SMÅSKALIG VÄRMEFÖRSÖRJNING MED BIOBRÄNSLEN. Ett samarbete mellan:

Transkript

1 Ett samarbete mellan: Bioenergi håller dig uppdaterad om den aktuella utvecklingen inom Energimyndighetens forsknings-, utvecklings- och demonstrationsprogram för värmesystem baserade på biobränslen för villor, fastigheter och närvärmesystem. Här presenteras resultat från programmet Småskalig värmeförsörjning med biobränslen. Det är ett samarbete mellan tidskriften Bioenergi och Energimyndigheten. Nyheter, resultat och erfarenheter finner du i varje nummer av Bioenergi under 2008, 2009 och Arkiv av tidigare artiklar finns på SMÅSKALIG VÄRMEFÖRSÖRJNING MED BIOBRÄNSLEN u SAMMANSTÄLLNING FÖR 2008

2 Innehållsförteckning Årlig planering för programmet 3 Projektlista 4 40 miljoner kronor ska ge bättre småskalig vörmeförsörjnig med biobränslen 6 Utveckling av miljövänlig direkteldad vedpanna 7 Emissionsprestanda för moderna vedeldade lokaleldstäder 8 Forskningsprojekt om närvärme 9 Internationellt samarbete 10 Indisk gengasteknik för småskalig kraftvärme i Sverige? 11 Biobränsle och solvärme 12 Fjärrövervakning av bioenergisystem 13 Strömningsteknisk modellering och konstruktion av pelletsbrännare och kaminer 14 Sju nya projekt startas inom programmet för Småskalig värme med biobränsle! 14 Nya bränsleråvaror - vilka och var? Det är frågan 15 Teknik för vedeldning 15 Framtidens miljökrav för biobränsle i Europa skapas nu! 16 Pågående forskning och utveckling 17 Småskalig bioenergi närvärme FoU och en regional satsning 18 Omslagsfoto: Bioenergiportalen

3 Årlig planering för programmet Programkonferens i Växjö den oktober 2009 och i Piteå den oktober Programrådet träffas på Energitinget i mars och på programkonferensen på hösten. Syntesgruppen har regelbundna telefonmöten samt träffas minst två gånger per år. Underlag tas fram till tidningen Bioenergi enligt rullande schema av syntesgruppens medlemmar. Information med mera återfinns på Energimyndighetens hemsida under fliken Bränsleforskning. Programrådet, som är rådgivande till Energimyndigheten och som har medverkat vid programplanering samt vid utval av projekt, har bestått av följande personer: Ordförande Programråd: Magnus Nordgren, Jordbruksverket Medlemmar: Sofie Samuelsson, Branschorganisation, Svebio David Wiman, Ariterm Ulla-Karin Enbom, Energikontor GDE-net Annelie Johansson, Länsstyrelsen Jönköpings län Olof Arkelöv, KanEnergi Claes Tullin,SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut, Värmeforsk Björn Kjellström, Exergetics AB, Per Lysedal, Skellefteå Kraft Cecilia Wahlberg, Hushållningssällskapet i Västerbotten Under framtagandet av programmet och i första beslutsomgången deltog också i programrådsarbetet: Anders Östergren, Branschorganisation, Pannor MW Susanne Anderssom, Aquasol AB Alexandra Norén, Naturvårdsverket Elisabeth Blom, ÅF Consult AB, Värmeforsk Bo Rutberg, Sveriges kommuner och landsting Jan Berggren, Länsförsäkringar AB Härmed önskar jag tacka programrådet, syntesgruppen, alla företag, forskare med flera för er medverkan i uppbyggnaden och starten av programmet. Nu ska vi gå i mål med verksamheten till nytta för företagen och marknaden. Programansvarig, Erik Hedar

4 Projektlista Projektnr. Titel Projektledare BIOBRÄNSLE OCH SOLVÄRME Småskalig värmeförsörjning - Biobränsle och solvärme Lars Andrén, Svenska Solenergiföreningen Integrerade system för bio- och solvärme Komplett integrerat pellet/solvärmesystem Energisparboden Solkompatibel pelletskamin med standardiserat pelletsförråd, enkel askhantering, luftcirkulation/konvektorsystem samt unik förbränningsteknik NÄRVÄRME Småskalig bioenergi - del 2 Närvärme - ett samordnat projektpaket i två delar Biobränslen i mindre industrier Optimalt nyttjande av svårare bränslen eldade i pannor avsedda för närvärme Förbränning av biobränsleblandningar i små rostpannor Inverkan av bränslekvalitet på högtemperaturkorrosion i större fastighetsbrännare (>50kW) och mindre fjärrvärmeanläggningar Reningssystem för sura rökgaser för närvärmepannor Avskiljning av stoft med rökgaskondensering anpassade till biobränsleeldning <10 MW Rökgasbrunn för minimering av stoft och sura gaser - vidareutveckling Utveckling av energieffektiv partikelavskijning för närvärmepannor Kostnadseffektiv partikelavskiljning i mindre närvärmeanläggningar Kompakt och kostnadseffektivt elektrostatiskt filter för rökgasrening - Anpassning till askrika bränslen Jan-Olof Dalenbäck, CTH Susanne Andersson, Aquasol Per Holmberg, Örebro VVS Erik Andersson, Effecta Pannan Hans Gulliksson, Energikontor Sydost Björn Zethraeus, VXU Joakim Lundgren, LTU Ulf Björklund, EEM Lars-Gunnar Johannsson, CTH Esbjörn Pettersson, ETC Marie Rönnbäck, SP Marie Rönnbäck, SP Roger Hermansson, LTU Michael Strand, VXU Linda Johansson, SP Förbränningskaraktärisering och förbränningsteknisk utvärdering av olika pelletsbränslen Claes Tullin, SP PELLETSPROJEKT Pelletkvalitet - definition och identifiering av kritiska parametrar Brännare för villor och större fastigheter Förbränningskaraktärisering/förbränningsteknisk utvärdering av pellets producerade av olika råvaror för nyttjande i närvärmeanläggningar Kvalitetssäkring av pelletkvalitet Informationsspridning Databas för drifterfarenheter Utveckling och applicering av en askkemisk modell för minimering av drift- och miljömässiga problem vid förbränning av fosforrika åkerbränslen Reduktion av partikelutsläpp vid småskalig sameldning av pelleterad biomassa och torv Marie Rönnbäck, SP Marie Rönnbäck, SP Marcus Öhman, LTU/ ETC Lennart Gustavsson, SP Claes Tullin, SP Henrik Persson, SP Dan Boström, UmU Marcus Öhman, Christoffer Boman, LTU/UmU Integrerad pelletsenhet med ny förbränningsteknik som klarar pellets av varierande kvalitet Erik Andersson, Effecta Pannan Förstudie Småskalig pelletanvändning i Chile Frank Fiedler, Högskolan Dalarna Fjärrövervakning och fjärrstyrning av pelletsenheter Erik Andersson, Effecta Pannan Bestämning av verkningsgrad och förlustposter för biobränslepannor - metodförbättringar Lennart Gustavsson, SP Testanläggning och utveckling av verktyg för design av värmesystem med solfångare, biobränslepannor och värmepumpar Bo Karlsson, Högskolan Kalmar Kravbild och lösningar för framtidens pelletsteknik Marie Rönnbäck, SP Strömningsteknisk modellering och konstruktion av pelletsbrännare och kaminer Henrik Wiinkka, ETC

