• No results found

Norsk skog i skip - Miljøstiftelsen ZERO

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2024

Share "Norsk skog i skip - Miljøstiftelsen ZERO"

Copied!
40
0
0

Laster.... (Se fulltekst nå)

Fulltekst

Det er anslått at klimagassutslippene fra den globale handelsflåten kan være så høye som 1,12 milliarder tonn CO2-ekvivalenter per år, eller omtrent 4,5 % av verdens klimagassutslipp. Det er anslått at potensialet for økt bruk av bioenergi med skog som innsatsfaktor er rundt 20 TWh. Resultatene viser at det er betydelige utfordringer knyttet til bruk av pyrolyseolje i motorer, men disse testene er for det meste utført med råpyrolyseolje som ikke er oppgradert.

Det er derfor foreløpig lite sannsynlig at denne oppgraderte pyrolyseoljen vil være i stand til å konkurrere med konvensjonelle marine brensler. Fordelene med pyrolyseolje er råvarefleksibilitet, relativt god energieffektivitet, lave kostnader og bruk av eksisterende infrastruktur (A.V. Bridgewater, 2004). Det er anslått at klimagassutslippene fra verdens handelsflåte kan være så høye som 1,12 milliarder tonn CO2-ekvivalenter, eller omtrent 4,5 % av verdens klimagassutslipp (Guardian, 2008).

Potensialet for produksjon av pyrolyseolje i Norge er stort, da det er store ubrukte biomasseressurser i Norge. Dette betyr at det er et mulig økningspotensial i hogsten på ca 40 TWh, hvorav det anslås at ca halvparten (20 TWh) kan utnyttes til bioenergiformål (ZERO et al., 2007).

Hurtig pyrolyse

Det er imidlertid viktig å merke seg at i beregningen av dette potensialet er det ikke tatt hensyn til annen bioenergetisk bruk av norske biomasseressurser. I dag er det flere forskjellige teknologier tilgjengelig som dekker behovet for en vellykket rask pyrolyseprosess. Oppholdstiden for trekull er omtrent den samme som for kondenserbare gasser, noe som kan føre til en høyere prosentandel av trekull i bioolje.

Veldig forskjellig fra de andre reaktorene, hvor prosessen er begrenset av varmeoverføringshastigheten – noe som betyr at det trengs små partikler. Radiobølger setter molekylene til råstoffet i bevegelse, og denne bevegelsen skaper friksjon mellom molekylene og gir rask oppvarming.

Egenskaper

Det høye vanninnholdet stammer fra den opprinnelige fuktigheten i råvaren og fra vann som dannes i forbindelse med pyrolysereaksjonen og lagringen (Zhang et al., 2007). Biooljer inneholder betydelige mengder karboksylsyrer, som eddiksyre og maursyre, noe som fører til lave pH-verdier på 2–3 (Zhang et al., 2007). Pyrolyseolje har lav energitetthet, men høy tetthet på ca. 1,2 kg/l sammenlignet med vanlig diesel, som har ca. 0,85 kg/l.

Dette betyr at pyrolyseolje har omtrent 42 % av energiinnholdet i konvensjonell diesel på vektbasis, mot 61 % på volumbasis (A. V. Bridgewater, 2004). Kompleksiteten til pyrolyseolje gjør at visse egenskaper endres over tid. De viktigste endringene over tid er at viskositeten øker, flyktigheten avtar, og faseseparasjon og avsetning av tørrstoff kan forekomme (A. V. Bridgewater, 2004).

Pyrolyseoljeoppgradering

Hydrogenering

Oppgradering med denne prosessen vil ifølge Dynamotive produsere pyrolyseolje av så god kvalitet at den kan brukes som transportdrivstoff.

Katalytisk cracking

Bruksområder for pyrolyseolje

Anvendelse av biprodukter fra prosessen

Bruk av biokull som energiprodukt

Bruk av biokull for økt karbonbinding i jord

Det antas at biokull vil kunne føre til bedring av jordstrukturen, ha biologiske egenskaper og gi fruktbarhet, som til sammen vil ha en positiv innvirkning på produksjonen (Lehmann, 2007). I 2009 gjennomførte selskapet BlueLeaf tester med bruk av biokull i jord i Canada på en gård som produserer meieriprodukter, korn og fôr. Bruk av biokull øker derfor planteproduksjonen, noe som er en positiv økonomisk gevinst for bøndene.

En annen positiv konsekvens av biokull er at på grunn av dets store overflateareal og kationbytterkapasitet vil tilsetning av biokull øke den negative ladningen i jorda. Dette kan bidra til å øke jordens pH for å forhindre aluminiumforgiftning av planter og stabilisere tilsatt organisk materiale. Den siste tiden har biokull fått økt oppmerksomhet i landbruket, nettopp på grunn av mulighetene som ligger i å øke jordens karbonlagre ved å blande biokull i jorda under pløying.

