1. No category

Pohjanmaalle biojalostamo
liikennebiopolttoaineiden ja
kemianteollisuuden raaka-aineiden
tuotantoon
INVESTOINTIHANKKEEN
ESITTELY
Luottamuksellinen
24.6. 2013
24.06.2012
LOGIBIO -hanke 2012
Sievin kunta
Ylivieskan seutukunta
Pohjanmaan biojalostamo
Tämä muistio perustuu :
1.
Sievin Teollisuuspuiston ja Chempolis Oy:n tekemiin taloudellis-toiminnallisiin selvityksiin
biojalostamosta. Näihin selvitystöihin ovat osallistuneet myös Vapo Oy ja Raisio Oyj
2.
Elokuussa 2012 päättyneen korsimassoja hyödyntävän LOGIBIO -biojalostamon
raaka-aineselvityshankkeen tuloksiin. LOGIBIO- hanke on Ylivieskan seutukunnan
hallinnoima kehityshanke, missä selvitettiin biojalostamon raaka-ainetuotantomahdolllisuutta
ja potentiaalia Pohjanmaan alueella. Ohjausryhmässä ovat edustajat seuraavista
organisaatioista; MTK Pohjois- ja Keski-Pohjanmaa, Vapo Oy, Destia Oy, Chempolis Oy
ja Metsäntutkimuslaitos.
3.
Biojalostamon jäähdytysselvityksen tuloksiin. Tässä GTK:n VTT:n ja Sievin kunnan
yhteishankkeessa selvitettiin eri vaihtoehtoja jäähdytykseen.
Pohjanmaan biojalostamo –Hanke
1.
Tavoitteena on toteuttaa taloudellisesti kannattavasti bioetanolia päätuotteena
valmistava formicobio™ menetelmällä toimiva laitos, joka tuottaa raaka-aineena
käytettävästä biomassasta bioetanolin lisäksi optimaalisen kannattavasti kemian
teollisuudelle ja energiakäyttöön tuotteita.
2.
Biojalostamo käyttää bioetanolin ja prosessissa syntyvien muiden tuotteiden raakaaineina uudistuvia ja ns. Non-Food raaka-aineita. Näin kilpailu ruokatuotannon ja sen
negatiivisen hinta- ja saatavuusvaikutuksen kanssa jää pois.
3.
Biojalostamon raaka-aineet, energiaomavaraisuus ja mahdollisimman pitkälle toteutettu
suljettu kierto tekevät siitä jalostamon, joka tulee olemaan mm EU:n (CO2 ja muut
direktiivit) ohjelmien mukainen vihreän polttoaineen tuottaja myös tulevaisuudessa.
4.
Raaka-aineissa hyödynnetään pääasiallisesti Pohjanmaan alueen resursseja. Alueelta
löytyy riittävä määrä tarvittavia raaka-aineita ja halukkuus niiden tuottamiseen.
5.
Jalostamo rakennetaan Sievin Matalamaalle. Alue on tuotannollisesti, logistisesti ja
ympäristöllisesti erinomainen paikka tehtaalle.
6.
Investointi n 100 ME on tarkoitus käynnistää 2013
Bioetanolin tuotanto maailmalla
Kaikki suurtuottajat tuottavat bioetanolin
ruokapohjaisista raaka-aineista
Bioetanolia tuotetaan EU:n
alueella käyttämällä
pääsääntöisesti viljaa ja
sokerijuurikasta, suurimpia
tuottajamaita ovat Espanja,
Ruotsi, Ranska ja Saksa.
Kiinassa tuotetaan
bioetanolia maissista,
vehnästä ja sokeriruo’osta,
pääsääntöisesti teollisuuden
tarpeisiin.
Intiassa sokeriruoko ja
cassava ovat
bioetanolituotannon
pääraaka-aineet.
Puolet maailman bioetanolista tuotettiin vuonna 2010
Yhdysvalloissa, ja lähes kaikki tuotos saatiin pohjoisen Keskilännen
maissiviljelmiltä.
Brasiliassa tuotettiin kolmannes maailman bioetanolista vuonna
2010. Brasiliassa tuotetaan bioetanolia pääsääntöisesti
sokeriruo’osta..
