Framtidens Bioraffinaderi Vi skalar upp

Transkript

1 Framtidens Bioraffinaderi 2012 Vi skalar upp

2 Ledare Clas Engström vd, Processum I år är det jubileumsår Processum fyller i skrivande stund tio år och sedan 2005 har vi i vårt kluster jobbat med att främja bioraffinaderiutvecklingen på bred front. Det kan vara på sin plats att stanna upp och fundera på vad vi åstadkommit så här långt. Forskningen har varit framgångsrik, just nu fattar vi beslut om vårt 100:e FoU-rådsprojekt. Vårt utvecklingsarbete har bidragit till ett tiotal nya processer, ett trettiotal nya produkter och prototyper, samt drygt 30 patentansökningar. Vi har också tillsammans med våra medlemsföretag och akademier etablerat en växande kreativ forskningsmiljö längs norrlandskusten inom bioraffinaderiområdet. Under det gångna året har vi färdigställt elva pilotutrustningar för att skala upp den mest lovande forskningen och kunna nå kommersiell skala inom kort. En annan viktig roll som Framtidens Bioraffinaderi spelat tillsammans med företagen i klustret, exempelvis Domsjö Fabriker, BioEndev och SEKAB, har varit att visa att bioraffinaderiet är ett reellt alternativ till den konventionella fabriken inom skogsindustrin. Numer är bioraffinaderi ett ord på allas läppar och FoU-aktiviteten är hög både hos våra medlemsföretag och i hela skogsindustrin. Här tror jag att vi genom vårt arbete och exemplets makt skyndat på utvecklingen nationellt. Vilka utmaningar står vi då inför? Uppskalning till full skala har visat sig svårare än förväntat inom hela industrin. Ett antal storskaliga investeringar inom framförallt produktion av biobränslen ligger i väntläge eller har avblåsts under det gånga året. Tekniskt ser det lovande ut men den långsiktiga efterfrågan och betalningsviljan för gröna lösningar har inte kunnat motivera investeringar. Långsiktiga spelregler i form av kvotplikt på biodrivmedel eller någon form av långsiktiga skattelättnader på gröna lösningar behövs nu! De politiska målen kring ett fossilfritt samhälle finns både i Sverige och i Europa, men än så länge har inte våra politiker skapat fungerande verktyg för att vi skall kunna nå dit. Nästa steg för både Processum och bioraffinaderiområdet handlar om fullskaleanläggningar. Ett gemensamt handslag mellan industrin och staten behövs. I Kina, Brasilien och USA skakas det redan hand, frågan är vad Sverige och Europa vill? Det här tror jag är branschens största utmaning när det gäller att få de storskaliga lösningarna på plats som kan göra skillnad, både industripolitiskt och för klimatet. Som ett steg på vägen mot detta står vår pilotpark klar och många av vårt klusters tekniska utvecklingsprojekt skalas just nu upp. Läs mer om detta spännande arbete och vilka möjligheter som finns för Framtidens Bioraffinaderi i denna årsberättelse som du nu har i din hand! Mycket nöje! Kempestiftelserna 2 Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse 2012

3 Visioner och samarbetstraditioner banar väg för ytterligare satsning av Vinnova Vinnovas satsning på Framtidens Bioraffinaderi i programmet VINNVÄXT, innebär långsiktig investering under 10 år. Efter en utvärdering av en internationell grupp av experter, beslutade Vinnova under 2012 att skjuta till ytterligare medel. Det är förmågan att kraftsamla i regionen inom detta styrkeområde, som imponerat på den utländska expertisgrupp som granskat och utvärderat Framtidens Bioraffinaderi. Här samarbetar inte bara starka företag, men också andra aktörer, som universitet och kommuner. Framtidens Bioraffinaderi ligger i framkant när det gäller att ta tillvara skogsråvaran på nya sätt. Den här regionen har lyckats samla en otrolig kompetens inom området. Starka ledare som verkar Lars-Gunnar Larsson, programledare för VINNVÄXT Foto: Anette Andersson över företagsgränser, politiskt mod och tydliga traditioner är ett framgångsrecept som har gjort Sverige och Örnsköldsvik till ett av världens utvecklingscentra när det gäller de här frågorna. Det är både häftigt och unikt, säger Lars-Gunnar Larsson, programledare för VINNVÄXT. FINANSIERING FRÅN FLERA HÅLL Satsningen på Framtidens Bioraffinaderi i VINNVÄXT startade 2005, då projektet antogs med motiveringen området bedöms ha stor framtida tillväxtpotential. Idag kan Lars-Gunnar Larsson konstatera att satsningen har fallit väl ut. Vi tycker att Framtidens Bioraffinaderi visar att det går att skapa lönsamma biobaserade produkter där vi traditionellt använt olja. Dessutom är det imponerande att den investering Vinnova gått i bräschen för, har genererat finansiering från flera andra aktörer. Det visar att det är viktigt med långsiktiga investeringar. SAMARBETE ÖVER GRÄNSERNA De nya medel som skjuts till efter den positiva utvärderingen ska skapa möjligheter för ytterligare samarbeten både inom regionen, men även nationellt. Här hoppas Vinnova också se fler exempel på att kombinera branscher, där det traditionellt inte funnits något samarbete tidigare. Det finns kunskaper för ett framtidsprojekt som Framtidens Bioraffinaderi att hämta inom helt andra områden, även den oljebaserade industrin. Man måste bara komma över det historiska motstånd som finns mellan de båda områdena, säger Lars-Gunnar Larsson. Vi som gör det möjligt Processum Årets Miljöföretag PROCESSUM HAR UTSETTS till Årets Miljöföretag i Örnsköldsvik. Priset bestod, förutom äran, också av en tavla med skogs- och miljöanknytning. Tavlorna var skapade av tredjeklassare på Örnsköldskolan. Eftersom Processum i år firar sitt 10-årsjubileum blev priset också en fin födelsedagspresent. I sitt tacktal riktade Processums vd, Clas Engström, speciella tack till Carl Kempe, Elvy Söderström och Peter Blomqvist som på olika sätt gjort avgörande insatser för Processum och Framtidens Bioraffinaderi. Det är en rolig och fin bekräftelse på Processums och alla våra medlemsföretags och andra intressenters miljöarbete, säger Clas Engström i en kommentar. Lokalt är det också en bekräftelse på det arbete som gjorts på Domsjöområdet de senaste tio åren av företag som Domsjö Fabriker, Sekab, AkzoNobel och MoRe Research med att bygga upp framgångsrika bioraffinaderiaktiviteter. Clas Engström fick dessutom utmärkelsen årets företagsledare, bland annat för sin förmåga att förena intressenterna i klustret och driva organisationen framåt. Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse

4 Torrefieringspilot för produktion av GRÖNT KOL Den efterlängtade torrefieringspiloten i Umeå är efterfrågad av både forskare och företag. Tekniken som utvecklas där ger möjligheter att förädla skogsråvara och restströmmar från industriella processer till gröna produkter. BioEndev AB som driver torrefieringspiloten i Umeå har under flera år utvecklat, sökt och fått patent på tekniken som genom värmebehandling förädlar biomassa. Torrefieringen innebär att flis, bark och andra gallrings- och röjningsrester värms upp till mellan 290 och 340 grader i syrefri miljö. Det ger materialen nya egenskaper såsom: högre energivärde, de blir mer hydrofoba, mer lättmalda, mer homogena, det förekommer ingen biologiskt nedbrytande aktivitet i dem och de blir betydligt torrare (total fukthalt på två till fem procent). Efter kompaktering får också materialen högre energidensitet vilket minskar logistikkostnaden. Fuktiga, färska, blöta eller torra råvaror kan vidareförädlas till att ersätta vanlig pellets eller bli helt nya gröna produkter. UTÖKAD KAPACITET Under 2012 har pilotanläggningen flyttats från Röbäcksdalen till Umeå Energis lokaler i panncentralen vid Norrlands universitetssjukhus samtidigt som kapaciteten utökas från 20 till 200 kgts/h. Flera intressanta projekt pågår runt den nya piloten, dels av kommersiella företag som hyr in sig, men även från akademiskt håll. BioEndev, som delägs av Umeå Energi, arbetar för att skala upp försöken i piloten till att bygga en demonstrationsanläggning för torrefiering vid Dåva kraftvärmeverk. Det känns otroligt spännande att se hur vår teknik fungerar i verklig miljö, säger Ingemar Olofsson, utvecklingsingenjör och delägare i BioEndev. Vi startade med en liten pilotanläggning Processum har under 2012 investerat i en torrefieringstrumma, vilken kompletterar vår pilot, och det är vi mycket glada för. Den gamla piloten var för liten för att till exempel köra många kompakteringstester, speciellt de som kräver mycket material. Till dem krävs minst 200 kilo men helst 500 kilo material för att köra ett försök. Det tog oss en vecka att ta fram det med den gamla piloten, nu gör vi det på en förmiddag, säger Ingemar Olofsson. HÖG MEDLEMSNYTTA Pilotanläggningen är intressant för flera av Framtidens Bioraffinaderis medlemsföretag eftersom det handlar om att förädla skogsråvaror och restströmmar från industriella processer, att omvandla dessa till gröna produkter. Det finns många nya marknader och nya användningsområden att titta närmare på för torrefierat material, i närtid exempelvis sameldning med fossilt kolpulver och konvertering av spetsoljepannor till svart biopulver. Utgångsmaterialet är i förlängningen tänkt att vara avverkningsrester från skogen vilket också höjer askhalten. Om den pelleterade produkten då ska ses som en ersättare till vanlig pellets får marknaden visa, säger Ingemar Olofsson. EXTRAKTIVÄMNEN VISAR SIG UNDER OSYNLIGT LJUS Genom att identifiera och klassi ficera volymen av extraktivämnen som finns i flisbitar av ved, kan man effektivare skilja ut bland annat mogen ved från ungdomsved. Tekniken som har använts för att utskilja de enskilda flisbitarna är NIR (nära infraröd strålning). DET ÄR FORSKARE vid SLU i Umeå i samarbete med Framtidens Bioraffinaderi som har studerat flisbitar av gran och tall med hjälp av bildanalys inom det nära infraröda våglängdsområdet. Forskarna har studerat råvarans extraktivämnen, som förekommer i både barrträd och tallens kärnved, där veden klassificeras som ungdomsved eller mogen ved. Resultatet av vår forskning innebär att vi har en teknik som visar att det är möjligt att karaktärisera enskilda flisbitar. Idag är flis som innehåller stor del av extraktivämnen ett bekymmer i den industriella processen och det gäller att kunna sortera bort så stor del som möjligt av den flisen, för att öka genomströmningen i processen, säger Torbjörn Lestander, som leder forskargruppen vid SLU i Umeå. 4 Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse 2012

