Drivmedel från skogsindustrins
restprodukter via förgasning – Resultat från tekno-ekonomiska utvärderingar
10 maj 2016
Elisabeth Wetterlund
LULEÅ TEKNISKA UNIVERSITET | 2016-05-10 Elisabeth Wetterlund | 2 |
0 2 4 6 8 10 12
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Svartlut-metanol/DME - N:e ink. RB-kredit
Svartlut-metanol/DME - N:e ex. RB-kredit
Svartlut-metanol/DME - 1:a ex. RB-kredit
Skogsflis-SNG
Skogsflis-metanol/DME
Skogsflis-FT-diesel
Halm-etanolkomb
Skogsflis-etanolkomb
Grödor-biogas
Gödsel-biogas
Avfall-biogas
Vete-etanol
Sockerrör-etanol
Raps-biodiesel
Tallolja-biodiesel (HVO)
Bensin/diesel
kr/l bensinekvivalent
EUR/MWh
Uppskattade produktionskostnader(från uppdaterat FFF-underlag)
Börjesson P, et al. (2016) Dagens och framtidens hållbara
biodrivmedel – I sammandrag (f3 rapport, kommande)
CO2-skatt
Liten osäkerhet
Viss osäkerhet
Energiskatt
LULEÅ TEKNISKA UNIVERSITET | 2016-05-10 Elisabeth Wetterlund | 3 |
0 2 4 6 8 10 12
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Svartlut-metanol/DME - N:e ink. RB-kredit
Svartlut-metanol/DME - N:e ex. RB-kredit
Svartlut-metanol/DME - 1:a ex. RB-kredit
Skogsflis-SNG
Skogsflis-metanol/DME
Skogsflis-FT-diesel
Halm-etanolkomb
Skogsflis-etanolkomb
Grödor-biogas
Gödsel-biogas
Avfall-biogas
Vete-etanol
Sockerrör-etanol
Raps-biodiesel
Tallolja-biodiesel (HVO)
Bensin/diesel
kr/l bensinekvivalent
EUR/MWh
Uppskattade produktionskostnader(från uppdaterat FFF-underlag)
Börjesson P, et al. (2016) Dagens och framtidens hållbara
biodrivmedel – I sammandrag (f3 rapport, kommande)
Liten osäkerhet
Viss osäkerhet
Stor
osäkerhet
CO2-skatt Energiskatt
LULEÅ TEKNISKA UNIVERSITET | 2016-05-10 Elisabeth Wetterlund | 4 |
0 2 4 6 8 10 12
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Svartlut-metanol/DME - N:e ink. RB-kredit
Svartlut-metanol/DME - N:e ex. RB-kredit
Svartlut-metanol/DME - 1:a ex. RB-kredit
Skogsflis-SNG
Skogsflis-metanol/DME
Skogsflis-FT-diesel
Halm-etanolkomb
Skogsflis-etanolkomb
Grödor-biogas
Gödsel-biogas
Avfall-biogas
Vete-etanol
Sockerrör-etanol
Raps-biodiesel
Tallolja-biodiesel (HVO)
Bensin/diesel
kr/l bensinekvivalent
EUR/MWh
Uppskattade produktionskostnader(från uppdaterat FFF-underlag)
Börjesson P, et al. (2016) Dagens och framtidens hållbara
biodrivmedel – I sammandrag (f3 rapport, kommande)
Rudberg J, “Industry perspective on banking a 400 million Euro biorefinery
project”, presentation at Advanced Biofuels Conference 2015
Liten osäkerhet
Viss osäkerhet
Stor
osäkerhet
CO2-skatt Energiskatt
LULEÅ TEKNISKA UNIVERSITET | 2016-05-10 Elisabeth Wetterlund | 5 |
Rå syntesgas från naturgas vs. biomassa –Jämförelse av energiflöden (MW)
Partiell
oxidation
av naturgas
Ƞ = 0,8
Naturgas Rå syntesgas
Förgasning
av svartlut
Metanolsyntes
och destillation
Ƞ = 0,8
Svartlut
Biomasse-
pannaBiomassa
MassabrukMassaved Pappersmassa
MeOH
Biomassa till MeOH: Ƞ = ca 0,7*