Bioetanolin maailmanmarkkinahinta
•
Bioetanolin maailmanmarkkinahinta on pysynyt pitkään suhteellisen vakaana. Tulevaisuudessa on
hinnan nousupaineita nimenomaan selluloosaetanolilla jossa ei ole rasitteena ruokapohjaisuutta .
•
Viime aikoina etanolin hinta Rotterdam FOB on ollut n. 700 EUR/m3. (n. 900 EUR/ t) .
Bioetanolin maailmanlaajuinen markkina on vielä heikosti kehittynyt , johtuen siitä että lähes kaikki
valmistettava etanoli käytetään ko. maan kotimarkkinoilla.
Bioetanolipolttoaineen markkinat
Suomessa
Suomessa on 2011 käytetty n. 250 milj. litraa etanolia polttoaineissa. Vain 15 milj. litraa
tästä on tuotettu kotimaassa. Ainoa bioetanolin tuottaja Suomessa on St1.
Suomen tavoite biopolttoaineissa 2020 = 20% energiasta = n. 450 milj. litraa bensiinin
osalta. Biopolttoaineille kokonaisuudessaan asetetut tavoitteet ovat vielä merkittävästi
korkeammat.
Kotimaisten velvoitteiden ja kysynnän täyttämiseksi kotimaisella tuotannolla Suomeen
tavoitellaan kolmea toisen sukupolven biodiesel-laitosta. Näihin puuta raaka-aineena
käyttävien biodiesel-laitoksiin on haettu kolmea NER-rahoitusta, ja suomalaiset yritykset
ovat saaneet 1½ (UPM:llä sijaintimaa on avoin). Puupohjaisten biodiesellaitosten
toteutumista vaikeuttaa niiden erittäin korkea investointikustannus .
Suomeen on suunnitteilla erityyppisistä yhdyskunta- ja ruuaksi kelpaamattomasta jätteestä
ja erityppisistä sivuvirroista raaka-aineensa saavia etanolilaitoksia: mm. ST1 ja Nesteen
toimesta.
Myös joitakin viljaa raaka-aineena käyttävien laitosten hankevalmisteluita on meneillään
mutta niiden osalta tilanne tulee vaikeutumaan uusien EU ohjeistojen myötä.
Bioetanolin tarve on pelkästään kotimaan markkinoille niin suuri että vaikka nyt
suunnitteluasteella olevat laitokset toteutuvat jäädään kansallisesti käyttötavoitteesta
runsaasti jälkeen
Biojalostamon käyttämä
formicobio™ -menetelmä
Oululaisen Chempolis Oy:n formicobio™ biojalostusteknologia
menetelmän edut ovat:
1. Korkeampi saantoprosentti
2. Arvokkaat sivutuotteet
3. Suljettu prosessikierto
Parempi kannattavuus
Korkeampi jalostusarvo
Ympäristöystävällinen
Korkeampi kannattavuus
Pohjanmaan jalostamon kannattavuus perustuu:
1. tarvittavan raaka-ainemäärän 350.000 tn/v kustannustaloudelliseen
riskittömään saatavuuteen
2. Etanolin 50.000 tn/v, kemian tuotteiden ja energian käyttötuotteiden
tuotantomäärien maksimointiin suhteessa investointi- ja käyttökustannuksiin
edistyksellistä formicobio™ teknologiaa hyödyntämällä
Biojalostamon käyttämä formicobio™ –teknologia
on maailman paras
formicobio™ teknologiaa on evaluoitu esim. seuraavien ulkopuolisten tahojen
toimesta:
•
USA:n energiaministeriön evaluointi: Chempoliksen teknologia on alansa
energiatehokkain. Tämä evaluointi koski teknologian soveltamista
sellunvalmistuksessa.
•
IFC:n (International Finance Corporation, private sector arm of World Bank)
evaluointi: Chempoliksen teknologia on taloudellisesti edullisin ja ympäristön kannalta
paras. Tämä evaluointi koski teknologian soveltamista sellunvalmistuksessa.
•
BASF (maailman johtava kemikaaliyhtiö) on evaluoinut kemikaalien talteenoton, joka
on osa teknologiaamme, ja todennut sen toimivaksi.
•
GCCA:n (Global Cleantech Cluster Association) kilpailu 2011: Chempolis pääsi 30
yrityksen finaaliin kilpailussa, johon osallistui 4000 cleantech-alan yritystä ympäri
maailmaa. Chempolis pääsi kolmen parhaan yrityksen joukkoon kategoriassa ”muut
uusiutuvat energiat”.
