Lars Waldheim and Magnus Marklund
Strategisk Innovationsagenda 2015-09-24 Teknikläge förgasning och pyrolys Konsult NTL IEA Task 33 (förgasning) Magnus Marklund VD, SP ETC NTL IEA Task 34 (pyrolysis) lars.waldheim @waldheim-consulting.se [email protected] Lars Waldheim Strategisk innovationsagenda 2015-09-24 1 Förgasning översikt, många tillämpningar 40-70 % energi 40-45 % el, 45-50 % värme 25-30 % el, 50-60 % värme 35-40 % el Strategisk innovationsagenda 2015-09-24 2 Biomasseförgasning Sverige 2010-2015 Piteå MEVA 1 MW kraftvärme i drift WoodRoll 500 kW Demonstration driftsättning SP ETC 1 MW PEBG pilot i drift Rottneros, planerad 100 000 t/å metanol NER 300 ansökan avslagen 2014 LTU Green Fuels 2 MW DME pilot i drift Värmlandsmetanol AB Planerad 100 000 t/å metanol Domsjö Chemrec demonstration Avbrutet 2012 Göteborg GoBiGas Fas 1 20 MW SNG Fas 2 NER 300 bidrag 2012 Vallvik Biofuel NER 300 ansökan avslagen 2012 Värö 25 MW CFB Mesaugnsförgasare i drift t. 2014 Västerås Avfallsförgasning KV Avbrutet 2010 E.ON Bio2G Planerad 200 MW SNG NER 300 bidrag 2014 Värnamo 18 MW IGCC Avbrutet 2000, 2010 Strategisk innovationsagenda 2015-09-24 3 Europa, sameldning och kraftvärme (> 1 MWe, ej komplett, inkl. avfall) Herten CHP (in planning) Strategisk innovationsagenda 2015-09-24 4 Förgasning med motor Danmark Harboröre (Babcok Völund) I drift 1994, med motore 2000. 3.3 MWth, 0.85 MWe , 2 motorer. Fastbäddsförgasare, tjärskrubber, tjära samals och används vid topplast Skive (Carbona, HTAS) I drift 2006 11 MWth / 3*2 MWe. Träpellets. FB förgasare, monolitisk tjärreformer, gas filter, skrubber och 3 motorer. Andra leverantörer i Europa: MEVA, Spanner, Repotec, Guascor, EQTEQ, mfl. Strategisk innovationsagenda 2015-09-24 5 IGCC- anläggningar på 1990-talet Typhoon (SGT100) Värnamo CFB, 18 bar tryck Gas turbine Arbre, UK Atmosfärisk förgasning Drift 1995-2000, 2007 Driftsättning avbröts 2001 3 600 h drift integrerat med GT pga. byte av huvudägare Strategisk innovationsagenda 2015-09-24 6 AIR PRODUCTS, UK En anläggning I driftsättning, En under byggnad, driftstart 2016 Strategisk innovationsagenda 2015-09-24 7 Vaskiluoto, sameldning med kolpanna Största CFB-förgasaren 140 MWth Product gas Instrumentation, electrification and automation Dried biomass Wet biomass Biomass receiving and pre-handling Large-scale belt dryer Strategisk innovationsagenda 2015-09-24 CFB gasifier 140 MWfuel Existing PC boiler modifications and new burners 8 Europa BTL +Pyrolys Domsjö BLG BTL (planned, stopped 2012) ETC Pyr. (in op.) LTU Green Fuels/Chemrec BLG (in op.) Vallvik BLG BTL (planned.) Värmlandsmetanol (planned) Rottneros BTL (planned) Tofte Biofuel (planned.) GoBIGas SNG (in op.) BIO-MCM BTL (in op/ in plan) Empyro pyrolysis (in op.) Hervesken, Delfzilj WtG (in constr.?) HVC WtG (planned.) Solena WtL (planned) Finish Forest BTL (Ajos BTL) (stopped 2013) Kemira Oulu NH3 (stopped 1990) Rauma BTL ( planned. stopped 2012) NSE BTL ( planned. stopped 2012) Valmet Pyr. (in op.) VTT Pyr. (in op.) UPM Lappen raanta HVO (in op.) Fortum pyrolysis (in op.) Fortum pyrolysis (planned.) Bio2G SNG (planned) CHOREN BTL (stopped 2010) BioTFuel (planned) Bioliq BTL (in commissioning) Stracel (planned) Gussing, BTL, SNG (op.) Bure Saudron BTL (stopped 2011, New project planned 2013) Pilot plants Demonstration plants “Commercial” BTL Liquid fuels incl. alcohols BLG Black liquor gasification SNG Synthetic Natural Gas WtG Waste to Gas WtL Waste to Liquids Strategisk innovationsagenda 2015-09-24 9 NER 300 Europa EU NER300: bioenergy 1st Call 2nd • UPM Stracell – Frankrike. FT. Status okänt, aktivitet 2015? • AIOS BTL – Finland. FT. Avbrutet. • WoodSpirit – Nederländerna. Metanol. Status okänd. • Pyrogrot Billerud – Sverige. Pyrolysolja. Avbrutet • GoBiGas 2 – Sverige. SNG. Fas 1 pågår, fas 2? • Fast pyrolysis – Estland. Pyrolysolja. Status okänd • CHP Biomass pyrolysis – Lettland. Pyrolysolja. Status okänd Call • E.ON Bio2G – Sverige. SNG. Status ? Andra ansökningar ej valda (Rottneros