Det er derfor viktig at Norge satser på mer forskning på bruk av biokull i dyrket mark under norske forhold og kartlegger regionale forskjeller. Spørsmål som om det er giftige stoffer i biokullet som har en negativ effekt på jorda, biokullets påvirkning på jordas evne til å holde på vann og hvordan biokullet reagerer på andre mikroorganismer i jorda er viktige spørsmål som vi bør betale. mer oppmerksomhet til. svar. Karbonlagring fra biokull vil derfor begrenses av tilførsel av biomasse og ikke av lagringskapasiteten til jorda.

Helse, miljø og sikkerhet ved behandling av pyrolyseolje

Miljø og klima

  • Klima
  • Biologisk mangfold

Bruken av pyrolyseolje som erstatning for annet fossilt transportdrivstoff resulterer i vesentlig 100 % reduksjon i klimagassutslipp. Hovedtyngden av disse utslippene kommer fra bruk av fossilt brensel i transport og i produksjonsanleggene. Rapporten konkluderer med at rydding av gjengrodde områder i landbruket er akseptabelt og enkelte steder kan ha en positiv effekt på naturmangfoldet.

Inngrep i rike skogtyper, truede vegetasjonstyper eller områder med mange rødlistede arter er et tiltak som vil ha betydelige negative konsekvenser for biologisk mangfold. Dette er en problemstilling det er viktig å være oppmerksom på når man øker produksjonen av bioenergi, blant annet for pyrolyseolje (Framstad et al., 2007).

3 Kompatibilitet med marine motorer

Utfordringer ved bruk av pyrolyseolje på skip

Den lave energitettheten på grunn av vann og høyt oksygeninnhold påvirker motorsystemdesign og motorspesifikasjoner. Sammen med vanninnhold spiller lav energitetthet også inn som et problem ved start av motor (A. V. Bridgewater, 2004). Natrium, kalium og vanadium kan forårsake korrosjon og avleiringer i motoren, og kalsium kan også forårsake avleiringer.

Erfaringer

Samtidig reduserer vann viskositeten og gir bedre flytegenskaper, noe som er bra for atomisering og forbrenning av pyrolyseolje i motoren. Alle utslipp så nær CO ble redusert da pyrolyseolje ble brukt. Motoren gikk også utelukkende på pyrolyseolje med dieseltilgang avskåret på de tre uendrede sylindrene.

Ved Pasquali Macchine Agricole i Italia ble det utført en rekke pyrolyseolje i dieselemulsjonstester på en 6,25 kW ensylindret motor (Lombardini 6LD400) ved bruk av pyrolyseolje på dieselmotorer. Motorleverandøren Wärtsilä kjørte pyrolyseoljetester på 1990-tallet, men hadde store problemer med oljen. Høye syre/korrosjonsproblemer, høyt vanninnhold, høyt sedimentinnhold og tjæreblokkerende filtre ble notert, blant annet.

Likevel, ifølge Wärtisilä, kan utviklingen i produksjonen av pyrolyseolje de siste årene ha ført til bedre kvalitet på drivstoffet (Juoperi, 2009).

4 Økonomiske vurderinger ved produksjon og bruk av

  • Priser på konvensjonelle marine drivstoff
  • Produksjonskostnader ved industrielt anlegg
  • Markedspris
  • Prissammenligning av biodiesel og pyrolyseolje

Det er ikke tatt hensyn til forskuddsbetaling ved beregning av beregningene, så dette er rene produksjonskostnader og det vil komme pristillegg ved videresalg. Prisen er beregnet basert på informasjon om en installasjon med en kapasitet på 200 tonn per dag og et råvarebehov på ca 154.400 m3 (301 GWh) råvarebehov. Estimatet beregner at det skal selges trekull og dette trekkes fra produksjonskostnadene.

For bruk som transportdrivstoff må pyrolyseoljen oppgraderes, og som vi allerede har nevnt, er det mye av det. Vi har samlet inn kostnadsdata fra en leverandør og laget et estimat basert på det. Teknologien for denne oppgraderingen er presentert i 3.3 og er, så vidt ZERO kjenner til, ikke blitt testet mye, så følgende produksjonskostnadsestimat er basert på antakelser.

Det er også verdt å merke seg at dette produksjonsestimatet forutsetter en maksimal produksjon på 200 tonn per dag per anlegg. Sammenligner vi det med marine brensler som tilbys på dagens marked, ser vi at produksjonskostnadene for fullt oppgradert pyrolyseolje ifølge vårt estimat i beste fall er 0,64 NOK/kWh. Dette er bare litt under markedsprisen på 0,65 NOK/kWh for MGO, og det er før det er beregnet forskudd.