Pohjanmaan biojalostamon raaka-aine ja
tuotantomäärät formicobio™–menetelmällä
tuotettuna
OLKI
RUOKOHELPI
350 000 t
MUURAHAISHAPPO KEITTO
HYDROLYYSI JA
FERMENTOINTI
TISLAUS
JA ABSOLUTOINTI
ETANOLI
50 000 tonnia
KEMIKAALIEN
TALTEENOTTO
POLTETTAVA
RANKKI
96000 t
BIOHIILI
ETIKKAHAPPO
172 000 t
FURFURAALI
23 000 t
10 000 t
HÖYRYLAUHTEIDEN
PALAUTUS
890000 t
Biojalostamon Non-food raakaaineet
1.
Korsimassat
Viljan olki; Viljantuotannon sivutuotteena korjattava korsimassa.
Kaikki vilja- ja öljykasvilajikkeet.
B. Viljelty ruokohelpi. Erityisesti korsimassantuotantoon jalostettu
voimakaskortinen heinäkasvi.
C. Muut korsimassat; Esimerkiksi teiden viheralueilta poistettavat
heinäkasvit. (Korsimassan poistaminen edesauttaa teiden
kunnossapitoa.)
Lehtipuubiomassat
parhaiten prosessoitavaksi kelpaa lehtipuun ainespuu
A.
2.
Biojalostamon raaka-ainevirrat eri
aikajänteillä
Raaka-aine
t/tunti t/päivä
t/vuosi (330 pv)
viljan olki
31,5
757,5
250 000
ruokohelpi
12,6
300
100 000
jäähdytysvesi
6025
144600
47 718 000
5
120
39600
0,39
9,36
3120
tuorevesi
muurahaishappo
Pohjanmaan biojalostamon raaka-aineen
edut suhteessa muihin biopohjaisiin raakaaineisiin
Lignoselluloosaperäisillä biopolttoaineilla on monia etuja perinteisiin
biopolttoaineisiin nähden:
1.
Tuleva EU- lainsäädäntö ohjaa siirtymään pois ruokaetanolista (CO2-tase, muu lainsäädäntö),
2.
Niiden raaka-aineet ovat jakautuneet maantieteellisesti fossiilisia polttoaineita tasaisemmin,
jolloin niiden tuotanto ei riipu niin paljon tuonnista ja niiden saantivarmuus on suurempi.
3.
Lignoselluloosa ei kilpaile ruuan ja rehun tuotannon kanssa maapinta-alasta ja on raakaaineena tärkkelyspitoisia raaka-aineita edullisempaa. Suomessakin paljon puhuttu ja tutkittu
viljaetanolin valmistus viljan jyvistä on eettisyyden lisäksi osoittautunut viljan markkinahinnan
rajujen muutosten takia myös taloudellisesti kannattamattomaksi.
4.
Lisäksi oljet ovat tyypillisesti maatalouden jäännösmateriaaleja, jotka kynnetään takaisin peltoon,
koska niille ei ole nykyään juurikaan käyttöä.
5.
Lignoselluloosan tuotanto kuluttaa vähemmän energiaa, torjunta-aineita ja lannoitteita kuin
tärkkelyspitoiset raaka-aineet.
6.
Lignoselluloosan tuotannon kasvihuonekaasupäästöt ovat alhaiset.
7.
Pohjanmaan biojalostamon pääraaka-aineilla ei kilpailevaa taloudellista käyttöä. Raaka-aineiden
markkinahinnat pystytään vakiomaan ja niillä ei ole sidosta maailmanmarkkinahintaan eikä
käytännössä alueelliseenkaan markkinamuutoksiin
Biojalostamon hankinta-alue
Raaka-ainepotentiaali:
Ellipsin muotoinen keräilyalue Kauhavalta
Liminkaan (osa Etelä-Pohjanmaata, KeskiPohjanmaa ja osa Pohjois-Pohjanmaata). Alue
on 100 km pitkä ja 60 km leveä rannikolta
sisämaahan.
Liikenneyhteydet:
- rautatieyhteydet:
- Pohjanmaan rata
(Sievin as.)