etc.) Deadline har utsträckts 2 år. (GoBiGas 2 2016, Bio2G 2020) Strategisk innovationsagenda 2015-09-24 10 Biomassa till metanol: Värmlandsmetanol Tillståndsprövning pågår Investorer och IPO för ett tillskott av 3 000 MSEK (330M€) planeras Strategisk innovationsagenda 2015-09-24 11 USA AND CANADA BTL+Pyrolys KiOR Pyr. (stopped 2013) Red Rock Biofuels (planned) Frontline Bioenergy BTL (op.?) New Page BTL (on hold)) Fulcrum BTL (in constr.) Flambeau BTL (on hold) Coskata BTL (USDA) REIII Andritz Carbona, GTI , HTAS Ensyn Pyr, several units op. (op.) Sierra Energy WTL (planned) Enerkem BTL ( in commissioning IHI2 op. Enerkem BTL (op) Rentech, Clear Fuels (stopped 2013) Freedom Pine BTL (planned 2012) Range Fuels BTL (stopped 2011) Solena WTL (planned) Pilot plants Enerkem BTL (planned) INEOS BTL (in commissioning) “Commercial” UOP (pyrolysis) Sundrop Biofuels BTL (planned) More info Demonstration plants http://www1.eere.energy.gov/biomass/integrated_biorefineries.html, www.canmet.cn Strategisk innovationsagenda 2015-09-24 BTL BLG CHP SNG WtE Liquid fuels incl. alcohols Black liquor gasification Combined heat and power Synthetic Natural Gas Waste to Energy WtL Waste to Liquids 12 12 ENERKEM, Kanada Enerkem driftsätter en 100 000 ton per år RDF-förgasare för att göra 38 000 m3 etanol i Edmonton. Först produktion annonserad sep. 2015 Strategisk innovationsagenda 2015-09-24 13 13 INEOS BIO, USA Vero Beach, FL Biomasseavfall, RDF förgasas till 30 000 m3 etanol per år och 6 MWe. Driftsättning stoppad 2014, 2015, ombyggnader Syrgasblåst tvåstegsförgasare Strategisk innovationsagenda 2015-09-24 1.5 tpd PDU gasifier 14 14 Slutsatser teknikstatus • Småskalig kraftvärme mycket intresse där stöd finns (ej Sverige). Intressant på sikt för de minsta näten som inte har kraftvärme? • Sameldning inte intressant i Sverige, industriugnar? • IGCC –utvecklingen fram till ca 2000, men kolförgasning aktivt Kommer intresset igen på lång sikt (efter 2030)? • Syntesgas generellt ”Mycket skrik och lite ull”, och lite driv • Många projekt under beredning Stora stöd t.ex. genom NER 300, men otillräckligt? Hur komma över finansierings-, teknik- och marknadsrisker trots stora stöd i vissa fall? • Globalt så är ingen anläggning i drift på biobränsle och avfall, men driftsättning pågår för tre syntesgas anläggningar en IGCC varav en i Sverige. • Sverige ligger fortfarande långt framme kunskapsmässigt Strategisk innovationsagenda 2015-09-24 15 Exempel på konverteringsprodukter via snabb pyrolys: SP Energy Technology Center SP Energy Technology Center KiOR Ensyn Fortum BTG-BTL Ensyn ABRITech Red Arrow Red Arrow Red Arrow Red Arrow Ensyn AgriTherm KiOR Valmet Biomass Engineering, Ltd. Pytec Virgina Tech BTG University of Science and Technology of Fraunhofer UMSICHT Mississippi State University USDA-ARS-ERRC RTI International Alternative Energy Solutions Ltd. Envergent Mainstream Engineering Corporation Battelle ABRITech Renewable Oil International LLC VTT Ltd. SP ETC University of Idaho UDT Iowa State University National Renewable Energy Laboratory Fraunhofer UMSICHT CanmetENERGY CanmetENERGY KiOR - - idle planned operational operational operational - never started operational operational operational operational operational operational - idle operational - never started - idle - idle operational operational - commissioning operational operational operational operational - idle under construction operational - commissioning operational - commissioning operational operational operational operational operational operational operational - commissioning - idle USA TRL 8 First-of-a-king commercial demo Brazil TRL 8 First-of-a-king commercial demo Finland TRL 8 First-of-a-king commercial demo NetherlandTRL 8 First-of-a-king commercial demo Canada TRL 8 First-of-a-king commercial demo Canada TRL 6-7 Demonstration USA TRL 8 First-of-a-king commercial demo USA TRL 8 First-of-a-king commercial demo USA TRL 8 First-of-a-king commercial demo USA TRL 8 First-of-a-king commercial demo