5 SYSTEMSASPEKTER OCH SYNTES Småskalig värmeförsörjning - delområde 6 Systemaspekter och syntes Syntes med projektledarna för samtliga projekt inom programmet Spridningseffekter Standardiseringsarbete Emissionskluster, se projektbeslut nedan Rikard Gebart, ETC Emissioner från småskalig värmeförsörjning med biobränslen (Emissionsklustret) Christoffer Boman, Umeå Universitet Påverkan av bränsle och konstruktionsparametrar på partikel- och tungmetallemissioner vid småskalig förbränning av biobränslen Inverkan av förbränningsteknik och bränsle på hälsofarligheten av partikelemissioner från småskalig biobränsleeldning Partiklar från förbränning av askrika biobränslen Aerosolmasspektrometri (AMS) för karakterisering av partiklar i rökgaser från trä- och spannmålsbränslen - Ett verktyg för emissionsminimering och teknikutveckling Minimering av dioxinbildning vid askrika och klorrika bränslen Endotoxin i rökpartiklar från förbränning av biobränslen Kaskadimpaktor för storleksfraktionerad karakterisering av partiklar i rökgaser Henrik Winkka, ETC Christoffer Boman, Umeå Universitet Linda Johansson, SP Joakim Pagels, Lunds Universitet Marie Rönnbäck, SP Lennart Larsson, Lunds Universitet Michael Strand, Växjö Universitet Framtida behov och system för småskalig värmeproduktion med biobränslen Susanne Paulrud, IVL Konsekvenser av en ökad tillförsel och förädling av nya biobränsleråvaror för småskalig värmeförsörjning Undersökning av några kommuners problemställningar med avseende på luftkvalitet i samband med småskalig biobränsleeldning - tillämpningar av VEDAIR TEKNIKBEVAKNING Susanne Paulrud, IVL Gunnar Omstedt, SMHI Teknikbevakning inom Energimyndighetens program Småskalig bioenergi. (Fadder för pelletsprojekten) Inventering av värmeunderlaget för småskalig kraftvärme, faktasammanställning småskalig kraftvärme, kartläggning flytande biobränslen Utveckling av förbränningsteknik vid externeldning av gasturbin för småskalig kraftvärme Etapp 1: Överföring av alkaliföreningar till produktgasen vid motströmsförgasning Björn Kjellström, Exergetics Energisystemteknik AB KTH, Energikontor Sydost, Kalmar Högskola Marcus Öhman, Luleå Tekniska Universitet VEDELDADE PANNOR OCH LOKALELDSTÄDER Småskalig värmeförsörjning med biobränslen - Vedeldade pannor och lokaleldstäder Magnus Davidsson, SBBA Konstruktiva förbättringar och begränsningar för miljövänlig direkteldad vedpanna Inverkan av teknik och handhavande på emissionsprestanda för moderna vedeldade lokaleldstäder Esbjörn Pettersson, ETC Christoffer Boman, Umeå Universitet Bevakning av och deltagande i med produktkrav inom ekodesigdirektivet Lennart Gustavsson, SP Styckeved för småskalig eldning Jan-Erik Mattsson, SLU Bestämning av verkningsgrad och förlustposter Lennart Gustavsson, SP