- maantieyhteydet:
- Oulu – Seinäjoki
- Kokkola – Kajaani
- satama (Kokkola, 75km)
- lentoasema (Kokkola, 75km)
Sievi
Biojalostamon raaka-aineen
saatavuuden varmistaminen
Taloudellisesti kannattavan raaka-aineen hankinta-alueen resurssi:
Olki
400 000 tn viljan olkea (70% hyödyntämisaste, 2,8 tn/ha)
n.10 000 tn rypsin olkea (2,5 tn/ha)
Ruokohelpi
Nykytila 19.500 tn/v
Nykytilan lisäksi 500 000 tn ruokohelpeä, jos keräilyalueen kesanto- ja viljelemättömät
pellot (90 000 ha) otettaisiin ruokohelpin viljelyyn. Tähän ei sisälly turvetuotannosta
vapautuvia pinta-aloja.
Lehtipuuaines
Kokonais-tuotto alueella 1 120 410 tonnia. Markkinoilta tarvittaessa ostettavissa
Tienreunojen niittoheinä
2,5 neliökilometrin alue; vapaasti saatavissa tienpitäjän puolesta
Keväällä 2012 tehdyt selvitykset viljelijöiden halukkuudesta myydä olkea osoittivat että
riittävä määrä (250.000 tn/v) saadaan jalostamolle. Myös ruokohelpin osalta selvitys osoitti
että tullaan saamaan asetettu tavoite 100.000 tn/v. Tämän lisäksi esim. ruokohelpia on
taloudellisesti järkevää kuljettaa tämän hankinta-alueen ulkopuoleltakin
Raaka-aineen hankintakustannus
Biomassan hankintakustannus/ porttimaksu perustuu
1.
2.
3.
4.
viljely- ja korjuukustannuksiin
varastointiin pellolla/viljelmällä
kuljetuskustannukseen tehtaalle
tuotantomaksuun viljelijälle
Alla oleva hinta on porttihinta, minkä laitos maksaa toimittajalle. Hinta on laskettu
keskimäärin 100 kilometrin etäisyydeltä kuljetettavan raaka-aineen
hinnanmuodostuksen pohjalta. Biojalostamon kustannuksissa ei ole mukana
välivarastoinnin kustannus, se on mukana porttihinnassa.
Olki
58 €/tn
Ruokohelppi
82 €/tn
Lehtikuitu
80 €/tn
Biojalostamon tuotot
tuoteryhmittäin
Tulot
Etanoli
Etikkahappo
Furfuraali
Biohiili (20 MJ/kg)
Poltettava rankki (4 MJ/kg)
Höyrylauhteiden palautus
Tulot yhteensä
Tuotanto
6,3
1,3
2,9
21,8
12,1
112
t/h
t/h
t/h
t/h
t/h
t/h
50 000
10 000
23 000
172 000
96 000
890 000
Yksikköhinta
t/a
t/a
t/a
t/a
t/a
t/a
750 EUR/t
500 EUR/t
1 000 EUR/t
120 EUR/t
20 EUR/t
3 EUR/t
Vuosi
MEUR/a
38
5
23
21
1,9
3
91
Tuottolaskelmissa käytettyjen hintojen perusteet
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Etanolin maailmanmarkkinahinta (Hub Rotterdam ) on nyt n. 700 € / m3 (vastaa n. 900 € /t )
Uuden lainsäädännön tuplalaskettavuus-etu selluetanolille, ruokosokerietanolin rajallinen
riittävyys, ruokapohjaisen/CO2-taseen pohjalta kehnon tuotannon väistyminen nostanee
selluetanolin ostohintaa tulevaisuudessa;
Furfuraali on kemian teollisuuden raaka-aine. Eurooppalaisen furfuraalivälittäjän (IFC,
International Furan Chemicals) mukaan furfuraalin hinta on ollut viime aikoina n. 1300…1350
USD/t. Valtaosa furfuraalista valmistetaan ja käytetään Kiinassa joten aivan yksiselitteistä
maailmanmarkkinahintaa ei löydy.
Etikkahapolla on selkeä maailmanmarkkinahinta
Biohiili /puuhiilen hinta saadaan esim. energiapuun hintatasosta. Tavoitteena on hyödyntää
tämä energialähde mahdollisimman tehokkaasti siten että biojalostamon
kokonaisenergiakustannus on käytännössä 0 €. Tämä syntyy laskennallisesta perustasta, missä
poltettavien jakeiden energia-arvo pitäisi olla suunnilleen sama kuin ostettavan höyryn ja
sähkön arvo. Jatkossa voidaan arvioida onko ligniinillä vielä muita kannattavampia
käyttömuotoja kuten muovikomponentteihin ja tienpitoon.