Ƞ=energiverkningsgrad
(kemiskt bunden energi
ut genom dito in)
100MW 80MW
100MW 70MW
Rå syntesgas
91MW
Värme
& el
87,5MW
Skiftenhet
H2/CO justering
Ƞ = 0,95
* Se t.ex. http://www.princeton.edu/pei/energy/publications/texts/Princeton-Biorefinery-Study-Final-Report-Vol.-1.pdf s 44
http://www.chemrec.se/admin/UploadFile.aspx?path=/UserUploadFiles/2003 BLGMF report.pdf s 81
Källa: Ingvar Landälv
LULEÅ TEKNISKA UNIVERSITET | 2016-05-10 Elisabeth Wetterlund | 6 |
European Union Natural Gas Import Price(USD/MMBtu)
1 MWh = 3,4095 MMBTU
1 USD = 8,5 SEK
~8.00
Källa: https://ycharts.com/indicators/europe_natural_gas_price
23 öre/kWh
12 öre/kWh
LULEÅ TEKNISKA UNIVERSITET | 2016-05-10 Elisabeth Wetterlund | 7 |
Partiell
oxidation
av naturgas
Ƞ = 0,8
Naturgas Rå syntesgas
Förgasning
av svartlut
Metanolsyntes
och destillation
Ƞ = 0,8
Svartlut
Biomasse-
panna
MassabrukMassaved Pappersmassa
Ƞ=energiverkningsgrad
(kemiskt bunden energi
ut genom dito in)
* Se t.ex. http://www.princeton.edu/pei/energy/publications/texts/Princeton-Biorefinery-Study-Final-Report-Vol.-1.pdf s 44
http://www.chemrec.se/admin/UploadFile.aspx?path=/UserUploadFiles/2003 BLGMF report.pdf s 81
12-23
(4,2-8 USD/MMBtu)
15-29
Rå syntesgas
Värme
& el
10-20
11-22
Rå syntesgas från naturgas vs. biomassa –Jämförelse av rörliga kostnader (öre/kWh)
Biomassa MeOHSkiftenhet
H2/CO justering
Ƞ = 0,95
Biomassa till MeOH: Ƞ = ca 0,7*
Källa: Ingvar Landälv
LULEÅ TEKNISKA UNIVERSITET | 2016-05-10 Elisabeth Wetterlund | 8 |
Samförgasning svartlut – pyrolysolja (PO)
Större
massabruk
Metanolkapacitet (MW)
Nö
dvä
nd
igt
me
tan
olp
ris
för
20%
in
tern
rän
ta(I
RR
)
Svartlutsförgasning (0% PO)
Samförgasning 10-50% PO + svartlut
PO-förgasning (100% PO)
EUR/MWh
Andersson J, et al. (2016) Co-gasification of black liquor and
pyrolysis oil: Evaluation of blend ratios and methanol production
capacities. Energy Conversion and Management 110:240-248
LULEÅ TEKNISKA UNIVERSITET | 2016-05-10 Elisabeth Wetterlund | 9 |
Samförgasning svartlut – pyrolysolja (PO)
Större
massabruk
Metanolkapacitet (MW)
Nö
dvä
nd
igt
me
tan
olp
ris
för
20%
in
tern
rän
ta(I
RR
)
Svartlutsförgasning (0% PO)
Samförgasning 10-50% PO + svartlut
PO-förgasning (100% PO)
EUR/MWh
Andersson J, et al. (2016) Co-gasification of black liquor and
pyrolysis oil: Evaluation of blend ratios and methanol production
capacities. Energy Conversion and Management 110:240-248
Diesel / bensin
Diesel / bensin inkl. skatt
LULEÅ TEKNISKA UNIVERSITET | 2016-05-10 Elisabeth Wetterlund | 10 |
0
1000
2000
3000
4000
5000
0 10 20 30 40 50
Kap
acit
et
(to
n D
S/d
ag
)
Ålder (år)
10 bruk
~23 TWh/år
svartlut
~12 TWh
biodrivmedel
Andersson J, et al. (2016) Co-gasification of black liquor and
pyrolysis oil: Evaluation of blend ratios and methanol production
capacities. Energy Conversion and Management 110:240-248
Samförgasning svartlut – pyrolysolja (PO)
Sodapannor i
Sverige
LULEÅ TEKNISKA UNIVERSITET | 2016-05-10 Elisabeth Wetterlund | 11 |
0
2
4
6
8
10
12
0
5
10
15
20
25
30
0% PL 25% PL 50% PL 100% PL
An
tal
bru
k
TW
h/å
r
Black liquor
Methanol production
No. of mills1600 MEUR
1300 MEUR
-300 MEUR
Andel pyrolysolja (massbasis)
Svartlut
Metanolproduktion
Antal bruk
Samförgasning svartlut – pyrolysolja (PO)
Andersson J, et al. (2016) Co-gasification of black liquor and
pyrolysis oil: Evaluation of blend ratios and methanol production
capacities. Energy Conversion and Management 110:240-248
LULEÅ TEKNISKA UNIVERSITET | 2016-05-10 Elisabeth Wetterlund | 12 |
GoBiGas –
Drivmedelsproduktion vs. fjärrvärme
Thunman H, et al. (2015) Commissioning of the GoBiGas
20 MW biomethane plant. Presentation at TCBiomass 2015
LULEÅ TEKNISKA UNIVERSITET | 2016-05-10 Elisabeth Wetterlund | 13 |
0
5
10
15
20
25
-200
-100
0
100
200
300
400
500
Kraftvärmeverk GoBiGas I GoBiGas II
Inve
ste
rin
g /
ma
rgin
al
per
år
Intä
kt
(MS
EK
/år)
Biomassa El/SNG Fjärrvärme Investering/marginal per år
1200 MSEK
(2012)1200 MSEK
(2013)3500 MSEK
GoBiGas –
Drivmedelsproduktion vs. fjärrvärme
(Sandvik 3 Växjö)
Källa: Henrik Thunman
LULEÅ TEKNISKA UNIVERSITET | 2016-05-10 Elisabeth Wetterlund | 14 |
0
5
10
15
20
25
-200
-100
0
100
200
300
400
500
Kraftvärmeverk GoBiGas I GoBiGas II
Inve
ste
rin
g /
ma
rgin
al
per
år
Intä
kt
(MS
EK
/år)
Biomassa El/SNG Fjärrvärme Investering/marginal per år
1200 MSEK
(2012)1200 MSEK
(2013)3500 MSEK
GoBiGas –
Drivmedelsproduktion vs. fjärrvärme
Källa: Henrik Thunman
LULEÅ TEKNISKA UNIVERSITET | 2016-05-10 Elisabeth Wetterlund | 15 |
0
5
10
15
20
25
-200
-100
0
100
200
300
400
500
Kraftvärmeverk GoBiGas I GoBiGas II
Inve
ste
rin
g /
ma
rgin
al
per
år
Intä
kt
(MS
EK
/år)
Biomassa El/SNG Fjärrvärme Investering/marginal per år
1200 MSEK
(2012)1200 MSEK
(2013)3500 MSEK
- Högre driftskostnad
+ Extra intäkt för aromater,
skrubber-RME , CO2
(ej medräknat här)
GoBiGas –
Drivmedelsproduktion vs. fjärrvärme
Källa: Henrik Thunman
LULEÅ TEKNISKA UNIVERSITET | 2016-05-10 Elisabeth Wetterlund | 16 |
Kostnad för fossila
drivmedel vs. biodrivmedel
2020 2030
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
10
20
30
EUR / MWh
IRENA
HT FT
Pöyry
FT
Estimates
IRENA
MeOH/DME
uppskattningar
SE / FI
Biogas
H2 :
EGFTF-rapport
57-309 €/MWh
FI nationell
review:
150 €/MWh
SNG
uppskattning
SE / FI
2015
Långsiktig stabil
lagstiftning krävs för att
klara denna differans
Dagens
produktionskostnad
biodrivmedel i Europa
(ungefärligt)
Källa: EGFTF report 2015 “State of the Art on Alternative Fuels
Transport Systems”; Ingvar Landälv presentation Bryssel SGAB, april
2016 “Cost of Production for Various Renewable Fuels”
45 USD/bbl råolja
0,4 EUR / l
2025
0
Kostnad för
biomassa
LULEÅ TEKNISKA UNIVERSITET | 2016-05-10 Elisabeth Wetterlund | 17 |
Tack!
Elisabeth Wetterlund
Bitr. lektor
Energiteknik
Luleå tekniska universitet
0920-491056