5 STÖRRE basfinansiering möjliggör fler satsningar Vinnova har under år 2012 ökat sin finansiering i Framtidens Bioraffinaderi med två miljoner kronor per år, från fyra miljoner kronor per år till sex miljoner. Ett lika stort tillskott från medfinansiärerna (Processums medlemsföretag, Länsstyrelsen i Västernorrland, Region Västerbotten, Örnsköldsviks kommun och Umeå kommun) ger fyra extra miljoner till satsningar inom initiativet. Klustret har också fått en hel del medel från EU:s strukturfonder, vilket gör att Framtidens Bioraffinaderi totalt sett har en större långsiktig basfinansiering än tidigare. Nu är vi finansierade fram till år De utökade medlen gör att vi kan och vill bredda vår nuvarande verksamhet. Redan nu har vi flera nya spår, säger Processums vd Clas Engström och nämner satsningar på gemensamt varumärke, nya företag, samarbete med svensk kemiindustri (se separat artikel) och stora EU-projekt. ETT NORRLÄNDSKT VARUMÄRKE För att ytterligare stärka det norrländska samarbetet runt pilotparker och bioraffinaderifrågor finns planer på ett gemensamt varumärke för platsmarknadsföring. Ett större och starkare samarbete inom ramen för Framtidens Bioraffinaderi ska ge nya företag, nya råvarukedjor och stora, internationella EU-projekt. BioFuel Region, som verkar över kommungränserna, kommer att driva arbetet med detta. Målet är att alla ska veta att det finns spetskompetens av internationellt snitt i Norrland. Om vi använder samma begrepp då vi presenterar oss ökar våra chanser att lyckas. Här är det viktigt att hitta ett begrepp som alla kan känna sig hemma i, säger Engström. NYA FÖRETAG Ett annat satsningsområde handlar om avknoppningar och nya företag. Vi bygger en ny bransch kring exempelvis gröna kemikalier och foder. Det kräver nya anläggningar som byggs i mindre skala än den befintliga kemiindustrin. Det krävs kapital för att våga starta eget och det är här vi kommer in i bilden. Det vore synd att inte försöka ta vara på goda idéer. En del av de nya medlen ska därför användas till att bygga upp ett strukturerat samarbete med exempelvis Uminova och Åkroken Science Park, som redan i dag driver denna typ av inkubatorverksamhet, riktat mot projektverksamhet och produktportföljer i klustret. STORA EU-PROJEKT Att söka stora EU-projekt inom forskningsprogram är också något som ligger högt upp på dagordningen för Processums vd. Inom strukturfondsprojekt har vi redan stor kunskap. Nu vill vi även driva och leda projekt inom sjunde ramprogrammet. Vi har också större möjligheter att göra det tack vare forskningssamarbetet inom Bio4Energy. Under år 2012 startades några sådana projekt där klustret har en aktiv roll. Ett exempel är det fyraåriga NanoSelect, som utvecklar biologiskt nedbrytbara vattenreningsfilter av nanocellulosa. Projektet leds av Luleå tekniska universitet. Processum, MoRe Research och Sekab deltar genom av att ta fram råmaterial. Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse

6 Vi vill, vi kan och vi tycker att detta skulle vara viktigt, riktigt och roligt! Så står det i den ansökan klusterföretagen Hållbar Kemi 2030 och Processum skickade in till Vinnovas utlysning med syfte att få branscher att närma sig varandra. Ansökan fick högsta betyg och nu går arbetet vidare i en stor, teknisk förstudie med tio miljoner i delfinansiering från Vinnova. Branscherna SKOG OCH KEMI gör gemensam sak Skogsbranschen söker nya applikationer och vill lära sig mer om kemimarknaden. Kemibranschen vill gå från fossilt till grönt. Nu gör Västsveriges kluster för hållbar kemi och Framtidens Bioraffinaderi slag i saken. I projektet Skogskemi utvärderas industrigrenarnas förutsättningar för framtida samarbete. Arbetet under 2012 har lett fram till att vi går vidare med tre spår för att försöka göra baskemikalier till Stenungsund från den svenska skogen. Dessa tre spår är metanol, olefiner och butanol, säger Processums vd Clas Engström som är Del 2: Butanol Projektledare: Perstorp Medverkande parter: SEKAB, Domsjö, Holmen, MoRe, Bio4Energy Del 1: Syntesgas Projektledare: CIT Medverkande parter: Borealis, Perstorp, Domsjö, Holmen, SCA, Bioendev, Chalmers, Bio4Energy Del 3: Systemanalys Projektledare: SP Medverkande parter: Alla Projektöversikt - Skogskemi projektledare för skogskemisatsningen tillsammans med Lena Heuts vid Chalmers. I klustret Framtidens Bioraffinaderi finns exempelvis Sekab, SCA, Holmen Skog och Domsjö Fabriker som tänkbara leverantörer. På mottagarsidan, i klustret Hållbar Kemi 2030, finns Perstorp, INEOS, Borealis, AkzoNobel och AGA kemikoncerner som tillverkar polyeten, PVC-plast och specialkemiprodukter. Totalt ingår 19 parter i projektet som även inkluderar akademin i form av Bio4Energy, Chalmers och SP (industriforskningsinstitut). I dag är baskemikalierna fossila och vi tänker oss att ersätta dem med ett grönt Del 2: Olefiner Projektledare: Borealis Medverkande parter: Ineos, SEKAB, Perstorp, Domsjö, SCA, MoRe, Bio4Energy Del 2: Metanol Projektledare: Processum Medverkande parter: Metso, Perstorp, Holmen, Domsjö, SCA, MoRe Del 1: Socker Projektledare: B4E Medverkande parter: SEKAB, Borealis, Holmen, Perstorp, SCA, Processum, Chalmers Del 4: Diskussionsplattform Projektledare: Processum Medverkande parter: Alla flöde. Produkterna blir däremot desamma. Vi går alltså in i en befintlig struktur, med känd teknik för att se om det är möjligt att hitta en vettig logistik- och affärslösning som kan kombineras på ett nytt sätt. I den bästa av världar ser någon av lösningarna så attraktiv ut att vi får ytterligare stöd för att bygga en anläggning, säger Engström. POSITIVA INTRYCK Redan i augusti 2011 togs de första kontakterna mellan klustren. Projektdeltagarna har nu suttit i ett antal möten och från båda håll hörs positiva tongångar kring samarbetet. Vi fann varandra kan man säga. Det här är inte bara teknik, utan även människor. Vi vill alla något och tycker det här är roligt och spännande. Dessutom litar vi på varandra, säger Lars Josefsson som är ordförande i Hållbar Kemi 2030 och styrelseordförande i INEOS Sverige. Både Clas Engström och Lars Josefsson är också övertygade om att skogskemiprojektet kommer att leda till andra projekt allteftersom de deltagande parterna hittar varandra och ser de möjligheter som öppnar sig. PRE-FEED SKA GE SVAREN Den tekniska förstudien (pre-feed) ska under 2,5 år svara på frågor kring vilken teknik som ska användas, var anläggningarna ska stå och vad det hela kommer att kosta, att bygga och driva. Inte minst studierna av möjliga affärsmodeller är viktiga, eftersom både skogsindustri och 6 Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse 2012