I tillegg er det viktig å merke seg at den beregnede prisen på pyrolyseolje er basert på forutsetninger, inkludert pris på hydrogen, arbeid, vedlikehold og renter. I følge Bradley (2006) kan pyrolyseolje leveres fra det globale markedet til det europeiske markedet med store tankskip fra Canada til en pris på NOK/kWh. Bruk av biodiesel krever i hovedsak mindre tilpasning av varmesystemet enn ved bruk av pyrolyseolje.

Større industrianlegg kan gå over til bruk av biodiesel uten store endringer og kostnader, mens kostnader på flere hundre tusen kroner må estimeres ved bruk av pyrolyseolje.

5 Case-studie med mobile pyrolyseanlegg

Mobile pyrolyseanlegg

Verdikjede med lokal produksjon av rå pyrolyseolje

  • Utfordringer
  • Skogsbilveier
  • Krav til råstoffkvalitet
  • Råstoffstørrelse

Økonomisk kalkyle

  • Krav til mengde råstoff
  • Arbeidskraft

Dette er så lavt at det kan være et krav som kan vise seg vanskelig å oppnå utendørs uten industriell tørking. Det er overskudd av energi i prosessen, som eventuelt kan brukes til å tørke veden før fôring. Etter ankomst til oppgraderingsanlegget er verdikjeden for mobile pyrolyseanlegg den samme som for industrianlegg.

Sammenligner vi kostnadene ser vi at verdikjeden for mobile anlegg har lavere kostnader knyttet til råvarer (transport- og prosesskostnader GROT) men høyere kapitalkostnader og lønnskostnader. Tatt i betraktning mulig driftstid i Norge, som ikke opererer i ferier og helligdager, er driftstiden satt til 280 dager og dette vil gi en utnyttelse på 0,85. Det er sannsynlig at enkelte bygg vil bli utgitt som krever mindre arbeidskraft å behandle.

6 Avsluttende bemerkninger

7 Referanseliste

Kort gjennomgang av teknologiselskaper

Canada regnes som ledende innen utvikling av pyrolyseoljeteknologi og har også de ledende teknologiselskapene i verden. I tillegg bygde selskapet et anlegg i West Lorne i Ontario som produserer 100 tonn per dag. Selskapet testet også bruk av pyrolyseolje på varmesentraler med gode resultater (Dynamotive, 2009b) Ensyn (Canada).

Bruker den egenutviklede teknologien RTP (Rapid Thermal Processing) for å pyrolysere biomasse og petroleumsprodukter til flytende pyrolyseolje. Selskapet har tidligere ikke satset på energisektoren, men på næringsmiddelindustrien, hvor pyrolyseolje brukes som smaksstoff. Deres største anlegg, i Renfrew, Ontario, har kapasitet til å behandle 100 tonn biomasse hver dag (Ensyn 2009).

De har nå inngått et samarbeid, Envergent, med UOP Honeywell for å videreutvikle teknologien. Selskapet drev tidligere blant annet et produksjonsanlegg med en produksjonskapasitet på 50 tonn per dag, samt en rekke mindre forskningsanlegg (ABRI, 2009). Det har utviklet en teknologi som er spesialisert for håndtering av landbruksavfall og pyrolyse av det.

BTG-BTL, tidligere kjent som BTG, har utviklet en pyrolyseoljeteknologi basert på «rotating cone»-teknologi. Det er i dag ingen produsenter av pyrolyseolje i Norge, men det er noen konkrete planer. Norske skogs datterselskap Xynergo har planer om å begynne å produsere pyrolyseolje basert på biomasse og jobber nå med å finansiere en fabrikk (Xynergo, 2009).

De planlegger å sette opp et anlegg for pyrolyseolje basert på avfall fra skogindustrien (Telen. nr. 2009).

Referanser

RELATERTE DOKUMENTER

Det finnes mange ulike måter å gjøre dette på og en agent kan være lett eller tung i forhold til hvor stor data mengde som må sendes over nettverket.. For eksempel kan en lett

Dette skyldes flere faktorer, blant annet for lite forkunnskaper om yrket, men også at praksisdel av studiet ikke fungerer godt nok mange steder.. På bakgrunn av tidligere års

Teori er valgt på bakgrunn av hva som skal til for å redusere antall arbeidsulykker. Her finnes mange teorier og meninger. For å tilpasse teorien til oppgavens karakter må man

(Tallene viser prosentandel som er enige i påstanden, dvs. Her må det bemerkes at mange respondenter har nevnt at de mener at konsistensen på vill kveite og røye er fastere og bedre

At Trygve ikke angret på at han reiste til Amerika for å finne arbeid kom frem i et brev av januar 1924 hvor han kommenterte at det nok var mange som gikk arbeidsledig hjemme nå,

Det finnes sikkert mange andre eksempler både på formell, uformell og fleksibel læring som ikke blir nevnt eller lagt merke til.. Dette kan være fordi de ansatte me- ner at det