svartlut som syntesråvara - ksla | lantbruk · ksla 1 26 oktober, 2011 chemrec energy to succeed...

KSLA 1 26 oktober, 2011

CHEMREC Energy to Succeed

Drivmedel från skogen

Svartlut som syntesråvara Patrik Löwnertz, VP Marketing & Sales



OM CHEMREC



Kärnteknologi: Svartlutsförgasning Kärnkompetens: Processutveckling Anläggningsintegration Projektutveckling



Våra ägare erbjuder mer än kapital

Amerikanskt venturekapitalbolag med stark managementkompetens och tidig inrikting mot Cleantech

Volvo Technology Transfer – AB Volvo:s venturekapitalbolag

Europeisk venturekapitalfond inriktad på Cleantech

Svenskt familjeföretaag med lång tradition i förgasningsteknologi och projektutveckling



DRIVMEDEL FRÅN SKOGEN



Bygga vidare på den existerande värdekedjan – ytterligare en värdefull produkt

CHEMREC Bioraffinaderi – Omvandlar svartlut till biodrivmedel – Ger högt förädlingvärde för grot – Transformerar skogsindustrins

finansiella nyckeltal

Massabruk: – Hälften av vedens energivärde blir

cellulosa, resten energi för drift av bruket

Massaved Cellulosa

Elkraft, processånga,

förluster

Svartlut 40 TWh/år

Grot, stubbar och träavfall, 33 TWh/år



Sodapannor i Sverige Nr Koncern, Bruk Nominell

kapacitet Verklig kapacitet

Idrifttag-ningsår

1 Billerud, Karlsborg 1250 1500 1980 2 SCA, Munksund 600 1965 3 Smurfit Kappa, Lövholmen 1450 1950 1972 4 SCA, Obbola 1000 2007 5 M-Real, Husum 750 1100 1965 6 M-Real, Husum 700 2000 1978 7 M-Real, Husum 1100 1300 1988 8 Domsjö, Domsjö 375 1958 9 Domsjö, Domsjö 375 1964 10 Mondi, Dynäs 915 1978 11 SCA, Östrand, 3300 2006 12 Holmen, Iggesund 520 900 1966 13 Holmen, Iggesund 520 900 1967 14 Rottneros, Vallvik 760/1000 1200 1974/1999 15 Korsnäs, Gävle 865 1330 1968 16 Korsnäs, Gävle 1550 1550 1987 17 Skutskär, StoraEnso 585 650 1967 18 Skutskär, StoraEnso 1900 2800 1976 19 Korsnäs, Frövi 520 1260 1970 20 Stora Enso,Skoghall 2200/(3350) 2005 21 Billerud,Gruvön 2500/(3300) 2000 22 Munksjö, Billingsfors, 230 330 1976 23 Wermland Paper, Bäckhammar 570 750 1976 24 Munksjö, Aspa 510 1200 1973 25 Billerud, Skärblacka 1250 1850 1976 26 Södra, Värö 2500 2002 27 Södra, Mönsterås 4000 1996 28 Södra, Mörrum 2000 2260 1995

1

2 3

4 5 6 8 9

7 10

11

12

15 14

16 17 18

19 23 20

21 22 24

25

26 27

28

13



Svartlut – Förgasningsråvara med unika egenskaper

• Färdigberedd i existerande industri i stora mängder – Ca 600 TWh/år globalt motsvarande 30

miljoner ton dieselekvivalenter per år

• Det är en vätska – Lätt att pumpa in i trycksatt reaktor – Kan atomiseras till fina droppar för höga

reaktionshastigheter

• Unikt hög reaktivitet till följd av högt innehåll av natrium och kalium



Svartlut – Förgasningsråvara med unika egenskaper

Egenskaperna gör det möjlig att förgasa svartlut i ett steg till syntesgas med lågt innehåll av tjära och metan Förgasning i medströms högtemperatur-förgasare ger:

– Fullständig kolkonvertering, >99.9% – Mycket låg tjärbildning, ~5 ppm – Lågt innehåll av metan, ca 1% – Liten reaktorvolym (~25 m3/1000 t TS/d) – Enkel gasupparbetning



Förgasning: Alternativa råvaror och produkter Grönt eller fossilt

Förgasning & gasbehandling

Syntetisk Diesel (FTD)

Metanol

DME (DiMetylEter)