7 Från Borealis levereras polyeten, som används vid produktion av denna typ av högspänningskablar. Karin Øyaas, Research Manager Paper and novel materials PFI och Yvonne Söderström projektledare Processum I dag är baskemikalierna fossila och vi tänker oss att ersätta dem med ett grönt flöde BIORAFFINADERI ÖVER GRÄNSERNA NORGE HAR SIN OLJA, Sverige har sin skog. Förutsättningarna är olika men i Nordens Gröna Bälte finns ett gemensamt intresse av att hitta gröna alternativ inom bioraffinaderiområdet. Därför startades under 2012 ett gränsöverskridande projekt, Bioraffinaderi Mitt-Skandinavien, vilket drivs av Processum i Sverige och PFI (Papir-og Fiberinstituttet AS) i Norge. Det övergripande syftet med projektet Bioraffinaderi Mitt-Skandinavien är att skapa tillväxt i Nordens Gröna Bälte; Västernorrland, Jämtland samt Sør-Trøndelag och Nord-Trøndelag Fylkeskommuner. De erfarenheter, pilotutrustningar, kompetens, kontaktnät och andra resurser inom bioraffinaderiområdet som finns i det geografiska bältet kommer att skapa spännande innovationsinitiativ. Målet är att hitta och forma ett antal gemensamma FoU-projekt. Två projekt ligger redan nu i startgroparna. Projektet Bioraffinaderi Mitt-Skandinavien pågår under två år och stöds finansiellt av Europeiska regionala utvecklingsfonden via programmet Interreg Sverige-Norge, Vinnova, Länsstyrelsen i Västernorrland samt Sør-Trøndelag och Nord-Trøndelag Fylkeskommuner. kemiföretag måste tjäna på att använda skogen till gröna kemikalier. Alla företag måste vara lönsamma. Vi gör detta för miljön, men även för att stärka konkurrenskraften för våra företag och svensk industri. Vi får konkurrensfördelar både genom att minska växthuseffekten och genom att ersätta fossila råvaror. Sverige har en unik chans tack vare skogen, säger Lars Josefsson. DIALOG KRÄVS Så här långt visar studien att alla tre kemikalierna är fullt realistiska att ersätta. Men det finns också många frågetecken. En livscykelanalys ska svara på hur bra de olika lösningarna är för miljön med hänsyn till transporter, alternativa användningar av skogen och så vidare. Om inget spår visar sig möjligt att genomföra i praktiken kommer projektet att resultera i en systemanalys som kan berätta för politikerna vad som behöver ändras för att en grön omställning ska bli möjlig. Redan nu har deltagarna i projektet Skogskemi presenterat det pågående arbetet för beslutsfattare och politiker, bland andra landsbygdsminister Eskil Erlandsson och näringsminister Annie Löf. Och reaktionerna är positiva. De politiker vi har pratat med och de dialogträffar vi har haft är oerhört positiva. Detta är ett konkret sätt att leva upp till det svenska, politiska målet om ett biobaserat samhälle. Om det sedan räcker för att göra de systemförändringar vi vill få till, det får framtiden visa, avslutar Josefsson. TVÅ BLEV ETT PÅ INTERNET INTERNET ÄR EN VIKTIG informationskälla i dagens samhälle. Därför har Framtidens Bioraffinaderi gjort en medveten satsning på att förbättra och förenkla tillgängligheten genom sin nya hemsida samt genom att ta plats på Facebook. Hemsidorna för Framtidens Bioraffinaderi och Processums har integrerats till en och samma. Detta förtydligar relationen mellan företaget och klustret och gör det lättare att hitta den information besökaren söker. Responsen har varit positiv. Hemsidan uppfattas som lättnavigerad och innehållsrik. Besöksstatistiken bekräftar också bilden av att den nya designen är lyckad. Framförallt Framtidens Bioraffinaderis hemsida har många besökare både från Sverige och från många andra länder. Idag väljer många att söka statisk information på hemsidor, medan uppdaterad och interaktiv information sker via sociala medier. Därför har Framtidens Bioraffinaderi även valt att skapa en sida på Facebook. MODIFIERAD MOLEKYL I EXAMENSARBETE KAN MAN MODIFIERA betulin och därigenom skapa ett helt nytt material, gjort på förnybara råvaror? Det var frågeställningen och syftet med det examensarbete som Julia Forsberg i samarbete med Processum har genomfört. Betulin är en molekyl som förekommer naturligt i näver. Jag gjorde flera olika förändringar av min startmolekyl för att därigenom få fler möjligheter att skapa ett nytt material. Det mest lyckade resultatet gav en fast, färglös produkt, säger Julia Forsberg, som hyllar Processum för professionell stöttning under examensarbetet. Processum har varit finansiär av examensarbetet samt biträdande handledare. Tomas Gustafsson vid FOI har fungerat som handledare. Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse

8 En pilotanläggning är det mellansteg som behövs när det är dags att lämna laboratoriemiljön och skala upp försöken utan att för den skull starta en industriell produktion. Processum har, med stöd av EU:s regionala strukturfond, tillsammans med medlemsföretag och akademi skapat en unik pilotpark bestående av elva piloter för att stärka utvecklingen inom bioraffinaderiområdet. DET KRÄVS EN PILOT De elva utrustningarna har valts ut FÖR ATT LYFTA efter diskussioner inom vårt kluster kring vilka behov parken skulle fylla, berättar Yvonne Söderström som är projektledare för bygget av pilotparken. För oss har det varit av största vikt att inte bygga något som redan finns, att piloterna ska vara flexibla med stora möjligheter att testa olika reaktioner, kemikalier och material samt i så stor utsträckning som möjligt kunna användas tillsammans. I regionen pågår ett omfattande forsknings- och utvecklingsarbete inom bioraffinaderiområdet med syfte att på olika sätt bättre utnyttja förnybar råvara för en lång rad produkter som till exempel kemikalier och drivmedel. När experiment i laboratorieskala lyckats krävs att dessa försök kan göras i en större skala. För att möjliggöra uppskalningen har Processum under 2012 färdigställt och tagit elva pilotutrustningar i drift för bioraffinaderi utveckling. Lokaliseringen av piloterna har gjorts utifrån var kompetens och kompletterande utrustning redan finns inom aktuella områden. Därför finns algpiloten vid SLU:s algforskning på Umeå Energis område vid Dåva, torrefieringspiloten vid BioEndevs anläggning och torkpiloten hos SLU-BTC, samtliga i Umeå. De övriga åtta piloterna är placerade hos MoRe Research i Örnsköldsvik. Pilotutrustningarna är tillgängliga för Processums medlemmar och intressenter i Framtidens Bioraffinaderi, men kan även användas av andra universitet och företag. Bioreaktor. Dekantercentrifug. Kvarn. Pilotinvesteringar FAKTA Piloter i Örnsköldsvik BIOREAKTOR. För odling av mikroorganismer, fermentering av socker mot gröna kemikalier, hydrolys av olika lignocellulosa samt nyttja restströmmar som odlingsmedium. ATEX-KLASSADE PILOTER. Reaktorer för kemiska synteser. KONTINUERLIG EXTRAKTION. En kontinuerlig extraktion mellan två icke blandbara vätskor. DEKANTERCENTRIFUG. Kontinuerlig separation av fast material. 8 Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse 2012

9 FlexEx-reaktorer. Yvonne Söderström projektledare för pilotparken, här framför det flexibla reaktorsystemet FlexEx. Kontinuerlig extraktion. Höghastighetscentrifug. Algpilot. Spinnpilot. KVARN. Mala olika material, biomassa eller rester från andra processer. FILTERPRESS. Separerar fast material i vattenbaserad slurry från vätskefasen. HÖGHASTIGHETSCENTRIFUG. Separerar mikrobiella celler och/eller vätskor med olika densitet. VISKOS SPINNPILOT. Spinning av viskostråd för utvärdering av process- och produktegenskaper. Piloter i Umeå TORKPILOT. Precisionsstyrd torkning av till exempel bark, energigrödor eller industriella biprodukter. TORREFIERINGSTRUMMA. För torrefiering av biomassa. ALGPILOT. Rena lakvatten, restströmmar eller avloppsvatten med hjälp av alger och därefter producera biomassa av dessa alger. Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse

10 Rester från skogsindustrin kan bli FISKFODER Efterfrågan på fisk förväntas öka kraftigt de närmaste decennierna. Enda sättet att möta behovet är fiskodling. Dagens problem är att mycket av fodret vid odlingarna kommer från fiskmjöl, vilket i högsta grad belastar fiskbestånden. Framtidens Bioraffinaderi arbetar med att ta fram en möjlig lösning på delar av problemet. Fiskmjöl är den dominerande proteinkällan i fiskfoder, men dess produktion utgör ett miljöhot då stora mängder fisk tas upp ur haven och mals ner. Det förväntade proteinunderskottet måste täckas upp med alternativa proteinkällor. Dessa måste vara ekonomiskt och miljömässigt hållbara samt hålla hög kvalitet och inte konkurrera med matproduktion. PROTEIN FRÅN MIKROORGANISMER Framtidens Bioraffinaderi driver idag ett EU-/Eurostarsprojekt (Microfeed) kring produktion av Single Cell Protein (SCP) från skogsindustriella sidoströmmar. Projektet är främst inriktat på att ta fram en ersättningsprodukt till fiskmjölet. Idén om att producera SCP från industriella sidoströmmar är egentligen inte ny. Redan under första och andra världskriget bedrevs viss forskning kring att producera SCP, då främst som föda för människor. Anledningen till att konceptet SCP skulle fungera idag, till skillnad från tidigare, är dagens miljömedvetenhet i kombination med den kraftiga prisökning som skett då råvaran till proteinet, det vill säga fiskarna, riskerar att ta slut. Försök har tidigare gjorts, med blandade resultat, där fiskproteinerna ersatts med exempelvis sojaprotein. Fördelen med SCP är att proteinet kommer från mikroorganismer, som bakterier, jäst, alger och filamentösa svampar. De står, genetiskt sett, djur och människor närmare än vad växter, som till exempel soja, gör. De har också en mycket kort generationstid och fördubblingstid. Ett par kilo mikroorganismer kan växa till en vikt av flera ton på ett dygn. UNIKA MÖJLIGHETER FÖR FORSKNING Projektet har efter drygt ett år gått från laboratorienivå till pilotnivå. Vi har en guldsits när det gäller utrustning för industriell bioteknik här i Örnsköldsvik, säger Björn Björn Alriksson och Andreas Hörnberg, forskningsoch utvecklingsingenjörer vid Processum. Superhydrofoba fibrer ger styrka Om biofibrer blandas med plast skapas ett starkt kompositmaterial. Problemet är att det är svårt att blanda ett vattenavvisande material med ett ickevattenavvisande. Med OrganoClicks metod förändras fibrernas egenskaper och gör dem benägna att blanda sig med andra material. Under 2012 pågick ett projekt med ursprung från OrganoClicks idé om att skapa ett starkt kompositmaterial genom att blanda plast med fibrer. I projektet undersökte OrganoClick om det var möjligt att göra fibrerna från Domsjö Fabriker vattenresistenta genom att använda den egna metoden för att modifiera fibrer. OrganoClicks patenterade metod innebär att fibrernas egenskaper ändras på naturkemisk väg. Genom att tillsätta naturkemikalier förändras cellulosans molekyluppsättning och fibrerna får helt nya egenskaper. Dessutom används bara ämnen som är ofarliga och biologiskt nedbrytbara. 10 Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse 2012

11 Vi har en guldsits när det gäller utrustning för industriell bioteknik här i Örnsköldsvik. Alriksson som är forsknings- och utvecklingsingenjör vid Processum. Vi har tillgång till utrustning för industriell bioteknik i labskala, pilotskala och demonstrationsskala på samma plats. Detta finns bara på ett fåtal platser i världen. BioBo (bioreaktorn) har vi kört kanske 80 dagar dygnet runt men även filterpressen, dekantercentrifugen, höghastighetscentrifugen och kvarnen har använts i projektet. I projektet deltar förutom medlemmarna i Framtidens Bioraffinaderi (Sekab E-technology, Domsjö Fabriker och Umeå universitet) även två företag samt ett forskningsinstitut på Island. Det vi gör nu, berättar Björn, är att vi har producerat några kilo av proteinet och skickat till våra medarbetare på Island. De håller på att testa att ersätta olika andelar av fiskmjölet med proteinet och provmata fiskar med detta. Sedan jämför de detta mot traditionella foder, om det ger bättre eller sämre tillväxt, om det är skadligt för fisken och så vidare. PROTEINTILLVERKNINGEN SKALAS UPP Projektet tas nu vidare från tillverkningsmängder runt 50 liter till uppemot liter i demonstrationsanläggningen. Samtidigt undersöks marknadsmöjligheterna för produkten. Det här är ett nytt område för oss, säger Björn. Vi har inte jobbat med detta specifikt förut så vi har lärt oss mycket genom att testa hur olika organismer klarar de olika strömmarna, vad som händer när man skalar upp och vilka problem det medför. Nu går vi in i nästa fas där produkten testas i större skala och vi undersöker vad som krävs för att starta kommersiell tillverkning. EU-projektet avslutas hösten Vi kopierar naturens kemi när vi binder ämnen i fibrerna för att ändra deras egenskaper. Vi tittar till exempel på hur trädet gör för att bladet ska bli vattenresistent och kopierar den processen. Fibrernas nya egenskaper kan vara vattenresistens, förbättrad mekanisk egenskap eller flamskydd, säger Mårten Hellberg, vd för OrganoClick. HITTA ANVÄNDNINGSOMRÅDEN Projektet var framgångsrikt och Organo- Click kunde konstatera att metoden fun gerar. Fibrerna blev hydrofoba och extremt vattenavvisande. Nästa steg är att hitta applikationer där de här fibrerna fungerar bäst. Domsjö Fabriker och vi samarbetar just nu med en plastkomposittillverkare för att undersöka hur våra fibrer fungerar i deras produkt. Min tanke och förhoppning är att det här materialet ska kunna användas i exempelvis verkstadsindustrin, säger Mårten. Följdprojektet, att hitta användningsområden, beräknas vara klart under sommaren FAKTA OrganoClick är ett innovationsföretag med egen produktion. Deras teknik baseras på naturkemi, dvs. hur olika funktioner byggs upp i träd, frukter och växter. De tillverkar bland annat röt- och flamskyddat virke och vattenavvisande textilier. OrganoClick etablerades 2006 och har i dag tio anställda. Företagets kontor, labb och produktion ligger i Täby. Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse

12 SMÖRJMEDEL för forskning och utveckling FoU-rådet har en mycket utåtriktad roll som kontaktoch informationsförmedlare mellan medlemsföretag och andra aktörer. Uppdraget är att uppmuntra och stödja nya spännande idéer med anknytning till bioraffinaderiområdet och till ökad samverkan mellan företag och akademi. En stor del av verksamheten inom Framtidens Bioraffinaderi handlar om att initiera och främja nya idéer på produkter och processer som nyttjar skogsråvara så effektivt som möjligt. Sedan 2010 ansvarar FoU-rådet för att hålla ihop och styra organisationens forskningsoch utvecklingsarbete. EN FASCINERANDE MILJÖ FoU-rådet består av fem medlemmar som representerar industri och akademi. Hos FoU-rådet kan såväl nuvarande medlemmar inom Framtidens Bioraffinaderi som utomstående företag och universitet söka finansiellt stöd till intressanta idéer och projekt. Sune Wännström, med bakgrund från FoU-ledning inom skogs- och kemiindustri, är ordförande i FoU-rådet. Mycket av idén med Processum och Framtidens Bioraffinaderi handlar om forskning och utveckling och det känns som en oerhört fascinerande miljö. I FoU-rådet har vi som målsättning att identifiera goda idéer, bedöma deras potential och sedan besluta om eventuella bidrag. Vi ska fungera som ett smörjmedel för att få företag och forskningsaktörer att agera tillsammans och det tycker jag att vi lyckas med, säger han. FOU-RÅDET FRÄMJAR SAMARBETE Projektförslagen kan vara av varierande karaktär, från kompletta upplägg som kan utvärderas och beslutas omgående, till idéer i ett tidigt skede. FoU-rådet har ställt upp ett antal kriterier som projektet bör uppfylla för att kunna realiseras. Framförallt krävs att det handlar om bioraffinaderiutveckling, har tydlig medlemsnytta samt att det är ett samarbetsprojekt där två eller fler aktörer från industri och/eller akademi är inblandade. Utvecklingsingenjörerna vid Framtidens Bioraffinaderi har regelbunden kontakt med medlemsföretag och andra viktiga samarbetspartners för att fånga upp behov och idéer. De kan också hjälpa till att formulera projektprojektförslag och strukturera upp hur projekten kan se ut. Så här långt har 126 projektförslag behandlats av FoU-rådet och 97 av dem har beviljats medel för sammanlagt 14,4 miljoner kronor. Det handlar om företrädelsevis mindre förstudier som på sikt förhoppningsvis kan leda till någonting större. FAKTA Har du en bra idé Framtidens Bioraffinaderi söker ständigt efter nya förslag till FoU-projekt, har du idéer, funderingar eller lösa skisser på en servett? Ta kontakt med någon av utvecklingsingenjörerna. Kontaktuppgifter hittar du på Innovativ verksamhet kräver skydd Patentverksamheten inom Framtidens Bioraffi naderi är mycket aktiv. I takt med att forsknings- och utvecklingsarbetet går framåt och allt fler nya produkter och processer upptäcks och konkretiseras ökar också behovet av stöd i patentfrågor gick därför ett antal av medlemsföretagen inom projektet (Processum, Domsjö Fabriker, MoRe Research, PulpEye och Sekab) ihop och anställde en patentingenjör. Samarbetet har visat sig vara en effektiv lösning för alla parter. Patent och kännedom om konkurrenters patent är viktigt av olika skäl, företag som säljer egen teknik vill vara säkra på att ha ett patentskydd gentemot konkurrenter. För andra är det viktigt att veta sitt manöverutrymme så att inget stör företagets verksamhet. Kartläggning av existerande patent inom den egna branschen är därför viktigt för att undvika patentstrider och för att följa utvecklingen. Under 2012 har det inom Framtidens Bioraffinaderi gjorts nio nya nationella patentansökningar i Sverige och Europa. Dessutom har tio internationella så kallade PCT-ansökningar (Patent Cooperation Treaty) lämnats in till antingen PRV eller Europapatentverket för vidare behandling. 12 Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse 2012

13 Nästa steg blir att hitta något riktigt smart användningsområde för torkat grönlutslam GRÖNLUTSLAM torkas med rökgaser Det finns stora ekonomiska och miljömässiga fördelar med att utnyttja rökgaserna från sulfatfabrikernas mesaugnar till att torka grönlutslam. Frågan är om det är praktiskt genomförbart. Studenter vid Umeå universitet har i ett projekt inom ramen för Framtidens Bioraffinaderi undersökt om det överhuvudtaget är möjligt att använda energin i rökgaserna till att torka material. Framtidens Bioraffinaderi har arbetat med teorier om att ta tillvara förlorad energi för att framställa torkat grönlutslam. Efter en kontakt mellan Processum och Umeå universitet växte ett projektarbete fram. Projektets syfte var att undersöka möjligheterna att torka grönlutslam genom att använda den ofta outnyttjade energin ur rökgaser från mesaugnar. Projektet pågick under höstterminen 2012 och bedrevs av Processum och SCA Obbola inom ramen för Framtidens Bioraffinaderi. Studierna genomfördes av sex studenter som studerar femte året vid Umeå universitets civilingenjörsprogram Energiteknik. ENKLARE ATT HANTERA TORR PRODUKT Vid tillverkning av pappersmassa bildas restprodukten grönlutslam. I sin ursprungliga form är den svår att hantera och transportera eftersom den innehåller mycket vatten och dessutom är starkt basisk. Genom att använda rökgaser till att torka grönlutslam skapas en helt ny produkt som är mer lätthanterlig. Vi har tidigare testat själva torktekniken och tittat på teoretiska lösningar av att använda rökgaserna som energikälla. Det unika och nya i det här projektarbetet är att vi har undersökt om det i praktiken är möjligt att använda mesaugnens rökgaser som energikälla. Utmaningen vid framställning av torkat slam är att hitta en tillräckligt billig metod för att den ska ge ekonomiska vinster, säger Gunnar Westin som är projektledare vid Processum. ETT VERKLIGHETSNÄRA PROJEKT Studenterna samlade in data från SCA Obbola och undersökte rökgasernas temperaturer, flöden och torrhalter. För studenternas del var detta en möjlighet att arbeta med ett verkligt och aktuellt fall. Maria Sundberg var en av studenterna som arbetade med projektet. Det absolut roligaste var att arbeta med ett verklighetsnära projekt hos SCA Obbola. Det känns också roligt att få arbeta fram något som kan komma till nytta, säger hon. Under projektets gång gjordes en rad iakttagelser. En viktig slutsats var att det är möjligt att få ut tillräckligt med energi ur rökgaserna för att kunna torka grönlutslammet. Studenterna från Umeå universitet genomförde sina undersökningar hos SCA Obbola. HITTA SMARTA ANVÄNDNINGSOMRÅDEN I början av 2013 lämnade studenterna in en fullständig rapport av sitt projektarbete. Alla medlemmar inom Framtidens Bioraffinaderi vilka får grönlutslam som resultat av sin massaprocess har fått ta del av forskningsresultaten. Nästa steg blir att hitta något riktigt smart användningsområde för torkat grönlutslam, exempelvis inom gruvindustrin eller som dammbindningsprodukt för grusvägar. Projektet är till stor hjälp för att vi ska stå förberedda när det blir aktuellt att börja använda torkat grönlutslam i verkligheten, säger Gunnar Westin. Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse

14 I Framtidens Bioraffinaderi vill alla verkligen ta vara på hela trädet. Någon för att bli av med en restprodukt, en annan för att öka förädlingsvärdet och en tredje för att få bränsle till lägre kostnad. Alla hjälps åt och alla blir vinnare inte minst miljön. Nu finns ännu ett lyckat exempel på samarbetet i form av användning av kvistmassa som bränsle i Övik Energis kraftvärmeverk, Hörneborgsverket. KVIST- MASSAN VÄRMER ÖRNSKÖLDSVIK Kvistmassa är en restprodukt från Domsjö Fabrikers kokeri. Den består bland annat av de kvistnötter som inte sönderdelas i koket. Kemikalierester från samma kok har gjort det svårt att hitta användningsområden. Massan har därför deponerats på hög vid fabriken, eller skickats iväg till andra företag. Då med långa transporter som följd. Övik Energi, Domsjö Fabriker, Eurocon och Processum drev under år 2012 ett projekt för att utreda om kvistmassan lämpar sig som bränsle för Övik Energis kraftvärmeverk, och om den i så fall måste tvättas, torkas, malas eller på annat sätt anpassas. Samarbetet inom Framtidens Bioraffinaderi gör att vi har kontaktvägar för att prata om de här frågorna, säger Rickard Pellny som är produktionschef vid Övik Energi. Tar de andra företagen i klustret vara på exempelvis en komponent och förädlar den, brukar det ofta innebära att vi kan elda det som blir kvar. På så sätt få vi ett billigare bränsle och industrin undviker att deponera något som inte är ett avfall. Rickard Pellny lyfter också fram värdet av Processum som en neutral moderator i dessa diskussioner. Med Framtidens Bioraffinaderi som plattform kan vi lättare sätta våra inbördes affärsrelationer, med priser och leveranskrav, åt sidan för en stund och prata om framtid och möjligheter ur ett bredare perspektiv. OMFATTANDE UTREDNINGSARBETE Analyserna av kvistmassan visade, som väntat, på halter av svavel, natrium och kalium, vilket gjorde att inblandningen begränsades till maximalt fem volymprocent av den totala bränslemängden. Storleksmässigt visade den sig vara lämplig för att förbrännas i Hörneborgsverket i befintligt skick. Den behöver alltså inte malas eller krossas eller pelleteras. När rapporten var klar kunde vi se att det fanns förutsättningar för att gå vidare med en teknisk studie, en miljöstudie och en logistikstudie. Logistiken var viktig då det krävs en jämn inblandning av kvistmassan, berättar Rickard Pellny. 14 Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse 2012

15 Den största utmaningen var att få en jämn inblandning av kvistmassa över tiden Trots den låga procentuella inblandningen visade beräkningarna att hela den av Domsjö Fabriker årligen producerade volymen kan förbrukas av Hörneborgsverket. TESTELDNINGEN POSITIV Efter dialog med och godkännande av pannleverantören Metso, ansökte Övik Energi till Länsstyrelsen och fick tillstånd att testelda kvistmassa ur miljösynpunkt. Testeldningarna visade att en kontinuerlig inblandning av små mängder fungerar bra, men ställer krav på processen. Att gå i bräschen för att blanda in ett bränsle ställer höga krav på våra operatörer och ingenjörer. Den största utmaningen var att få en jämn inblandning av kvistmassa över tiden. Att bara få det under en testvecka är inga problem, men det här ska fungera varje dag, dygnet runt, säger Pellny. PERMANENT TILLSTÅND Vid årsskiftet kom ett permanent eldningstillstånd för kvistmassa och Övik Energi blandar nu in tre energiprocent kvistmassa i Hörneborgsverket. Det innebär att man kan hålla undan i samma takt som det faller kvistmassa från Domsjö Fabrikers process och dessutom ta lite från de upplagda högarna. Den låga inblandningen gör också att operatörerna har koll på processen och på att sandkornen i pannan inte reagerar kemiskt med natrium och kalium och bildar stenliknande klumpar (sintringar). Ur den aspekten är det faktiskt en fördel att kvistmassa innehåller svavel. Det är bra för eldningsprocessen och motverkar sintring. Övik Energi har sedan tidigare eldat torv, som också innehåller svavel. Därmed finns också en rökgaskondensor som tar hand om svavlet på ett bra sätt. Nu minskar vi vår torveldning då det har blivit mindre lönsamt på grund av politiska beslut kring utsläppsrätter. Fördelen med detta är att det var väldigt lätt för oss att i stället öka upp med kvistmassa. Foto: Håkan Nordstöm/Nordströmbild STORA BESPARINGAR I Hörneborgsverket eldas enbart biobränsle. Av de rörliga kostnaderna är bränslekostnaden den absolut största. Därför ger det snabba besparingar om man lyckas hitta fungerande, billiga bränslen. Vi köper cirka 750 GWh bränsle per år. Med kvistmassan sparar bolaget miljonbelopp, trots en låg inblandning. Vi tar bort delar av det dyraste bränslet, men därmed också ett bränsle som går att använda till något med högre förädlingsvärde. I det här fallet är det rundvedsflis, som man nu i stället kan göra exempelvis massa av. Övik Energi ser projektet som en stor framgång som snabbt gav ett kostnadsmässigt resultat. Ska vi kunna hålla kraftverket ekonomiskt måste vi följa med i, och i bästa fall leda, den här utvecklingen. Vi måste hela tiden se vilka möjligheter vi har och testa nya restprodukter. Nu har vi fått blodad tand och funderar redan på nästa steg, avslutar Rickard Pellny. Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse

16 EN AGRONOMS DRÖM blev storskalig alganläggning Francesco Gentili tillsammans med samarbetspartnern Henrik Bristav från Umeå Energi. Foto: Johan Gunséus Det som började med två rör och några pet-flaskor är nu ett internationellt uppmärksammat bioraffinaderiprojekt. Nu renar alger spillvatten och rökgaser innan de blir till biobränsle med en mängd tänkbara användningsområden, under ledning av Francesco Gentili vid Sveriges lantbruksuniversitet (SLU). Francesco Gentili drivs av en vilja att hitta miljöförbättringar. Det förde honom, via agronomyrket och institutionen för fysiologisk botanik vid Umeå universitet, till att doktorera i kvävefixering vid SLU i Umeå. Francesco är också mannen som började forska på alger då han insåg att de tål mycket höga halter av koldioxid. Jag funderade på växthuseffekten och på lantbruk, eftersom jag är agronom. Då du komposterar olika typer av avfall åker mellan procent av kolet upp i luften, vilket påverkar miljön. I mina tester av kompost respektive nedbrytning av avfall i alger, minskade algerna koldioxidmängden med 95 procent. Då insåg jag att jag var något intressant på spåren. FRÅN FLASKOR TILL DAMMAR Med det resultatet i ryggen gick Francesco till Uminova Innovation som hjälper forskare att ta sina idéer vidare. De trodde på hans projekt och det har de flesta gjort sedan dess. För att skala upp mitt projekt krävdes näringsrikt vatten och koldioxid, så jag tänkte: vem har mycket vatten och vem har mycket energi? Så år 2007 tog jag kontakt med Umeå Vatten och Avfall (UMEVA) och Umeå Energi. Med stöd från främst Energimyndigheten, men även Avfall Sverige började det samarbete som har gått från algodling i små flaskor, till akvarium, till växthus och nu, med strukturfondspengar via Processum, till en stor pilotanläggning. Vid Umeå Energis kraftvärmeverk Dåva finns nu fyra odlingsbassänger på totalt 80 kvadratmeter. Algerna odlas på en kombination av näringsämnen från obehandlat avloppseller industrispillvatten och koldioxid från kraftvärmeverkets rökgas och bidrar till att rena dessa. Därefter filtreras och sedimenteras de ut för att bli till högvärdigt biobränsle. FRÅN PROJEKT TILL PILOT Samarbetet mellan Francesco Gentilis SLU-projekt och Framtidens Bioraffinaderi påbörjades år 2010 då intresse fanns från båda håll att vidga reningen av vatten till att även gälla spillvatten från massaindustrin. Vi provade att odla i vatten från bioraffinaderiet Domsjö Fabriker och sulfatfabriken SCA Obbola. Det gick bra, särskilt i det något mjukare vattnet från sulfatfabriken, berättar Francecsco Gentilis. 16 Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse 2012

17 Men det riktigt stora samverkansprojektet är naturligtvis den algpilot som stod klar i juli NYA PLATTFORMAR SKAPAS Tack vare piloten har algprojektet nu nått en annan nivå och under året som gått har en mängd nya samarbeten skapats. Då vi producerar mer, kan vi testa mer. Nu har vi fyra bassänger två i växthus och två helt öppna där vi kan köra parallella prover. Med samma algtyp och olika vatten, eller med samma vatten och olika typer av alger. Vi får svar på massor av frågor, säger Francesco som också berömmer Processum för den plattform som skapats i och med Framtidens Bioraffinaderi. Vi blev inbjudna att besöka pilotparken i Örnsköldsvik och träffade då andra medlemsföretag och duktiga forskare. Då vi pratade med varandra hittade vi ingångar och kopplingar som lett till nya samarbeten, bland annat inom Bio4Energy. Några av huvudspåren i forskningen är utvinning av bioolja och biodiesel, bioetanol och biogas. Med fokus på biomassa och miljö vill Francesco Gentili inte låsa sig vid en viss typ av biobränsle eller slutprodukt förrän piloten kunnat visa vilka vägar som ger bäst resultat. Här menar han att även den lokala aspekten måste vägas in. För biogas finns exempelvis rötkammare och annan infrastruktur redan på plats, vilket ger möjligheter till lokal användning av biomassan. Och även det lokala är en viktig aspekt. RID PÅ VÅGEN Vilka är då de stora utmaningarna för framtiden? Ur ett vetenskapligt perspektiv är det att skapa en stabil algproduktion även under den mörka tiden på året och att hitta en drömalg för detta. Men även att kunna stressa algerna att öka sin oljehalt, vilket skulle gynna produktion av biodiesel. Ur ett praktiskt perspektiv är det mer personal som kan ta emot alla de samarbetsprojekt som piloten nu är mogen för. Drömmen är en doktorand och en postdoktoral medarbetare med forskningstjänst. Då kan vi driva fler frågor och gå djupare i projekten. Nu har vi en våg av intresse. Det gäller att ta vara på kraften i den vågen. Det är det som krävs för att lyckas. FAKTA Under pågick samarbete och dialog bland annat med: och lakvatten från processen. angående förbränning. Umeå universitet kring bioetanolproduktion. köping och doktorand vid Mälardalens högskola kring biogas. projekt kring rening via, och biobränsle från alger. råolja. kan användas till att producera foder från biomassan. Stefan Löfven klippte bandet Vid invigningen av algpiloten den 22 oktober 2012 imponerades Socialdemokraternas partiordförande, Stefan Löfven, av anläggningen, vars forskarprojekt dessutom valts ut av regeringen som ett av tretton goda exempel på svensk miljöteknik. Han passade också på att berömma det goda samarbetsklimat som finns inom Framtidens Bioraffinaderi. Samarbete är en förutsättning för att lyckas med forskningsprojekt. Algpiloten är ett lysande exempel på när samarbete mellan samhälle, forskarvärlden och näringsliv verkligen fungerar. Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse

18 Framtidens Bioraffinaderi stödjer forskning inom snabb pyrolys som är ett sätt att uppgradera ett fast biobränsle, som stamved, grenar och toppar, till flytande pyrolysolja. På så sätt får bränslet ett större användningsområde och kan på sikt ersätta eldningsolja och diesel. Flytande biobränsle ska göra eldningsoljan överflödig Forskning kring pyrolysolja pågår runt om i världen. Bland annat vid Energitekniskt Centrum i Piteå (ETC), en forskningstiftelse som erbjuder akademi, samhälle och industri skräddarsydda experiment, beräkningar och utredningar. ETC utvecklade redan år 2000, tillsammans med Luleå tekniska universitet, en cyklonreaktor som lämpar sig för behandling av biobränsle. Det ledde fram till ambitionen att bygga ett laboratorium och karakterisera en ny process för framställning av pyrolysolja. Med stöd av Sveaskog, Energimyndigheten, Länsstyrelsen i Norrbotten. Processum, Smurfit Kappa, Bio4Energy och Solander Science Park blir detta nu verklighet. I den första delen av projektet är målet att visa att den studerade processen har fördelar jämfört med de processer som kommit närmare kommersialisering, säger Henrik Wiinikka, FoU-chef vid ETC. En sådan fördel är att man med denna metod även kan ta tillvara den koks som har framställts. Beroende på renheten och kolhalten hos denna finns det flera potentiella användningsområden med högt förädlingsvärde. Några exempel är aktivt kol till industriella processer, energirikt pulverbränsle för kraftvärmepannor och pressning till briketter eller pellets. FÖRSTA STEGET TAGET Ett delmål med laboratoriet hos ETC har varit att bygga en processverifieringsrigg baserad på cyklonprincipen. Under hösten 2011 och våren 2012 byggdes en sådan med hjälp av medel från Processum. Riggen låter forskarna studera oljans egenskaper och hur den kan tas tillvara. Utan rigg kan vi inte testa något. Att den kom på plats var helt avgörande, säger Henrik Wiinikka som tillsammans med sitt team nu har driftsatt och testkört anläggningen. Pyrolysoljan har högre energidensitet än både flis och pellets. Att elda med den skulle innebära minskade transportkostnader och renare utsläpp. SÅ FUNGERAR CYKLONREAKTORN I toppen av den externt uppvärmda cyklonen släpps den malda biomassan in tillsammans med en transportgas. I pyrolysfasen omvandlas trä till ångor (tjära), gas och den fasta restprodukten koks. Koksen separeras från gasströmmen med hjälp av centrifugalkraften, därefter ramlar det fasta materialet ner i botten på cyklonen där det kan tas tillvara. Ångorna kondenseras till en brännbar vätska och gasen kan användas för att hålla reaktorn vid rätt temperatur. 18 Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse 2012