Poltettavan rankin osalta sen hinta määräytyy energian käyttöarvosta.
Höyrylauhteiden palautuksen arvo tulee sen energian käyttöarvosta
Hiilidioksidi syntyy fermetoinnissa, josta se poistuu korkeassa pitoisuudessa ja periaatteessa
voidaan puhdistaa myytäväksi hiilidioksidiksi. Alkuvaiheessa ei kuitenkaan näin tehdä mutta
tulevaisuudessa voi hyvinkin olla että myös hiilidioksidi otetaan myyntituotteeksi
markkinatilanteen mukaan.
Pohjanmaan biojalostamon investointi kustannusten (100 MEUR) jakaantuminen
Laitteet ja putkistot asennuksineen
6%
Automaatio ja sähköistys
19 %
51 %
5%
Rakennukset ja rakenteet
9%
10 %
Asennuspaikan yleiset kustannukset
(infra)
Välilliset kustannukset (suunnittelu,
teknologia, projektin johto, jne.)
Käyttöpääoma
Biojalostamon avainluvut
Biojalostamon käyttö- ja pääomakustannus
Muuttuvat käyttökustannukset
Biomassa raaka-aineet
Entsyymit
Kulutus
41
Muurahaishappo
0,43
Muut muuttuvat käyttökustannukset
Höyry
112
Sähkö
8,7
Muuttuvat käyttökustannukset
Kiinteät käyttökustannukset
Henkilöstö
BDt/h
328 000
t/h
3 400
t/h
MW
890 000
69 000
Kulutus
80
Kunnossapito
Muut kiinteät käyttäkustannukset
Kiinteät käyttökustannukset
BDt/a
t/a
t/a
MWh/a
65 EUR/BDt
120 EUR/tEtOH
500 EUR/t
20 EUR/t
60 EUR/MWh
Yksikköhinta
80 000 MEUR/a
Vuosi
MEUR/a
21
6
1,7
2
18
4
53
Vuosi
MEUR/a
6
2
1
9
Pääomakustannukset
Pääomakustannukset yhteensä
Yksikköhinta
MEUR/a
13 % /a of investment
13
Biojalostamon mahdolliset investointituet ja
niiden vaikutus kannattavuuteen
Investointi
NPV
IRR
PBT
Ilman tukea
100 ME
68,03 €
28,31 %
3,448276
Investointituki 30 ME
70 MEUR
98,03 €
41,19 %
2,413793
NPV = Net Present Value = Nettonykyarvo
IRR = Internal Rate of Return = Sisäinen korkokanta
PBT = Pay Back Time = Takaisinmaksuaika
(Summat on laskettu käyttäen 15 vuoden pitoaikaa ja 15,149% pääoman tuottovaateella, mitä voidaan
pitää uuteen riski-investointiin sopivana)
Voimalaitoskustannus
Voimalaitos on erillinen liiketoimintayksikkö, jonka toteuttaa
energiayhtiö. Voimalaitos on kaupallisesti itsenäinen yksikkö
Biojalostamon energiatarve on n. 70 MWh. Voimalaitos tulee olemaan
vastapainevoimalaitos eli sähkön ja lämmön yhteistuotantolaitos,
missä lämpö/höyry tulee biojalostamon käyttöön ja sähkö tuotetaan
markkinoille.
Laitos käyttää energiana joko biojalostamon prosessissa syntyvää
ligniiniä tai haketta/turvetta.
Biojalostamo rakennetaan Sievin kunnan
Matalamaan alueelle
Biojalostamon sijoituspaikaksi tulee VR Trackin kiviaineslouhinta-alueen
vieressä olevaa kunnan omistuksessa olevaa maa-alue
Tuotantolaitos
Jalostamon tarvitsema jäähdytyskapasiteetti
Jalostamon prosessin tarvitsema
jäähdytys saadaan toteutettua
VR-trackin alueelle tulevaan
louhokseen louhimalla siihen
jäähdytysvesiallas
Jäähdytysvesialtaan pinta-ala on
noin 9 ha, syvyys 5 m
Ratkaisu on erittäin
ympäristöystävällinen