6 Ett samarbete mellan: 40 miljoner kronor ska ge bättre småskalig värmeförsörjning med biobränslen Bioenergi kommer i varje nummer under tre år framåt att rapportera om programmet Småskalig värmeförsörjning med biobränslen som finansieras av Energimyndigheten. Jämfört med tidigare forsknings-, utvecklings- och demonstrationsprogram har detta program två tydliga skillnader; ett starkare fokus på kommersialisering av resultaten och en vidgad systemsyn. Lovisa Blomqvist på Energimyndigheten beskriver här programmets bakgrund och mål. För att ha en chans att nå EU:s mål med 20 procent förnybar energi och 10 procent biodrivmedel till 2020 utan negativ påverkan på miljön är det viktigt med forskning kring småskalig eldning med biobränslen! Idag sker en snabb övergång från olja. Ett möjligt förnybart alternativ är den småskaliga pelletstekniken, som dock i många fall väljs bort då den kräver viss skötsel. I många fall ingrepp i fastigheter som för många framstår som besvärligt och med stor risk, bland annat i fråga om långsiktig och säker bränsleleverans. Men för att ha möjlighet att nå de högt ställda politiska målen krävs vid sidan av energieffektivisering ökad användning av både vind, solfångare, värmepumpar och biobränsle mm. Det är därför viktigt att utveckla och förbättra tekniken för småskalig biobränsleeldning. Energimyndigheten har beslutat att avsätta kronor för genomförande av programmet Småskalig värmeförsörjning med biobränslen under tiden Målet för programmet Småskalig värmeförsörjning med biobränslen är att utveckla en trygg småskalig värmeförsörjning baserad på biobränslen som blir ett uthålligt och miljösäkert val för uppvärmning av nya och befintliga bostäder, lokalfastigheter och industrier utanför fjärrvärmenäten. Detta ska ske med en vidgning av systemsynen genom samverkan mellan branscherna samt ett skärpt krav på att resultaten i högre grad än i tidigare program ska nå marknaden. Huvudinriktningen är småskaliga värmeanläggningar med en effekt på upp till 10 MW, tillförselsystem samt hälso-, miljö- och utsläppsfrågor. Ett delmål är att utveckla nya system för uppvärmning med biobränsle som utnyttjar solvärme så att pellets/vedpannan inte behöver eldas så mycket under sommarhalvåret. Projekten har, i samråd med programrådet, samlats i 6 projektpaket: Projektpaket Ram milj. kr Systemaspekter och syntes ca 11 Småskalig pelletsteknik ca 12 Närvärme ca 8 Biobränsle solvärme ca 5 Vedeldade pannor och lokaleldstäder Teknikbevakning och utredningar ca 3 ca 1 Till programmet har projektet Emissioner från småskalig värmeförsörjning med biobränslen knutits och ytterligare projekt kommer att knytas till de olika projektpaketen. Energimyndigheten har under åren genomfört omfattande forskningsoch utvecklingsinsatser inom området småskalig biobränsleanvändning. Rapporten Systematisering, analys och sammanvägning av relevant kunskap för småskalig biobränsleanvändning ger en översikt över resultat från genomförda program och behov av fortsatta insatser med inriktning på teknikfrågor. Forskningsprojektet Biobränsle-Hälsa-Miljö har också givit en bra bakgrund för fortsatt verksamhet. Utmaningen ligger nu i att fortsatt omsätta dessa kunskaper i nya produkter som är konkurrenskraftiga på marknaden samt att vidareutveckla tekniken så att en effektiv och miljösäker förbränning kan upprätthållas under varierande driftbetingelser och med varierande bränslekvaliteter. Det gäller även teknik för eldning av nya, svårare bränslen, till exempel agrara bränslen och grot. Text: Lovisa Blomqvist, Energimyndigheten

7 Småskalig värmeförsörjning med biobränslen Roger Ingvarsson (Janfire), Ulla-Karin Enbom (Energikontor Gävle-Dalarna/Framtidsvärme), Gunnar Larsson (Laxå Pellets), Irene Weiner (Pellsam), Johan Bynke (Sofia Allvärme AB), Bengt-Erik Löfgren (ÄFAB), Arne Andersson (Energimyndigheten), Niklas Engström (Neova), Anders Henriksson (Mafa), Erik Andersson (Effecta), Lars Guldbrand (Energimyndigheten), Lovisa Blomqvist (Energimyndigheten), Erik Hedar (Energimyndigheten), Jan Berglund (Materm), Mats Bergsjö (Ariterm) Utveckling av miljövänlig direkteldad vedpanna Är det möjligt att elda med ved utan ackumulatortank och samtidigt få en lika ren förbränning som en pelletspanna ger? Några av Sverigs ledande forskare och företag på området arbetar tillsammans för att undersöka förutsättningarna för klara denna uppgift. Bakgrunden till projektet är att skillnaden i utsläpp av bl a partiklar mellan nya pannor med ackumulatortank och gamla pannor som braseldas, var mindre än tidigare antaget beroende på att startutsläppen vid eldning är större för vanligt folk än för eldningsexperter. Kan man elda kontinuerligt utan att behöva göra många startbrasor under en eldningssäsong skulle utsläppen kunna minskas väsentligt i verklig drift. Dessutom är det bekvämt att inte behöva hålla på med startbrasor. Stor effekt ger stor ackumulatortank Nya pannor som eldas mot större ackumulatortankar kräver mindre passning och färre startbrasor. För vedpannor har hög effekt varit ett försäljningsargument. Vedpannor ger ofta över 30 kw trots att ett normalt hus har en maximaleffekt på runt 10 kw. Detta gör att all energi i veden måste sparas som varmvatten i ackumulatortanken, vilket gör att ackumulatortanken måste vara stor. Med en panna med stort vedmagasin som kan eldas vid lägre effekt erfordras en mindre ackumulatortank och om effekten kan sänkas tillräckligt lågt kan pannan eldas kontinuerligt utan ackumulatortank under eldningssäsongen och samtidigt ge en bekväm eldning utan startutsläpp. Varierande effekt Dagens pannor, som eldas utan reglering av förbränningsluften, är inställda för att fungera på bästa sätt för en viss vedfukt och vedstorlek (och björkved) samt för självdragspannor för ett visst drag i skorsten. Denna inställning ger en viss effekt på pannan. Detta gör att pannorna kräver ackumulatortank för att kunna eldas under olika faser av eldningssäsongen som har olika effektbehov. En miljövänlig direkteldad vedpanna måste kunna eldas med mycket varierande effekt för att täcka värmebehovet under olika faser under eldningssäsongen. Projektet syftar till att identifiera den lägsta effekt som en vedpanna kan eldas kontinuerligt vid, med utsläpp motsvarande pelletseldning. För att kunna säga att det skulle fungera i praktisk drift, måste konstruktionen kunna matas med ved under eldningen och kunna hantera även effektvariationer, vilket gör att s. k. modulerande förbränning (förbränning vid varierande effekt) ingår i projektet. Om det visar sig möjligt att elda vid så låg effekt att det är motiverat att ut- veckla en produkt, krävs sannolikt någon form av lagring av energi för att utjämna effekttopparna, till exempel i en lämpligt utformad större varmvattenberedare/lagertank. Samarbete Projektet är ett samarbete mellan ETC (Energitekniskt Centrum i Piteå) och Brage Norin, som varit lektor på bland annat Energiteknik vid Luleå Tekniska Universitet, och som har jobbat med utveckling av vedpannor under lång tid. Brage har bland annat fått ett laboratorium uppkallat efter sig i Kina. Medverkar gör även Lennart Gustavsson, SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut och som är nestorn inom provning av biobränsleeldade utrustningar i Sverige och som har skrivit många rapporter om vedpannor. Lennart Gustavsson medverkade i ett arbete som SP gjorde tillsammans med Baxi AB som handlade om utvecklingsmöjligheterna för vedpannor. Baxi är tillsammans med CombiHeat Värmeprodukter AB företagspartner i projektet. Text: Esbjörn Pettersson, ETC Piteå

8 Ett samarbete mellan: Emissionsprestanda för moderna vedeldade lokaleldstäder Nya braskaminer, kakelugnar och andra lokaleldstäder tycks ge lägre utsläpp av stoft. Christoffer Boman från Umeå Universitet beskriver här ett projekt som bland annat ska undersöka hur mycket bättre de är och hur känsliga de är för på vilket sätt man eldar. Det finns idag i Sverige upp mot 1,5 miljoner vedeldade lokaleldstäder av olika slag (öppna spisar, kakelugnar, köksspisar, braskaminer etc.) och intresset för att installera braskaminer främst i villor och fritidshus men även i flerfamiljshus, har ökat kraftigt under de senaste åren. Ett ökat fokus på bioenergi generellt tillsammans med intresset att använda modern brasvärme som kompletterande värmekälla eller inredningsdetalj och trivseleldning, kan antas ligga bakom denna utveckling. Parallellt med den pågående omställningen av energisystemet i Sverige och uppmärksamheten kring klimatförändringarna, har frågan om luftföroreningars negativa påverkan på folkhälsan uppmärksammats alltmer. Utsläppen av mycket små osynliga partiklar, inte minst från förbränningsprocesser, har under senare år stått i fokus. I tidigare forskningsprogram har det endast utförts ett fåtal studier med fokus på lokaleldstäders utsläpp och påverkan på luftkvaliteten. En generell erfarenhet är dock att eldningsbeteende och vedkvalitet kan påverka eldningsresultat och emissioner kraftigt i alla typer av satsvis eldade vedanläggningar. I en studie gjord av IVL och SP (Paulrud m fl, IVL Rapport 2006) har det i ett begränsat antal fältmätningar på vedkaminer och insatser visats att det tycks finnas en trend med minskade utsläpp för nyare anläggningar sedan början på 90-talet. Känslighet för olika eldningsbeteende Det aktuella projektet Inverkan av teknik och handhavande på emissionsprestanda för moderna vedeldade lokaleldstäder förväntas därför klargöra några av de osäkerheter som fortfarande finns vad gäller emissionsprestanda och totalt bidrag till utsläppen av luftföroreningar för den här typen av vedeldade lokaleldstäder. Utifrån den teknikutveckling som skett för till exempel braskaminer, kan det finnas anledning att anta att emissionsprestanda skiljer sig mellan äldre och nyare anläggningar. En ökad kunskap om emissioner från olika typer av lokaleldstäder kommer att ge underlag till bättre tekniska och miljömässiga bedömningar för denna grupp av eldningsutrustning. En viktig frågeställning är kopplingen mellan teknik-handhavande-emissioner, det vill säga hur den tekniska utvecklingen har påverkat emissionsprestanda och känsligheten för olika eldningsbeteende och vedkvalitet. Projektet har tre delsyften som innebär att; a) bestämma emissionsprestanda och utsläppsnivåer vid normal eldning i moderna respektive äldre lokaleldstäder, b) bestämma känslighet vid varierande driftbetingelser och effektuttag samt c) applicera AMS (aerosolmasspektrometri) och en ny stoftprovtagare på vedeldad teknik för att bestämma sammansättning av partiklar i rökgaserna under realistiska transienta förlopp. Projektet genomförs av Umeå universitet i samarbete med ETC Energitekniskt Centrum i Piteå, Lunds universitet och ett antal tillverkare (NIBE, Camina, Jötul, xeoos Twinfire). Mätningarna, som utförs vid ETC i Piteå, kommer att vara fokuserade på braskaminer respektive kakelugnar i två olika mätkampanjer under och rapporteras inom ramen för Energimyndighetens nya forskningsprogram för småskalig värme med biobränslen. Text: Christoffer Boman, Energiteknik och termisk processkemi, Umeå universitet Allmoge 523 från Cronspisen kan placeras i hörn eller mot rak vägg. Som extra tillbehör kan kakelugnen också fås med kakel runt om för fristående placering.