19 LYCKAD cellulosakonferens De tester vi har gjort ser lovande ut. Den här oljan blir väldigt ren. Eldningsolja och diesel ställer dock höga krav på pyrolysoljans kvalitet. Det måste vara en låg koncentration av partiklar och metaller i oljan eftersom dessa orsakar beläggningar vid förbränning. Om beläggningsbildningen blir för stor kan det leda till driftstörningar och haverier. Trots en del barnsjukdomar i början, visar testresultaten att det är möjligt att tillverka en brännbar pyrolysolja i en cyklonreaktor. De tester vi har gjort ser lovande ut. Den här oljan blir väldigt ren. Den innehåller ingen sand och har en relativt låg metallhalt. Dessutom har oljan ett bra värmevärde. UPPSKALNING KRÄVS Fortsatt arbete kommer att inriktas på att köra kontinuerliga experiment för att avgöra hur oljan beter sig då den framställs i stor skala, hur den bäst förvaras och vilken kommersiell potential tekniken har. Än så länge har vi bara kört stamved, men på sikt är målsättningen att vi ska kunna använda oss av salix, grot, bark och andra restströmmar, berättar Wiinikka. Om projektet faller väl ut kommer ETC att gå vidare med ett demoprojekt där cirka fem ton biomassa per dag ska ge ton pyrolysolja per år. Cellulosakonferensen är en central mötesplats för forskare inom områdena regenererad cellulosa och cellulosaderivat. Forskningen är just nu mer aktuell än någonsin och intresset för att delta är stort bland forskare och produktutvecklare från hela världen. Då konferensen hotades av nedläggning tog Domsjö Fabriker, inom ramen för Framtidens Bioraffinaderis arbete, initiativ till att bevara konferensen. Inovember 2012 anordnades för femte gången den internationella cellulosakonferensen The Workshop on Cellulose, Regenerated Cellulose and Cellulose Derivatives. Platsen för konferensen var Örnsköldsvik och över 90 deltagare från 16 länder deltog. Tidigare har Karlstads universitet varit värd, men då konferensen hotades av nedläggning gick bland andra Domsjö Fabriker in med stöd och såg till att konferensen fick leva vidare. Konferensen är unik i sitt slag eftersom den fokuserar på att använda cellulosa till annat än papper och massa. I Sverige hade forskning kring regenererad cellulosa sin storhetstid under 50- och 60-talen. Därefter följde en lång period av lågt intresse. Men sedan några år tillbaka är forskningsområdet mer högaktuellt än någonsin. Det ökade intresset beror främst på att det finns en ökad efterfrågan inom textilindustrin som bomullsproduktionen inte lyckas möta. Vi tyckte att det var viktigt att behålla konferensen. Det är en viktig samlingspunkt för forskare vid universitet och för personer som arbetar med produktutveckling inom industrin. Dessutom är det här ett område som gått från att inte alls vara intressant till att bli ett väldigt hett område där nya industrier etablerar sig och där forskningen börjar ta fart på allvar. Det hade varit fel att lägga ned konferensen och vi ville hjälpa till för att behålla den, säger Kristina Elg Christoffersson, chef för Dominnova vid Domsjö Fabriker. Konferensen 2012 innehöll 19 olika föredrag och flera tillfällen där deltagarna fick ta del av aktuell och internationell cellulosaforskning. Deltagarna visade ett stort intresse av nya metoder och miljövänlig teknik för att lösa dissolvingmassa och utveckling av morgondagens textilprodukter. På konferensen fick vi se exempel på hur tidigare forskningsresultat har omprövats och kommit fram till nya slutsatser. I dag har vi möjlighet att ompröva med modeller som inte fanns på den tiden. Det är både viktigt och intressant samtidigt som det öppnar upp för en bra diskussion bland forskare, säger Kristina Elg Christoffersson. Nästa cellulosakonferens äger rum 2014 i Karlstad. FAKTA Den första Cellulosakonferensen ordnades 2003 och den äger rum vartannat år. Domsjö Fabriker, Processum, Bio4energy och Borregaard stödjer konferensen. Konferensen arrangeras av Karlstads universitet och Umeå universitet. Deltagarna kommer från universitet och industrier från hela världen deltog 90 personer från 16 länder, vilket är rekord sedan konferensen startade. Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse

20 Bio4Energy En väg att föra forskningen vidare Projektet Bio4Energy har fått 200 miljoner av regeringen för att bedriva spetsforskning inom området energikombinat och bioraffinaderier. Tre universitet, flera forskningsinstitut och ett tjugotal industriföretag står bakom projektet. Framtidens Bioraffinaderi är en av samarbetspartnerna. Bio4Energy är ett femårigt projekt som startade Projektets grundtanke är att genom samarbeten mellan forskare och industri skapa förutsättningar att utveckla användningen av den enorma resurs som skogen är. Vi i Bio4Energy bestämde oss för att satsa på att ta fram nya produkter, material och energimöjligheter för de skogliga resurserna, berättar Stellan Marklund, professor i kemi vid Umeå universitet. Vi vill visa att skog inte bara handlar om papper och massa. Umeå universitet, Luleå tekniska universitet (LTU) och Sveriges lantbruks universitet (SLU) ingår i Bio4Energy. Fram till slutet av år 2012 har mer än 50 forskare knutits till projektet och flera forskningsprojekt har startat upp och konkretiserats. Forskningsgenombrott har gjorts då Foto: Mikael Lundgren/Bio4Energy det gäller att ta fram nya förnybara material som kan ersätta plast och aluminium i livsmedelsförpackningar. Man har även tagit fram världsledande teknik för katalys och separation av gaser och vätskor som har avgasrening som ett användningsområde. Förstklassig forskning pågår inom förgasning av skogsrester och restprodukter från massaframställning. Dessa blir till rena, förnybara drivmedel vid LTU:s anläggningar i Piteå. På utvecklingssidan har man bland annat gjort försök med storskalig bioetanolframställning. Den första utvärderingen av Bio4Energy visade att de tre universiteten är duktiga på forskning men kan bli bättre på kontakten och samarbetet med näringslivet. Därför är det en viktig utmaning de kommande åren. Ett universitet kan inte göra allt själv, säger Stellan, därför har vi kontakt med varandra och framför allt samarbetar vi med näringslivet. Det är viktigt att vi lierar oss med dem som redan arbetar i branschen, att vi hittar sätt att implementera vår forskning i näringslivet för att undvika att resultaten bara hamnar i en byrålåda någonstans. Samarbetet med Framtidens Bioraffinaderi ger enligt Stellan Marklund flera värdefulla synergieffekter. Framtidens Bioraffinaderi stödjer, initierar och ger startbidrag till nya och intressanta forskningsprojekt, samt hjälper även till att hitta nya möjliga forskningsuppdrag. Forskningen inom Bio4Energy omfattar hela produktionskedjan, från träd till färdiga produkter i form av biobränslen, bioenergi och gröna kemikalier. Visionen är att skapa miljövänliga och hållbara tekniker som gör det möjligt att ersätta dagens oljeraffinaderier med bioraffinaderier. Nu är det två år till utvärderingen som ska visa om vi har lyckats. Om vi skött oss kan vi se fram emot att i framtiden bli en permanent verksamhet med 50 miljoner kronor i bidrag varje år från regeringen. KOMPETENS FÖR FRAMTIDENS BIORAFFINADERIER UTBILDAS HÄR Bio4Energy startar en forskarskola för att skapa ett tvärvetenskapligt djup och en ökad samverkan mellan doktorander och näringslivet inom bioraffinaderiområdet. Forskarskolan vänder sig till alla doktorander inom Bio4Energy-sfären, det vill säga doktorander med intresse för forskning om och utveckling av skogsbaserat bioraffinaderi från Umeå universitet, Sveriges lantbruksuniversitet och Luleå tekniska universitet. Syftet är att ge doktoranderna tekniska och vetenskapliga färdigheter för att i olika roller kunna hjälpa till att driva utvecklingen av effektivt och hållbart bioraffinaderi framåt. Som en bonus stärks sammanhållningen i doktorandgruppen och medlemmarna får en unik inblick i hur arbetet bedrivs vid dagens pilot- och industriella anläggningar. För att skapa en forskarskola med en tydlig profil kommer det årligen att hållas två kurser, Biorefinery Pilot research Course på 7,5 högskolepoäng (hp) samt System Perspective on Bioresources på 7,5 hp. Biorefinery Pilot Research Course är forskarskolans identitetskurs där deltagarna får besöka de pilot- och demonstrationsanläggningar som finns längs norrlandskusten. Tanken är att ge doktoranderna kännedom om status och utveckling inom skogsbaserad bioraffinaderiteknik, vilka utmaningar och möjligheter som finns. Koppling till näringslivet kommer att ske genom att företrädare för företag och branschorganisationer aktivt deltar i kursen. Processum är en av representanterna. Forskarskolans styrgrupp består av personer från de tre universiteten som ingår i Bio4Energy samt från näringslivet. 20 Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse 2012

21 Deltagarna i projektet kommer från Sverige och Finland. De har kompletterande kompetenser inom kemi- och skogforskning. Med fokus på försörjning Skoglig biomassa är framtidens råvara för hållbara produkter. Med hjälp av den går det att framställa nästan helt koldioxidneutrala bränslen och produkter. I framtiden kommer bioraffinaderiernas behov av skoglig biomassa att öka. Ett problem är att försörjningen av råvaran är kostsam och inte utvecklad för att möta nya industriers kvalitetskrav. Samarbetsprojektet Forest Refine har den viktiga uppgiften att hitta förbättringar av råvaruförsörjningen till bioraffinaderierna. Forest Refine är ett gränsöverskridande samarbete mellan åtta partners i Sverige och Finland. Sverige och Finland är världsledande på utveckling av bioraffinaderiprocesser och i projektet finns forskare inom områdena skog och kemi. Projektet har fokus på hållbarhet och att ta tillvara hela skogens potential. Samtidigt ska energiförbrukning och miljöpåverkan minimeras. Den viktigaste drivkraften bakom projektet är klimatet. Med skoglig biomassa kan vi producera hållbara drivmedel och gröna produkter. Vi vet också att oljan är ändlig. Vi måste börja hitta alternativ till den nu och inte vänta år när problemet är akut, säger Magnus Matisons, projektledare för Forest Refine. HÅLLBAR FÖRSÖRJNING Projektet tittar på alltifrån framtida råvarutillgång av skoglig biomassa, effektiv försörjning, kemiska och fysiska krav på råvaran till systemanalyser och energibalanser för försörjningen till bioraffinaderier. En viktig målgrupp för projektet är just bioraffinaderierna. De vill säkerställa sin tillgång av råvara i framtiden. Idag står deras råvaruförsörjning för ungefär halva kostnaden. I projektet har vi lite kaxigt sagt att vi ska sänka kostnaden för råvaruförsörjningen med 15 procent. Om vi lyckas med det kan skoglig biomassa bli högst intressant för bioraffinaderier, säger Magnus Matisons. TA TILLVARA PÅ ALLT Det finns mycket att vinna på att hitta nya sätt att ta tillvara på skogens samtliga resurser. Traditionell skogsavverkning får endast ut en del av råvaran. Genom att ta tillvara på det som lämnas kvar vid avverkning, kvistar och stubbar kan restprodukter omvandlas till värdefull råvara. Samtidigt ska hanteringen förbruka så lite energi som möjligt och inte påverka skogsmiljön negativt. Stubbarna är intressanta eftersom det finns intressanta kemikalier att utvinna ur dem. Men om man lyfter upp stubbarna med grävskopa får det en negativ miljöpåverkan. Med ett alternativt sätt där endast stubbkärnan skördas kan vi få fram stubbar som är fria från föroreningar och samtidigt påverka marken minimalt, säger Magnus Matisons. Projektet påbörjades i början av 2012 och kommer att lämna en slutlig rapport under Målet är att projektets resultat ska påskynda utvecklingen av att använda skoglig biomassa i bioraffinaderierna. Dessutom är inriktningen att projektre- sultatet ska ligga till grund för beslut om utformning och geografisk placering av planerade bioraffinaderianläggningar. FAKTA Forest Refine är ett samarbete mellan BioFuel Region, Processum, Institutionen för skoglig resurshållning vid Sveriges Lantbruksuniversitet (SLU), Enheten för biomassateknologi och kemi vid SLU, Finnish Forest Research Institute, Kannus, Karleby universitetscenter Chydenius, Centria Yrkeshögskola och Mellersta Österbottens Landsbygdsinstitut. Projektet koordineras av BioFuel Region. Finansiärer: EU:s Botnia-Atlantica-program, Region Västerbotten, Länsstyrelsen i Västernorrland, Regional Council of Ostrobothnia och Regional Council of Central Ostrobothnia. Projektområden: Västerbottens län, Västernorrlands län och Mellersta Österbotten. Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse

22 VARFÖR ÄR NI MEDLEMMAR I FRAMTIDENS BIORAFFINADERI? NILS GILENSTAM, miljö- och processingenjör vid SCA Obbola Som medlem får vi tillgång till erfarenheter och kompetenser som vi själva inte har. Det bygger på att samarbeta med andra medlemmar. Just nu deltar vi i ett antal projekt som vi förväntar oss ska förbättra vår verksamhet. ANN-BRITT EDFAST, forskningsoch utvecklingschef vid Sveaskog För Sveaskog är det angeläget att hitta nya användningsområden för skogsråvaran. Framtidens Bioraffinaderi är ett bra nätverk eftersom vi kan samverka med andra och får ta del av vad som är på gång. Dessutom finns det bra och drivande kompetens inom klustret. ERIK BÄCKLUND, vd Airgrinder Genom att vara medlem har vi fått ett brett och värdefullt kontaktnät. Inom Framtidens Bioraffinaderi pågår det många projekt som är intressanta för oss. Dessutom har vi i och med medlemskapet möjlighet att driva egna utvecklingsprojekt. KTH väljer Domsjö Utvecklingsområde Domsjö Utvecklingsområde i Örnsköldsvik är det bästa stället i Sverige att åka till för att ge studenterna på KTH:s kurs i biofiberkemi en konkret bild av vilka möjligheter som ligger framför dem. Detta enligt professor Monica Ek. Tre år i rad har Kungliga Tekniska Högskolan (KTH) valt att åka på studiebesök till Domsjö Utvecklingsområde. Personal på Processum arrangerar och hjälper till att knyta kontakter inför besöket. I Örnsköldsvik och Umeå finns det möjlighet att se hela värdekedjan som vi undervisar kring, från skog som råvara, till processerna som separerar fibrerna, och vedkomponenterna till cellulosa, hemicellulosa och lignin, säger Monica Ek, professor i träkemi vid KTH. Allt detta finns i industri- eller pilotskala inom ett relativt litet område. Under två intensiva dagar besöker studenterna en rad företag, allt från Holmen Skogs plantskola till Domsjö Fabriker, Processum, Sekab, Domsjö Fiber, MoRe Research och AkzoNobel. Studiebesöken ger våra studenter en konkret uppfattning om vad ingenjörer jobbar med, vilken typ av arbeten som väntar och vilka möjligheter som finns, berättar Monica Ek. De visar även var forskningsfronten ligger inom dessa områden och ökar också förståelsen för vad vi håller på med när vi gör våra forskningsarbeten på KTH, vilket gör det lätt att relatera till, tillägger Monica. Processum tar gärna emot studenter och andra besökare. Det är ett sätt att visa på vilka möjligheter och behov som finns när det gäller att utveckla bioraffinaderiområdet. För medlemsföretagen är det intressant ur rekryteringssyfte. Men studiebesöken innebär också att viktiga kontakter knyts för framtiden, när studenterna gått vidare i sina karriärer. Det är ett sätt att utvidga klustrets kontaktnät ytterligare. 22 Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse 2012

23 Rätt kompetens tack vare UNIK UTBILDNING Hösten 2013 startar en helt ny civilingenjörsutbildning vid Umeå universitet. Den heter Bioresursteknik och har formats i tätt samarbete mellan universitetet och näringslivet, bland annat företag inom Framtidens Bioraffinaderi, för att ta fram kompetens med grön råvara och dess möjligheter i fokus. Det unika med den nya utbildningen är kombinationen mellan biologi, kemi och ingenjörsvetenskap. Studenterna får följa hela kedjan från hur träden växer, till hur råvaran kan förädlas. Utbildningen är inriktad på hur vi i framtiden ska utnyttja biologisk råvara, framför allt från skogen, inte bara för traditionella områden som massa och papper, utan för en rad helt nya applikationer. Det här är ett framtidsyrke, säger Tomas Hedlund, programansvarig för bioresursteknikprogrammet. Det finns ett behov av den här kompetensen redan i dag och det behovet kommer att öka allt mer. Många av de kemikalier vi använder i dag baseras på olja, vilket vi alla vet inte är hållbart hur länge som helst. Det krävs nya kemikalier och nya produkter som är baserade på förnybara råvaror. Det kommer våra studenter att specialisera sig på, framförallt på att använda skog som råvara. För medlemsföretagen inom Framtidens Bioraffinaderi är rätt kompetens en avgörande fråga för framtiden. Programmet i Bioresursteknik är anpassat för skogsindustrins och kemiindustrins behov. Flera tunga aktörer inom bland annat skogsindustrin står därför bakom initiativet. Det här är ett nytt sätt att försöka attrahera nästa generation av kompetens, säger Jennie Söderström som är ansvarig för kompetens och innovation vid Processum. För medlemsföretagen inom Framtidens Bioraffinaderi är den här typen av personal otroligt viktig. Hittills har det varit ganska lätt att hitta personer till de platser som funnits tillgängliga men tittar man några år framåt kommer behovet av rätt kompetens att vara jättestort. Utbildningen är femårig med en grön tråd som löper genom hela programmet. Studenter med intresse av hur vi ska få en hållbar produktion och utnyttjande av bioresurser i fram- tiden och som ser det som en möjlighet att utveckla helt nya metoder för detta hittar här rätt väg. Det finns i dag ingen annan utbildning med den profilen. Det första doktorandarbetet har disputerats Peter Strunk har, som ett resultat av samarbetet mellan Processum, Domsjö Fabriker, AkzoNobel och Umeå universitets företagsforskarskola, disputerat med en avhandling om dissolvingcellulosa. För Processum är det en milstolpe då Peter är den första doktoranden som disputerat inom ramen för klustret. Peter Strunk är en av flera doktorander som har sin utgångspunkt hos Processum. Processum och Framtidens Bioraffinaderi arbetar aktivt för att skapa en doktorandmiljö som ger forskarna ett sammanhang och en plattform att utgå ifrån även om själva forskningsarbetet sker hos ett eller flera av de andra medlemsföretagen. Närheten till industrin, både geografiskt och via det kontaktnät Framtidens Bioraffinaderis kluster innebär, är en stor fördel för studenterna. Avhandlingen som nu disputerats har tydlig koppling till bioraffinaderiområdet och har skett i samarbete mellan flera medlemsföretag samt Umeå universitet. Den behandlar karakterisering av dissolvingcellulosa avseende deras egenskaper och egenskapernas inverkan på viskos- och cellulosaeterproduktion. Arbetet har gett ökad förståelse om hur produktionsprocessen för dissolvingcellulosa påverkar egenskaperna hos den viskos som tillverkas. Ett ytterligare konkret resultat är att Processum investerat i en spinnpilot för att, tillsammans med de piloter som finns hos MoRe Research, kunna täcka hela kedjan från ved till färdig tråd i pilotskala. När andra industrier väljer att dra ner på sina forskningsavdelningar har Processum sedan starten istället satsat, och det börjar nu ge frukt. Framtidens Bioraffinaderi Verksamhetsberättelse