Canada TRL 6-7 Demonstration Canada TRL 6-7 Demonstration USA TRL 4-5 Pilot Finland TRL 6-7 Demonstration UK TRL 6-7 Demonstration Germany TRL 4-5 Pilot USA TRL 4-5 Pilot NetherlandTRL 4-5 Pilot China TRL 4-5 Pilot Germany TRL 4-5 Pilot USA TRL 4-5 Pilot USA TRL 4-5 Pilot USA TRL 4-5 Pilot New Zeala TRL 4-5 Pilot USA TRL 4-5 Pilot USA TRL 4-5 Pilot USA TRL 4-5 Pilot Canada TRL 4-5 Pilot USA TRL 4-5 Pilot Finland TRL 4-5 Pilot Sweden TRL 4-5 Pilot USA TRL 1-3 Research Chile TRL 1-3 Research USA TRL 1-3 Research USA TRL 1-3 Research Germany TRL 1-3 Research Canada TRL 1-3 Research Canada TRL 1-3 Research USA TRL 1-3 Research - - - In situ forest residues 20 833 kg/h - - Circulating Fluid Bforest residues 16 667 kg/h - Fluid Bed forest residues 10 000 kg/h - - Rotating Cone organic residues and waste 5 000 kg/h - - Circulating Fluid Bforest residues 2 500 kg/h - - Auger 2 000 kg/h - - Circulating Fluid Bunknown 1 667 kg/h - - Circulating Fluid Bunknown 1 667 kg/h - - Circulating Fluid Bunknown 1 667 kg/h - - Circulating Fluid Bunknown 1 250 kg/h - - Circulating Fluid Bed 625 kg/h - Fluid Bed agricultural residues 420 kg/h - - In situ forest residues 417 kg/h - Fluid Bed forest residues 300 kg/h - Fluid Bed 250 kg/h organic residues and waste 250 kg/h - - Flat Plate organic residues and waste 250 kg/h - Fluid Bed - - Rotating Cone 200 kg/h - Fluid Bed 120 kg/h - - Flat Plate 100 kg/h - - Auger 83 kg/h - Fluid Bed 83 kg/h - - In situ 42 kg/h - - Auger 40 kg/h - - Circulating Fluid Bed 63 kg/h organic residues and waste 45 kg/h - Fluid Bed (Flash) Pyrolysis 31 kg/h - - Auger 25 kg/h - - Auger 21 kg/h - Fluid Bed 20 kg/h - - Centrifugal 20 kg/h - - Auger 20 kg/h - Fluid Bed 15 kg/h - Fluid Bed 10 kg/h - Fluid Bed 12 kg/h - - Flat Plate 10 kg/h - Fluid Bed 10 kg/h - - Flat Plate 10 kg/h - - In situ 42 kg/h unit inputcapacity1 rawmaterial technology type country status projectowner Kommersiella/Demo anläggningar Pyrolysis i Sverige LTU Green Fuels Co-gasification BL/PO 3 MWth SP ETC POC: 200 kWth Labb materialkarakterisering Sollefteå Kommun Pyrofab (Mobil demo): ? kWth Billerud pyrolys NER 300 bidrag Projektet avbrutet KTH Catalytic Steam pyrolysis: 10 kWth Labb materialkarakterisering SP Process Development Labb materialkarakterisering SP Energy Technology Center SWE Country Report IEA T34 October 2014 18 Fortums pyrolysoljeanläggning i Joenssu, Finland SP Energy Technology Center Fortums pyrolysoljeanläggning i Joenssu, Finland Princip: CHP integrerad FB pyrolysanläggning (ersätta HFO/LFO för satelitenheter i lokal fjärrvärmeproduktion) Invigning: 29 Novmeber 2013 Kapacitet: 10 ton TS bränsle/tim Bränsle: Sågspån, hyggesavfall Status: I drift SP Energy Technology Center Commercial scale demonstration of fast pyrolysis technology 21 © 2014 EMPYRO - introduction OBJECTIVE Design, built and operate a 25 MWth fast pyrolysis plant to produce simultaneously electricity, process steam and fuel oil from woody biomass. Demonstrate the use of pyrolysis oil in natural gas fuelled boiler for the production of process steam. Reference plant for BTG-BTL Pyrolysis Technology. © 2014 Location Empyro: on site AkzoNobel, Hengelo (Netherlands) 22 EMPYRO – key figures Overall Project investments (EMPYRO): ~ 19 Meur (Incl. civil works, working capital, permits, engineering, installation, equipment, etc) 23 © 2014 Slutsatser teknikstatus pyrolys • Tidiga anläggingar vara inte ämnade för energi, t.ex. liquid smoke • Möjligheterna med PO som ersättningsolja har studerats men ofta är egenskaperna inte fördelaktiga. • Idag är två demos igång i EU för kraftvärme! • Att uppgradera till biocrude via pyrolys är i gryningen och kan innebära tekniksprång i närtid. • Sverige inte så långt fram kunskapsmässigt i jmf med förgasning • Teknikbarriärer (i förhållande till förgasning) är idag de främsta hindren. • Fördelar finns i att kunna göra perifer bioråvara mer energität. SP Energy Technology Center Tack för uppmärksamheten! SP Energy Technology Center
© Copyright 2024