9 Småskalig värmeförsörjning med biobränslen Energimyndighetens program Småskalig värmeförsörjning med biobränslen (Småskalprogrammet) syftar till att bidra till omställningen till ett hållbart energisystem. Det ska stärka svensk industris konkurrenskraft genom att bygga upp kunskap och kompetens inom branscherna. Programmet ska även leda till förbättrad samverkan mellan universitet, högskolor, institut och näringsliv. Forskningsprojekt om närvärme Programmet sträcker sig t.o.m 2010 och har just nu en utlysning som är öppen för ansökningar fram till 25 mars (se under Utlysningar på www. energimyndigheten.se). Programmet drivs i sex projektpaket : pelletsteknik, närvärme, solvärme/biobränsle, vedeldad teknik, teknikbevakning och systemaspekter. Projektpaketledare för närvärme är Hans Gulliksson (hans.gulliksson@ energikontor-so.se). Insatserna inom närvärme syftar till utveckling av närvärmeanläggningar och pannor i storleken 50 kw 10 MW med tonvikt på höga krav på miljöprestanda, trygg och säker drift samt låga totalkostnader. Nedan redovisas några av de pågående aktiviteterna inom närvärmeområdet. Delprojekt B: Optimalt nyttjande av svårare bränslen eldade i pannor avsedda för närvärme Projektledare: Joakim Lundgren, Avd. Energiteknik, Luleå tekniska universitet, joakim@ltu.se För att arbeta mot ett hållbart energisystem bör närvärmeanläggningar i så stor omfattning som möjligt baseras på lokala bränslen, t.ex. grot, åkergrödor, rörflen, hästgödsel mm. Tidigare arbeten har dock visat att svårare bränslen som grot och hästgödsel kan ge upphov till bland annat högre NOx- och partikelemissioner samt minskad drifttillgänglighet orsakade av askrelaterade driftsproblem. En möjlighet att minska såväl partikelbildningen som uppkomsten av slaggning och beläggningsbildning/korrosion skulle därför kunna vara att samelda dessa bränslen med kiselrikt rörflen. Tidigare undersökningar har visat att kalium binds till kisel via sorption under utbränningen av bränslepartikeln, vilket medför minskad avgång av kalium till gasfasen och därmed kraftigt minskade partikelemissioner av oorganiskt ursprung, såväl som minskade problem med beläggningsbildning/korrosion. Genom att nyttja en relativt hög inblandning av kiselrikt rörflen borde även problem med slagg kunna reduceras eftersom en hög Si/K kvot i den bildade restaskan ger låg slaggningsbenägenhet. En bra förbränning av torra bränslen i anläggningar av den storleksklass som här är aktuell (från 100 kw upp till någon MW) kräver utveckling av befintliga förbränningsutrustningar som genomförs av LTU och Swebo Bioenergy. Samarbete sker med BTC vid SLU i Umeå som kommer att brikettera rörflen och eventuellt blanda in andra material. I dagsläget pågår planering av försöken och installation av mätutrustning. I april startar första experimentperioden. Delprojekt G: Rökgasbrunn för minimering av stoft och sura gaser Projektledare: Marie Rönnbäck, SP, Sveriges Tekniska Forskningsinstitut, Borås, marie.ronnback@sp.se Sverige har en lång tradition av användning av skogsbränslen i både enskilda fastigheter och närvärmecentraler. Jämfört med trädbränslen har nya snabbväxande biobränslen såsom halm, perenna gräs, m.fl. högre askhalt och högre innehåll av surgörande komponenter som klor och svavel. Utsläpp av stoft, svaveldioxid och väteklorid kan då bli högre. Ett enkelt och prisvärt sätt att minska dessa utsläpp är att leda rökgaserna genom en rökgasledning i marken till en rökgasbrunn. Rökgasbrunnar används idag för oljepannor vid t.ex. spannmålstorkar. Projektet syftar till att undersöka och demonstrera hur konceptet rökgasbrunn bäst kan anpassas för fasta, askrika bränslen, och hur det sura kondensatet bäst kan neutraliseras. Delprojekt H: Utveckling av energieffektiv partikelavskiljning för närvärmepannor Projektledare: Roger Hermansson, Avd. Energiteknik, Luleå tekniska universitet, roger@ltu.se Inom projektet utvecklas en rökgasskrubber för partikelavskiljning av rökgaser från närvärmepannor, baserat på kunskaper om Adiaktekniken för torkning. Denna teknik har möjlighet att ge betydligt mer energiåtervinning än med vanlig rökgaskondensering. Rökgaserna passerar genom absorbatorn i systemet och avger värme till vätskan som cirkulerar i absorbatorn, samtidigt som partiklar fångas upp. Rökgaserna torkas till långt under mättnad och ingen eftervärmning behövs för att undvika kondens i skorstenen, vilket innebär energibesparing. Målet är att öka anläggningens avgivna effekt med uppemot 40 procent vid eldning med fuktiga bränslen samtidigt som partikelutsläppen ska minska, jämfört med panna utan skrubber. LTU ansvarar för dimensionering av ingående komponenter och utvärdering av skrubberanläggningen medan Swebo Bioenergy i Boden bygger anläggningen och senare ansvarar för kommersialisering. Energitekniskt Centrum, ETC, i Piteå deltar med mätningar av partikelutsläpp och utsläpp av speciella gaser. De första försöken med anläggningen kommer att göras senare under våren Samverkan kommer även att ske med övriga projekt som rör rökgasrening. w

