvarer og dufter

• Price:

– Importert olje fra gran i Østerike: 570 NOK/kg – Importert olje fra edelgran i Sibir: 760 NOK/kg

24

Mat og næringsmiddel produksjon

• Proteiner fra tre-masse solgt til oppdrettsnæringen er mulig

• Realisere varianter av FOODS OF NORWAY på Ås

• Observer global protein mangel

Exploitation of lignin for carbon fibres

• Karbonfiber fra lignin; ikke fra olje.

• Første industri-linje. 50 tn/år

• Laget av lignin (30%), cellolose (60%), tilsettings-stoffer for plastisering (10%)

• Det gjør at treforedlingsindustrien kan lage produkter med geometrier som tidligere bare var kostnadsgjennomførbart i oljebasert plast.

• Plastindustrien kan nå behandle det "varme" materiale av tre på samme måte som en konvensjonell termoplast

Videreutvikling av merkevaren “Arboform”

Bio- plastposer

• KIWI/Norgesgruppen, første generasjon plastposer av 50- 60% resirkulert

plastfolie

• KIWI kjøper 125m/year plastposer

• Kjøper posen for cirka 30 øre, selger den for 70 øre.

• Fortjeneste 40 – 50 mNOK/year

• Etablere produksjon av bio-plastposer basert på skog fra Innlandet

28

Algae production

By-products of energy harvesting

EIDSIVA

Products and energy

Research & Development Centre

• Accelerated aging testing facilities

• High temperature fatigue testing

• Steam/vapor resistance

• Asphalt fabrication

30

Learning factory Digital Tvilling

Integrert IKT system

BIG DATA teknologi

Måling og overvåkning

NTNU ekspertise

Vareproduksjon Bygg og Geomatikk Energi Materialer

Bærekraft og sirkulær økonomi: Sosial, Økonomi og Miljø

Skjerven skog

Industri 4.0 for Bærekraft

Funding

• Innovation Norway

• Horizon2020

• Norwegian Research Council

• Statens Vegvesen

• Eidsiva

32

Thank you!

Smart city concept

• Smart education, medicine, social care

• Smart buildings (ICT, ventilation, heating)

• Smart, 24/7 open roads

• Smart energy (smart grid, smart lighting)

• Smart metering of utilities consumption

• Smart parking (CCTVs for monitoring)

• Integrated supply systems(synchronized supply and

transportation)

Eidsiva avdeling: termisk og solenergi

• All overskudds varme-energi på Skjærven industriområde, går først til energiproduksjon

• Alle tak på Skjerven industriområde dekkes med solceller

• Kan på sikt koble på bio-gass forbrenning

• Bio-fuel til transport

• Hele Skjærven industriområde må varmeveksle/ kjøle med jord-varme /kjøling

• Felles data-senter for Skjærven industri under bakkenivå. For kjøling.

• Hele Skjærven bygges opp med fjernvarme infrastruktur

• Delta i EU H2020 prosjekt/ motta «EU-founding»

• Material selection for the recovery system (recycled-able)

• Optimization of waste recovery systems

• Low-temperature waste energy harvesting systems

• Involvement of Industry 4.0 (digital twin, learning factories, etc.)

• Continuous life cycle analysis and life cycle cost analysis