Large-scale implementation of biorefineries: New value chains, products and efficient biomass feed-stock utilization

Research Project, 2015 – 2018

Skogen, och de värden som den ger upphov till, har haft en stor inverkan på Sveriges ekonomiska och industriella utveckling. Skogen har bland annat ett värde som industriell råvarubas, som rekreationsområde, som källa till biologisk mångfald och, på senare tid, som kolsänka i klimatarbetet. Användningsområdena är många samtidigt som skogsbeståndet är begränsat. I många fall måste vi välja hur vi ska använda skogen. Men hur vi bäst använder skogen är en öppen fråga som inte tillåter ett definitivt svar. Beroende på rådande omständighet, som hela tiden förändras, kommer också användningen av skogen att förändras. Exempelvis, traditionella industriella användningsområden som sågverksproduktion och massa- och papperstillverkning har på senare tid utökas med energirelaterad användning. Vi har förvisso alltid haft ett behov att värme ? speciellt i Sverige ? där brännved var den resurs som fanns tillgängligt för de flesta. Detta behov har idag minskat till fördel för andra uppvärmningssätt, eller flyttas från det enskilda hushållet till fjärrvärmeanläggningar som vidaredistribuerar värmen till hushållen. Fjärrvärmesektorn är idag en av de större konsumenterna av skogsråvara. En annan, inte lika utvecklad användning av skogsråvara är tillverkningen av olika typer biodrivmedel. Biodrivmedel är en relativt heterogen produkt. Den kan till exempel vara flytande eller i gasform och den kan ha olika egenskaper som gör den mer eller mindre passande i olika applikationer. Den kan dessutom tillverkas med hjälp av olika processer. Ett koncept som förhållandevis nyligt utvecklats för tillverkning av bland annat biodrivmedel är så kallade bioraffinaderier. Likt ett oljeraffinaderi, kan ett bioraffinaderi tillverka många olika produkter. Skillnaden ligger i att ett oljeraffinaderi använder olja som primär insatsvara, medan bioraffinaderiet använder biomassa. Vi definierar ett bioraffinaderi som en anläggning för tillverkning av en mångfald produkter från biomassa. Dessa produkter behöver inte uteslutande vara biodrivmedel. Även högvärdiga kemikalier och intermediära produkter kan tillverkas. Genom att utnyttja synergieffekter i produktionsprocessen och i interna materialflöden kan ett bioraffinaderi öka produktionens förädlingsvärd samt resurs- och kostnadseffektiviteten. Bioraffinaderiets behov av skogsråvara och val av tillverkningsprocess beror på vilken typ av biodrivmedel som önskas tillverkas, som i sin tur bestäms av en rad marknads- och politikbaserad faktorer. Exempelvis har den svenska koldioxidskatten resulterat i högre konsumentpriser på fossila drivmedel som bensin vilket innebär att biodrivmedel har, generellt sett, blivit relativt billigare. Detta innebär att efterfrågan på biodrivmedel ökar. Detta exempel är relativt enkelt att förstå men det ger en begränsad insikt i vilken specifik typ av biodrivmedel som kommer att öka och hur användningen av skogsråvaran påverkas. I det här tvärvetenskapliga forskningsprojektet studerar vi hur vi kan öka förädlingsvärdet av skogsråvaran genom en storskalig utbyggnad av bioraffinaderier. Vi vill optimera det rumsliga användandet och produktionen av skoglig biomassa genom att studera tekniker för omvandling av biomassa, nya innovativa produktionssätt, kombinationer av produkter samt integrationsmöjligheter och samarbeten mellan industrier. Detta genom att tillämpa ett rumsligt angreppssätt i kombination med nationell energisystemanalys, och genom att sammanlänka tekniska utvecklingspotentialer och industriella tillämpningar, å den ena sidan, med råvaruförsörjning och marknads-, innovations- och policyaspekter, å den andra sidan. Som ett resultat av projektet hoppas vi kunna presentera ny metodologisk och empirisk kunskap om: (i) möjligheterna att utveckla och genomföra nya värdekedjor för ökad lönsamhet och för en effektiv och hållbar användning av skoglig biomassa, (ii) den industriella omstruktureringen där etablerade och kapitalintensiva branscher är mottagare av ny teknik och nya systemlösningar, (iii) styrmedel kopplade till förverkligandet av en storskalig introduktion av bioraffinaderier i Sverige och, (iv) efterfrågan på biomassa inom olika sektorer och möjliga synergier genom processintegration och gemensam användning.