10 Ett samarbete mellan: Delprojekt I: Kostnadseffektiv partikelavskiljning i mindre närvärmeanläggningar Projektledare: Michael Strand, Inst. Teknik och Design, Växjö universitet, michael.strand@vxu.se Syftet med projektet är att öka kunskapen om partiklavskiljning i system med cykloner, elfilter och textilfilter för rening av rökgaser från mindre förbränningsanläggningar med biobränslen, samt att undersöka kostnader för att åstadkomma olika avskiljningsgrad med olika typer av etablerade torra avskiljningstekniker. Kunskapen som kommer fram inom projektet ska kunna användas för att optimera avskiljningstekniken så att lösningar som tillgodoser emissionskraven till lägre kostnad i effektintervallet 0,5-5 MW kan tas fram. Detta för att underlätta uppförandet av nya förbränningsanläggningar, trots strängare miljökrav och nya bränslen. Swebo Bioenergys provanläggning, för eldning av svårare bränslen, som används i delprojekt B och H. NÄRVÄRME - PROJEKTLISTA Småskalig bioenergi - del 2 Närvärme - ett samordnat projektpaket i två delar; Projektledare Hans Gulliksson, Energikontor Sydost; Budget 12 milj (varav 5 milj från Småskalprogrammet); Delprojekt: Delprojektpaket Närvärme bränslen och process: A. Biobränslen i mindre industrier; Växjö Univ. B. Optimalt nyttjande av svårare bränslen eldade i pannor avsedda för närvärme; Luleå Tekn. Univ., AB Swebo Bioenergy, ETC, SLU C. Förbränning av biobränsleblandningar i små rostpannor; Eskilstuna Energi & Miljö, TPS D. Inverkan av bränslekvalitet på högtemperaturkorrosion i större fastighetsbrännare (>50kW) och mindre fjärrvärmeanläggningar; Chalmers/HTC, SP, samt företag i branschen Delprojektpaket Närvärme rening: E. Reningssystem för sura rökgaser för närvärmepannor; ETC, 3nine F. Avskiljning av stoft med rökgaskondensering anpassade till biobränsleeldning <10 MW; SP G. Rökgasbrunn för minimering av stoft och sura gaser vidareutveckling; SP H. Utveckling av energieffektiv partikelavskiljning för närvärmepannor; Luleå Tekn. Univ., ETC, Swebo Bioenergy I. Kostnadseffektiv partikelavskiljning i mindre närvärmeanläggningar; Växjö Univ., Bioenergigruppen Växjö Internationellt samarbete Energimyndigheten deltar i EU-projektet ERA-NET Bioenergy, som är ett nätverk mellan myndigheter och departement i åtta europeiska länder. Målet för projektet är att öka kvaliteten på bioenergiforskningen genom samarbete mellan forskare från olika länder, samt att öka det samlade utbytet genom att gemensamt mellan länderna kunna använda forskningsresultaten från projekten. Detta görs bl.a. genom gemensamma utlysningar av forskningsmedel (se under Utlysningar på Det finns fyra projekt finansierade genom ERA-NET Bioenergys utlysning Small-scale combustion med svenskt deltagande (se projektlista). Dessa presenterades vid Småskalprogrammets Programkonferens den september Resultaten från ERA-NET projekten ska bland annat användas inom Småskalprogrammet och förhoppningsvis ligga till grund för kommande projekt. INTERNATIONELL VERKSAMHET - PROJEKTLISTA ERANET - Utveckling av testmetoder för småskalig utrustning för förbränning av fasta bränslen förutom trädbränslen; Projektledare Marie Rönnbäck, SP; Projektdeltagare Sverige, Österrike, Finland, Tyskland; Budget 2 milj kr varav kr från Energimyndigheten ERANET - Ren förbränning av biobränslen i småskaliga värmeanläggningar: partikelmätning och provtagning samt fysikalisk/kemisk och toxikologisk karakterisering (BioMass-PM); Projektledare Christoffer Boman, Umeå Univ.; Projektdeltagare Sverige (4 Univ/Inst), Finland (3 Univ/Inst), Tyskland (2 Inst), Österrike (1 Univ); Budget 4 milj kr varav 1 milj kr från Energimyndigheten ERANET - Utvärdering av utvecklingsstatus för småskalig förbränning av pellets från nya askrika råvaror; Projektledare Håkan Örberg, SLU; Projektdeltagare Sverige, Finland, Tyskland; Budget 4 milj kr varav 1 milj kr från Energimyndigheten ERANET - Möjliga metoder för att styra småskalig pelletförbränning (COPECOM); Projektledare Björn Zethraeus, Växjö Univ.; Projektdeltagare Sverige, Finland; Budget 3 milj kr varav 1 milj kr från Energimyndigheten Projekten pågår till våren Den sammanlagda budgeten för projekten med svenskt deltagande är 13 milj kr varav Energimyndigheten står för 3,5 milj kr. 10

11 Småskalig värmeförsörjning med biobränslen Intresset för småskalig kraftvärme baserad på fast biobränsle har ökat framförallt i de EU-länder där elproduktion med förnybar primärenergi kan säljas till ett högt garanterat pris. Indisk gengasteknik för småskalig kraftvärme i Sverige? Eftersom ångprocessen kräver en snabbt ökande specifik investering när termiska effekten minskas ner mot MW-nivå samtidigt som elutbytet minskar, har detta inneburit ett ökande intresse för andra processer. Energimyndigheten bevakar utvecklingen på området inom forskningsprogrammet Småskalig värmeförsörjning med biobränslen. En inventering av teknikläget 2006, som avrapporterades 2007, visade att över 50 anläggningar med organisk ångprocess levererats på kommersiella villkor, att flera företag erbjuder sig leverera pelletseldade stirlingmotorer, att några få anläggningar med gengasdrivna motorer är i reguljär drift och att åtminstone en demonstrationsanläggning med externeldad gasturbin installerats. Med tillgängliga uppgifter om prestanda och investeringsbehov konstaterades att gengasdrivna förbränningsmotorer förefaller mest lovande med elproduktionskostnader i området kr/mwh vid värmeeffekter under 500 kw. Externeldad gasturbin och fliseldad stirlingmotor framträdde som de närmast konkurrerande alternativen. Det är än så länge svårt att bedöma om någon av dessa processer kan utvecklas till att bli kommersiell. Externeldad gasturbin och fliseldad stirlingmotor kan väntas få problem med alkalibeläggningar i värmeväxlaren om man försöker nå höga elutbyten. Försöken under början av 1980-talet att kommersialisera gengasmotorer som ersättare för dieselmotorer vid småskalig elproduktion i utvecklingsländer misslyckades. Ett viktigt skäl var att oljepriserna föll och att de extra investeringar och extra underhållskostnader som gengasdriften krävde inte kunde motiveras, men många tekniska problem, främst relaterade till bränsleflödet i gasgeneratorn och bristfällig gasrening, bidrog också till att intresset för tekniken mer eller mindre dog ut. Enligt uppgifter från Indien är gengasdrift av motorer emellertid nu på väg att där accepteras som en lösning för småskalig elproduktion, med åtminstone tre kommersiellt aktiva leverantörer av kompletta system. Ett av företagen, Ankur Scientific Energy Technologies Ltd, har tecknat kontrakt om leverans av en anläggning för 200 kw(el) till Tyskland. Hassan Salman vid ETC i Piteå, som besökte Indien i december 2007 inom ramen för ett Sida-finansierat projekt, åtog sig att försöka klarlägga teknikläget för gengasdrivna motorer i Indien. Syftet var att få underlag för bedömning av om indisk gengasteknik efter viss anpassning skulle kunna utnyttjas för småskalig kraftvärme i Sverige. Intrycken från besöken hos de tre indiska leverantörerna och ett antal anläggningar i drift finns redovisade i en rapport från Energitekniskt Centrum i Piteå (ETC ). Sammanfattningsvis kan konstateras att minst ett femtiotal anläggningar levererats med generatoreffekter mellan 12 och 250 kw. Någon klar bild av drifterfarenheterna gick inte att få fram, men de svårigheter som nämndes gällde i första hand anläggningar placerade i byar och inte anläggningar som drevs av industriföretag. Driften är inte automatiserad, vilket uppenbarligen innebär ett teknikutvecklingsbehov om en anläggning av detta slag skulle utnyttjas i Sverige. Även den valda principen för rening av gasen från partiklar och tjära behöver förbättras för svensk tillämpning. Samtliga leverantörer utnyttjar skrubbers vilket leder till ett flytande avfall med högt innehåll av tjäror och allehanda organiska föreningar. Indiska myndigheter rapporteras vara medvetna om de miljöproblem som detta kan leda till, men menar att det för närvarande är viktigare att ge möjligheter till klimatneutral elgenerering i liten skala, än att förhindra eventuella lokala problem orsakade av skrubbervattnet. Även om det är uppenbart att indisk gengasteknik med den nuvarande utformningen inte passar med svenska krav på små kraftvärmeanläggningar, kan det finnas skäl att uppmärksamma indisk gengasteknik som en möjlighet att medverka till klimatneutral elproduktion på bynivå inom ramen för svenskt utvecklingsbistånd. I det sammanhanget är automatiserad drift inte ett krav, men problemen med skrubbervattnet måste lösas. Ett utmärkt uppslag för forskningssamarbete mellan svenska universitet och indiska gengasföretag. De indiska erfarenheterna av långvarig motordrift med gengas bör också följas upp med syfte att få bättre kunskap om hur gaskvaliteten påverkar motorns livslängd och underhållsbehov. Det skulle ge ett bättre underlag för bedömning av vilka krav som behöver ställas på gasreningssystemet viktig information för den som är villig att utveckla gengasteknik för småskalig kraftvärme i Sverige. Text: Björn Kjellström bjorn.kjellstrom@exergetics.se Delområde 5:Teknikbevakning 11

12 Ett samarbete mellan: Sol och biobränsle i kombination för småhus. Biobränsle och solvärme Inom forskningsprojektet Småskalig värmeförsörjning med biobränsle är nu delområde 3: Biobränsle och solvärme i full gång. Det består av tre delprojekt: A. Integrerade system för bio- och solvärme (huvudprojektet), B. Komplett integrerat pellet/solvärmesystem och C. Energisparboden. Under senare delen av 2007 kontaktades en rad solvärmeföretag och underleverantörer som resulterade i att ett 30-tal företag visade intresse för att delta i delområdets huvudprojekt Integrerade system för bio- och solvärme. Projektet omfattar samordnad forskning och utveckling (FoU) mellan Chalmers Installationsteknik, SP Energiteknik, SERC (Solar Energy Research Center) och deltagande företag. Energimyndigheten svarar för medfinansieringen av projektet och branschorganisationen Svensk Solenergi fungerar som beställare. Projektet pågår till och med december Ett första projektmöte för hela delområde 3 hölls den 18 mars 2008 i Göteborg och samlade ett 30-tal deltagare. Jan-Olof Dalenbäck, Chalmers, (projektledare för huvudprojektet) presenterade aktuellt status för projektet och resultatet av en enkät som cirkulerats före mötet. Fredrik Niklasson, SP, gick igenom den inledande marknadsstudie som genomförts med fokus på ved och pellets. Tomas Persson, SERC, presenterade motsvarande studie kring olika typhus. Lars Andrén, Svensk Solenergi, gjorde en kort redovisning av solvärmens marknadsläge i Sverige. Ulrik Pettersson, SP, redogjorde för möjligheterna till systemprovningar inom projektet och Chris Bales, SERC, fyllde på med att informera om de fältmätningsmetoder och funktionskontroller som kommer att utvecklas inom projektet. En av projektets målsättningar är att ta fram en handbok som beskriver grunderna för kombinations- och systemlösningar mellan sol och pellets. Tomas Perssons och Frank Fiedlers avhandlingar utgör underlag till handboken. Huvudprojektet samlar drygt 20 företag; hustillverkare och företag från sol- och pelletsbranscherna. Under året kommer nu projektet att fortsätta med att färdigställa marknadsstudierna och utarbeta metoder för såväl laboratorie- som fältmätningar av system och initiera provningen av system. Parallellt med detta får de deltagande företagen möjlighet att utnyttja den forskarkompetens som finns att tillgå i de institutioner som nämns ovan. Parallellt med huvudprojektet har även delprojekten Komplett integrerat pellet/solvärmesystem och Energisparboden inletts. Båda projekten har kommit igång med sina utvecklingsarbeten och inlett förhandlingar med sina respektive samarbetspartners. Tester av solfångarmodeller har inletts liksom uppdatering av befintliga systemkomponenter. För ytterligare information är ni välkomna att kontakta någon av artikelförfattarna. Text: Lars Andrén, Ordf. Svensk Solenergi info@drivkraft.nu Jan-Olof Dalenbäck, Prof. Chalmers Jan-Olof.Dalenback@chalmers.se 12