Svartlut

CO2

Syngas CO+H2

Många råvaror

or

or

Högre alkoholer/ Etanol

CHEMRECs teknologi

Existerande processer

Val av produkt Produkter

Drivmedel

Kemikalier

Kraftvärme

Biomassa

Restoljor

Petroleum- koks

Kol

Naturgas

Ammoniak

Vätgas

Syntisk Bensin (MTG)



0

100

200

300

400

100 200 300 400 500 600

Total WtW energi (MJ / 100 km)

WtW

väx

thus

gase

mis

sion

er (g

CO

2 equ

v. /

km)

Conventional gasoline Conventional diesel Biodiesel: Glycine as chemical Biodiesel: Glycine as animal feed Syndiesel: Coal to liquid Syndiesel: Gas to liquid Syndiesel: Farmed wood Syndiesel: Waste wood, black liquor DME: Coal to liquid DME: Gas to liquid DME: Farmed wood DME: Waste wood, black liquor EtOH: Wheat, straw CHP, DDGS as AF EtOH: Sugar cane (Brazil) EtOH: Wheat, straw CHP, DDGS as AF EtOH: Farmed wood EtOH: Wheat straw EtOH: Wheat, lignite, CHP, DDGS as AF EtOH: Wheat, lignite, CHP, DDGS as fuel EtOH: Wheat, NG GT+CHP, DDGS as AF EtOH: Wheat, NG GT+CHP, DDGS as fuel Biogas: Municipal waste Biogas: Dry manure

Bensin och diesel

DME och syndiesel från svartut

Syntetiska bränslen från kol

Syntetiska bränslen från

fossilgas

Optimalt bränsle

Etanol och biodiesel

Källa: WtW study Eucar/Concawe/JRC 2005, 2010 Vehicles

Hög effektivitet, låga växthusgasutsläpp



Integrerad produktion ger högre effektivitet och lägre produktkostnad • Färdigberedd förgasningsråvara tillgänglig i existerande

industrikomplex • Dubbel funktion–Syntesgasproduktion + kemikalieåtervinning • Värmeintegration med värdbruket höjer totala

energiverkningsgraden betydligt • Lokalisering på plats med effektiv biomasselogistik • Låga kvalitetskrav på tillkommande biomassa • Enstegsförgasning utan tillkommande tjär- och

metanreduktionssteg • Kannibaliserar ej nuvarande industri utan lägger till en ny

produkt Reducerad investeringskostnad Låg råvarukostnad



Introduktionsvägar för gröna syntetiska bränslen • Metanol och DME

– Effektivast och lägsta kostnad, välbeprövad teknik – Samproduktion ger tillräcklig marknad för introduktion – Metanol: Låginblandning i bensin, komponent i biodiesel och

MTBE – DME: 65% av alla tunga fordon går i lokaliserad flottrafik – mål

för DME-konvertering utan behov av stort distributionssytem

• Syntetisk diesel och bensin – ”Drop-in”-bränslen – obegränsad marknad – Något lägre utbyte och högre investering ger högre produktpris

• Etanol – Syntesvägar via jäsning av syntesgas (Coskata, Ineos Bio), över

ättiksyrasyntes och hydrering (Enerkem), termokemisk direktsyntes (NREL/Dow och andra)

– Idag mindre utvecklad teknik med högre produktkostnad



Finns biomassan?

• Svaret är Ja – Ca 30 TWh/år ytterligare grot och stubbar kan göras

tillgängliga vid en något högre prisnivå som tillåter längre transporter och högre kostnad för utvinning

– Men… konkurrensen med andra användningsområden, främst fjärrvärme, kan bli betydande



BioDME-PROJEKTET



BioDME consortium • Chemrec builds and operates the BioDME plant

based on Haldor Topsøe technology

• Volvo Trucks develops, builds and places DME trucks with Delphi providing fuel injection system technology

• ETC, the Energy Technology Centre in Piteå, contributes its technical expertise

• Preem is responsible for BioDME distribution and builds fuel stations in Sweden

• Total is responsible for fuel and lubricant specifications

• The project is financed by the participants, the EU and the Swedish Energy Agency

Starting date: 1 September 2008 Duration 48 months Total budget 28.4 M€ EU funding: 8.2 M€ Swedish Energy Agency: 9.6 M€



BioDME-anläggningen

Produktions-kapacitet:

4 ton DME/dygn

Rör-installation:

~10 000 m

Handventiler och on/off-ventiler:

~1400 st

Instrument: ~450 st

Tryckkärl: ~30 st

Värme-växlare:

~25 st

Yta: 20 x 30 m

Kostnad: ~ €20 miljoner



Amin-tvätt

H2S / CO2 till förbränning

CO- shift

Kol- filter

MeOH Syntes 1

MeOH Syntes 2 Nyutvecklad

single-pass MeOH-syntes

ger > 95% utbyte Svavel-

fälla

MeOH (recirkulerad)

DME-produkt

DME syntes

Vatten

DP-1 förgasare

Syntesgas- kompressor

Gas-konditionering

DME-syntes &

Produktrening

Existerande svartlut-

förgasare

Restgas



BioDME-produktion Anläggningen producerade 7 m3 biometanol före brukets stopp

• Första BioDME:n producerades 2011-07-27 • Värdbruket hade förlängt underhållsstopp aug – mitten av sept • Reguljär DME-produktion från sen oktober

Första biometanol producerad 2011-07-18


CHEMREC Energy to Succeed 20

Bränsledistribution

• Fyra tankstationer i Göteborg, Stockholm, Jönköping och Piteå • Baserade på propanteknik modifierad för DME • Säkerhetsbestämmelser baserade på propan • Investering ca 2 milj kronor per station



Bränsledistribution

European Project BioDME 7th Framework Programme 21

Piteå

Stockholm

Jönköping

Göteborg

• Available LPG technology modified for DME • Low cost

200 m3 produktförråd i Piteå

34 m3 trailer



EMS

Conventional diesel engine Pump

DME tank system

DME fuel

Volvos DME-lastbil

• Standardlastbil • Nytt bränslesystem • Ny motorstyrning • Dieselmotor med dieseleffektivitet • 440 hk, 13 litersmotor • Når Euro 5 avgasnorm utan

katalytisk NOx-rening eller partikelfilter



Tio lastbilar i fälttest



UPPSKALNING



DP-2 500 t DS/d

Air-blown , atmospheric Pressurised, O2-blown

Frövi 50-75 t DS/d

New Bern, 300 t DS/d,

47 000 op. h

DP-1 20 t DS/d

13 000 op. h

Uppskalning – Drifterfarenheter är grundstenen



Uppskalning – Avancerade verktyg, t.ex. CFD, ger ökad precision

Temperature fields Condensate spray velocities



Steam Drum

Slut- kylare

Gaskylare / Ånggenerator

Quench

Reaktor

Train #1 Train #2 Train #3

Utrustnings- och anläggnings-konstruktion långt kommen



INDUSTRIAL-SCALE PROJECTS



The Domsjö Project

Location: Örnsköldsvik, Sweden

Products and capacity: Dual product plant – 100 000 t DME or 140 000 t MeOH/year

Full recovery boiler replacement

Project cost: Approx. € 300 million / $ 400 million minus €54 million grant

Scheduled start-up: 2015



Domsjö – already a biorefinery today

Local Utility

Örnsköldsvik Community

Biomass

Pulp wood

Domsjö Fiber

District heat

Steam Power

Specialty cellulose 199

Lignosulfonate 71

Ethanol 8

Product kton/year



… and more so with BioMethanol and BioDME production

Specialty cellulose 255

Lignosulfonate ~60

Ethanol 10-15

DME/Methanol 100/140

Local Utility

Örnsköldsvik City

Biomass

Pulp wood

Domsjö Fiber

District heat

Steam Power Product kton/year



Gasification unit for Domsjö project

Black liquor tanks

Green liquor tanks

Steam drum

Green liquor flash system

Pipe bridge with all connections to unit



Thanks for your attention!

CHEMREC



BACK-UP SLIDES



The Gasifier and Gas Cooler

Green Liquor

Raw syngas

Condensate

Black Liquor

GAS COOLER STEAM GENERATOR

REACTOR

QUENCH

Cooled raw

syngas BFW

LP- steam

MP- steam

Weak Wash

Oxygen

Cooling water



DME engine

DME spray - No soot formed

Small modifications in the engine

• Ideal fuel for diesel process • 440 HP, 13 L engine • Minor technical modifications • Euro 5 without urea-SCR

or Particulate filter



DME fuel system

13 - 20 bar 1 - 15 bar 200 - 400 bar

svartlut som syntesråvara - ksla | lantbruk · ksla 1 26 oktober, 2011 chemrec energy to succeed...

Documents