Har vi genomfört en utvärderingsanalys
för biovätgas och biopolymer inom skogsindustrin tillbaka till projektengagerade
från start till mål
omsorgsfulla
med resultat och relationer
intresserade
från idéer till tillämpningar
I samarbete med Karlstads Universitet, RISE, och Paper Province har vi genomfört enl utvärderingsanalys av en kaskadprocess för produktion av biopolymerer av typen polyhydroxyalkanoater (PHA) och biovätgas ur skogsindustriella restflöden.
Sammanfattning från slutrapporten:
För att nå målet att Sverige ska vara CO2-neutralt före 2045 behöver vi ställa om mot en mer cirkulär bioekonomi som utgår från förnyelsebara råvaror för energi och material. I processavloppsvatten från massa- och pappersbruk finns organiska ämnen som skulle kunna omvandlas till produkter med högt värde i stället för att, som idag, brytas ner i reningsverket.
I detta projekt har en kaskadprocess utvärderats för produktion av biopolymerer av typen polyhydroxyalkanoater (PHA) och biovätgas ur skogsindustriella restflöden. PHA är eftertraktade som råvaror till nya nedbrytbara material med ett brett spann av tillämpningar. Vätgas är en värdefull energibärare som också förväntas få en ökad efterfrågan som reduktionsmedel. För att producera PHA används överskottsbioslam från brukets processvattenrening. Den andra råvaran är en delström från brukets processavlopp. Det krävs att organiskt material i procesströmmen först omvandlas till flyktiga fettsyror (VFA). Detta processteg kan drivas så att även vätgas produceras vilket bl.a. gynnas av en hög processtemperatur.
Det visade sig att det skulle vara möjligt att producera ansenliga mängder PHA och vätgas från de skogsindustriella restströmmarna med den föreslagna kaskadprocessen. Uppskattningarna visade att potentialen för tre av de fyra bruken som studerades var, var för sig, 800 – 2000 ton/år PHA och 50 – 200 ton/år vätgas. Marknadsvärdet på dessa produkter är 40 – 100 miljoner SEK/år vid vart och ett av dessa tre bruk. En större affärsmässig potential kan finnas ifall synergi kan skapas mellan bruken kring dessa förnybara resurser.
Implementering av kaskadprocessen skulle innebära minskad belastning på befintliga reningsverk. Det skulle generellt leda till mindre bioslamsproduktion, närsaltsbehov och elanvändning för luftning. Ett lämpligt sätt att påbörja en implementering vore att i första hand fokusera på PHA-produktion som är en relativt sett, mer mogen teknik, och på den omvandling av organiskt material till VFA som krävs för PHA-produktion. VFA-produktionen kan sedan efterhand optimeras mot samtidig vätgasproduktion. Produktion av biovätgas vid termofila förhållanden (70°C) skulle medföra ett stort behov av tillsatt värme vilket förutser att det finns överskottsvärme tillgänglig vid bruket. Ett alternativ är att driva vätgasprocessen vid en lägre temperatur med en något lägre utbyte av vätgas som följd.
En förenklad livscykelanalys visade på miljömässiga fördelar med att omvandla organiskt material till PHA och vätgas eftersom utsläpp av CO2-ekvivalenter skulle minska väsentligt. En stor del av detta beror på att PHA förväntas ersätta andra material som orsakar större utsläpp. Dock måste det beaktas att utvinning och förädling av PHA och vätgas nedströms kaskadprocessen förbrukar resurser med miljöpåverkan.
En implementering av kaskadprocessen skulle kunna möjliggöra en industriell symbios där en extern aktör tar hand om en delström från ett bruk och driver omvandlingen av rester till produkter. En synergi skapas då så att bruket åtnjuter avlastning på sin befintliga processvattenbehandling samtidigt som en ny verksamhet kan utvecklas och stimulera en regional cirkulär bioekonomi. Det finns många olika möjliga affärsrelationer mellan aktörer i samband med ett utbyte av råvaror och produktion av förnybara resurser. Kaskadprocessen skulle kunna vara ett sätt att utöka regionens bioekonomiska produktivitet.
Framtida undersökningar bör inkludera experimentella utvärderingar av delprocesserna för att bekräfta utbyten och antaganden samt utveckla optimala processtrategier. Under detta projekt har ytterligare ett antal aktörer knutits till projektgruppen och gemensamt åtagits sig att utveckla konceptet vidare mot ett framtida större utnyttjande av skogsindustriella restströmmar för nya produkter som bidrar till en cirkulär bioekonomi.
Slutrapport:
Poster:
