energi och framtiden

Energitekniskt centrum i Piteå1

Energi och framtiden

Professor Rikard Gebart

Energitekniskt Centrum i Piteå


Energi och Norrbotten

• 940 Norrbottningar jobbar med energi (SCB, 2003)– Vattenkraft, energibolag,

processindustri etc.– Antalet väntas öka

• Mycket lönsamma företag som både producerar och konsumerar energi

• Spännande utveckling på gång som kan ge nya lönsamma affärer


Energikompetens i Norrbotten

ETCFoU-hotell, tillämpad forskning,

pilotanläggningar, konsulttjänster,industriuppdrag, utredningar

Norrbottens EnergikontorNätverk, initiering/ledning av

projekt, framtagande av underlag,statistik,

informationsspridning

Glommers MiljöenergiFörsöksstation för biobränsle, rådgivning, produktutveckling,

pelletstillverkning och distribution

LTUUndervisning, forskning

IndustrinLKAB, SSAB, Kappa, m.fl.


Spännande utveckling i länet - skogsbaserat bioraffinaderi

• Kan ersätta 30% av Sveriges förbrukning av bensin och diesel

• Fördubblar intäkterna från massabruken• Förbättrar den internationella

konkurrensförmågan• Genererar nya arbetstillfällen (ny

process)• Minskar utlandsberoendet för drivmedel


Dagens massabruk

Pulp Chips

Saw mill

Pulp mill Paper mill

Wood for fuel

Chips for fuel

Sawn goods

Fuel pellets

Paper/CartonPulp wood


Morgondagens massabruk

• Nya affärsmöjligheter• Kompetens och resurser

Pulp chips

Saw mill

Paper mill

Wood for fuel

Chips for fuel

Sawn goods

Fuel pellets

Paper/Carton

Tall oilTerpentine

District heating

Chemicals

Bio-Diesel fuel

Green Electricity

Pulp wood Pulp mill

Forest residues

”BioRefinery”

Metanol fuel


Varför har det inte hänt tidigare?

Major Events and Real World Oil Prices, 1970-2005(Prices adjusted by CPI for all Urban Consumers, 2005)

$-

$10

$20

$30

$40

$50

$60

$70

$80

$90C

onst

ant $

2005

per

bar

rel

1973 Arab Oil Embargo

Iranian Revolution; Shah Deposed

Iran-Iraq War Begins; oil prices peak

Saudis abandon "swing producer" role; oil prices collapse

Iraq Invades Kuwait

Gulf War Ends

Asian economic crisis; oil oversupply; prices fall sharply

Prices rise sharply on OPEC cutbacks, increased demand

Prices fall sharply on 9/11 attacks; economic weakness

Prices spike on Iraq war, rapid demand increases, constrained OPEC capacity, low inventories, etc.

Saudi Light

Imported RAC

Source: EIA

Källa: US Department of Energy

????


Högt oljepris – drivmedel från svartlut blir hyperintressanta

FuelEnergy Content

Eurocent per liter

Eurocent per kWh

Eurocent per kg

Fuel cost per km 1)

(Eurocent)

Ethanol, from wheat2)

5.90 kWh/liter

55 9.3 69 7.3

Ethanol, from forestry feedstock2)

5.90 kWh/liter

33 - 342) 6.5 49 – 56 5.2 – 5.9

Methanol, 150 USD/ton Spot price average, Eur.

4.33 kWh/liter

12 2.9 16 2.3

DME 215 USD/ton 5.27 kWh/liter

15 2.9 22 1.9

Gasoline, 85 USc/gal

8.72 kWh/liter

222) 2.5 27 2.3

City diesel, 85USc/gal

9.77 kWh/liter

22 2.2 27 1.5References: 1) Basic Data for “Jämförelseprojektet” (The Comparison Project), STEM, Dec-2001

Standard car, gasoline =3.4 MJ/ km Standard car, methanol, (=ethanol?)= 2.86 MJ/km 0.794

kWh/kmStandard car, diesel =2.43 MJ/km

2)Ny Teknik (a weekly Swedish technology magazine), Nr 9, 28 Febr, 2002, sid 12-13.

3) Energiläget 2001. Swedish CO2 tax at 0.53 SEK/kg CO2 for fossil fuels

corresponds for fossil methanol an extra cost of 70 USD/ton on top of the spot price 100 USD/ton.

Grönt bränsle från

massabruken!


Drivmedel från förgasning av svartlut (eller biomassa)

• Hög konverteringsgrad:– Metanol– Dimetyleter (DME) (gasformigt dieselbränsle)– Vätgas

• Lägre verkningsgrad:– Syntetisk bensin och diesel med Fischer-

Tropsch processen

• Om all svartlut konverteras till metanol/DME kan 30% av Sveriges behov täckas


Svartlutsförgasning – en nyckelteknik

Raw gas

GREEN LIQUOR

Condensate

BLACK LIQUOR

GAS COOLER

REACTOR

QUENCH

Whiteliquor

Feed water*

LP-steam*

MP-steam*

Weak wash

GASIFICATION

GAS ANDSMELT

SEPARATION

GAS COOLING AND CLEANING

OXYGEN

Atomisingmedia

Coolant

SULFUR REMOVAL

SHORT TIMECONTACTORS

CLEAN, COOLSYNTHESIS

GAS (to flare)

* In DP1 cooling water

Chemrec’s gasifier DP1 in Piteå, Sweden


Två alternativ med svartlutsförgasning

• Tillverkning av drivmedel:– 30 % av Sveriges bensin och diesel kan ersättas med bränsle från

bruken– Samma eller lägre produktionskostnad som fossila drivmedel

• Produktion av el:– Ökningen jämfört med idag motsvarar Umeälvens produktion– Högre verkningsgrad än sodapannan ger konkurrenskraftigt pris

• Massabruken är den ideala startpunkten för framtidens bioraffinaderi

– Råvaruförsörjning och hantering– Bred kompetens– Vana att hantera kemikalier och en komplex process– Lägre investeringskostnad pga befintlig infrastruktur


Svartlutsförgasning – Sverige och Norrbotten världsledande

• Världens första trycksatta Chemrec-förgasare DP-1 finns i Piteå (kostnad c:a 60 MSEK)

• Ett nationellt forskningsprogram på svartlutsförgasning runt DP-1 (c:a 12 MSEK/år)

• Programmet koordineras av ETC• Forskare från LTU, ETC, UmU, STFI, KI,

Chalmers, Chemrec• En stor del av nyckelkomponenterna till DP-1

har levererats av länets företag (IVAB m.fl.)

• Kan vi utnyttja försprånget?• Kommer det första bioraffinaderiet att byggas i

Norrbotten?


Utvecklingsanläggningen i Piteå

•Första förgasningsexperimentet i september 2005•Ska ge underlag för konstruktion av större förgasare


Finansiering

2/8/2005 1 CHEMREC

Swedish National BLG Program - Funding (Million SEK)

BLG Programmet ABLuleå Technical University, Mid Sweden University , Umeå University, Chemrec AB

BLG R & D Center(R & D Program)

Coordinator: ETC

Development Plant DP-1(Investment & Operation)

Responsible: Chemrec KB

9.0

STEM(Swedish EnergyAgency)

ChemrecAB

Mistra(Research

Foundation)

Swedish P&Pand Forest

Industry

Vattenfall(Utility)

CountyAdministrative

BoardNorrbotten

18.3 20.98.0 10.0 10.0 3.0 30.3

STEM(Swedish EnergyAgency)

45.2 25.0


Organisation

BLG AB

Research program Development plant DP1

0: Synthesis

1: Hot reactor

2: Quench and CCC

Program council

3: Smelt formation

Construction

Development program

Design of DP2

4: Carbon conversion

5: Auto-causticizing

6: New pulping methods

7: Purging of NPEs

8: Materials for hot GL

Scientific Board

Sponsors

100 MSEK


Varför sker utvecklingen av svartlutsförgasning här?

• Kompetens och infrastruktur finns här

• Intresserade bruksledningar finns här

• Teknikutvecklarna (Chemrec) har investerat och etablerat sig här

• Innebär en möjlighet att skapa nya projekt av samma karaktär


Klart för start!


Tiden är rätt för ett byte till ny teknik i Skandinavien

0

2

4

6

8

10

12

1950-1954

1955-1959

1960-1964

1965-1969

1970-1974

1975-1979

1980-1984

1985-1989

1990-1994

1995-1999

Nu

mb

er o

f R

eco

very

Bo

ilers

Norway

Finland

Sweden


Syngas Syngas

Power $3.8 billion

Or

Liquid Fuels/Chemicals$5.5. billion

O2

Pulp$5.5 billion

BL GasifierWood Residual GasifierCombined Cycle SystemProcess to manufacture Liquid Fuels and Chemicals

Vision för framtiden

Manufacturing

CO2

Extract Hemicellulosesnew products chemicals & polymers

$3.3 billion

Black Liquor & Residuals

Net Revenue Assumptions:Acetic Acid - $1.73/gallon Purchased Electricity - $43.16/MWHEthanol - $1.15/gallon Exported Electricity - $40.44/MWHPulp - $100/ton net profit Renewable Fischer Tropsch Fuel - $57/bbl

Steam, Power & Chemicals


Från massabruk till bioraffinaderi

• Utveckling av massabruken mot bioraffinaderi ger:– Ökade intäkter från nya produkter– Ökad konkurrenskraft mot formidabla

konkurrenter (Sydamerika och Sydostasien)

– Bränslen och kemikalier från en förnyelsebar källa

– Minskat utlandsberoende


Finns det andra spännande möjligheter i Norrbotten?

• Småskalig kraftvärme med förgasning• Förädling av energigrödor från övergiven

åkermark• Förbrännings- och förgasningsutrustning

för “svåra” bränslen• Extraktion av värdefulla produkter från

massaprocessen• Smarta lösningar i gruv-, metallurgi- och

massaprocesser


Energi och framtiden i Norrbotten

• Viktigt med billig och miljövänlig energi (el, drivmedel, uppvärming)

• Satsa på: utbildning, forskning, utvecklingsprojekt, pilotanläggningar, demoanläggningar

• Nya bioraffinaderier medför:– Hållbara drivmedel produceras i länet– Nya affärsmöjligheter för länets företag– Markanvändningen kommer att förändras– Konkurrensfördel för Sverige och Norrbotten

energi och framtiden

Documents