13 Småskalig värmeförsörjning med biobränslen Fjärrövervakning av bioenergisystem Effecta Pannan AB ska med hjälp av stöd från Energimyndigheten utveckla ett koncept för flödesmätning, fjärrövervakning och fjärrstyrning av värmepannor. Ett flödesmätningssystem mäter värme och varmvattenförbrukning och skickar informationen via en server. Kunden kan avläsa förbrukningen på en display i till exempel vardagsrummet eller hallen och få tips på besparingsåtgärder, energiåtgång med mera. Serviceombud kan övervaka enheten och utföra service samt åtgärda fel på distans. Bränsle och service beställs automatiskt vid behov. Målen med projektet är minskad energiförbrukning genom ökat medvetande och intresse hos konsumenten, samt ökad bekvämlighet för konsumenter och installatörer, vilket är nödvändigt för ett ökat intresse för biobränsleprodukter. Produkten kommer att bli användbar i hela branschen, och Effecta har sökt medfinansiärer i projektet. Det finns fortfarande möjlighet att medfinansiera för att få en större påverkan på produkten. Fjärrövervakning förekommer idag inom värmepumpsbranschen men används idag inte på bioenergisystem. Projektets helhetskoncept med allt från funktionsövervakning till bränsleleverans och konsumentinformation är dessutom betydligt mer omfattande än vad som hittills förekommit i något uppvärmningssegment. Styrningen blir unik såväl vad gäller hård- som mjukvara. Projektet har sålunda ett tydligt nyhetsvärde. Genom bättre övervakning förbättras systemets verkningsgrad. Ökad bekvämlighet för konsument, installatör och pelletsleverantör stärker pellets- och bioenergiprodukternas konkurrenskraft. I princip kan konsumenten köpa en tjänst (där de köper kwh med automatisk felåtgärdning, service, pelletsleverans etc på samma sätt som för fjärrvärme) istället för såsom idag en produkt där de själva har ansvaret. Genom att konsumenten får realtidsinformation på en display ökar konsumentens medvetande, kunskap och intresse att minska energiförbrukningen. Test av informationsdisplayer avseende elförbrukning i lägenheter har resulterat i väsentliga minskningar av energikonsumtionen. Resultatnyttan är sålunda hög och resultaten är generellt tillämpbara inom olika förbränningsområden (ved, kamin, stor/ småskaligt). Effecta har genomfört en marknadsstudie och konstaterat att installatörer och pelletsleverantörer efterfrågar produkter av de slag som ligger i projektet, och att återförsäljarna bedömer att konsumenterna efterfrågar produkter som ger bättre information om energiförbrukningen. Marknadsförutsättningarna är därför goda. Projektet har en direkt koppling till miljön då det medför bla ökad användning av biobränslen, förbättrad verkningsgrad och minskad energiförbrukning. Text: Erik Andersson, Effecta 13

14 Ett samarbete mellan: Strömningsteknisk modellering och konstruktion av pelletsbrännare och kaminer Målsättningen med detta projekt är att demonstrera CFD (Computational Fluid Dynamics) som praktiskt verktyg för förbränningsoptimering av småskalig pelletsteknik (brännare och kaminer) och att demonstrera generella konstruktionslösningar för småskalig pelletsteknik (brännare och kaminer) som möjliggör minimal skötsel och estetiskt tilltalande flamma som fortfarande ger låga emissioner av farliga gaser och partiklar. Projektet som är ett samarbetsprojekt mellan ETC, LTU avd energiteknik, Swebo Bioenergy och PiteKaminen delas upp i två delprojekt. I det första delprojektet optimeras konstruktionen av en pelletskamin/brännare med hjälp av CFD och i det andra delprojektet används kunskaperna från delprojekt 1 för en praktisk konstruktion av riktiga pelletsbrännare och kaminer. Med hjälp av detta angreppsätt (CFD starkt kopplat till praktisk konstruktion) kan nya pelletsbrännare/ kaminer konstrueras som möjliggör: (i) nyttjande av mer askrika pelletskvaliteter; (ii) kraftigt utdraget förbränningsförlopp (kraftig stegvis förbränning) och därmed möjligheter till design av flamprofil, längd (estetiskt tilltalande flamma) och (iii) låga emissioner (gas och partiklar). På samma sätt som småskalig pelletsteknik har ökat markant under det senaste årtiondet har användandet av CFD ökat och spridit sig från universiteten ut till industrin. Idag används CFD-beräkningar till att designoptimera exempelvis gas- och vattenkraftsturbiner, destruktionsugnar och värmekraftpannor i MW skala. CFD har dock inte haft något större genomslag som designverktyg för konstruktionsoptimering av pelletsbrännare och pelletskaminer. En orsak till detta är att det finns flera olika valmöjligheter (olika matematiska modeller) när en CFD modell ska implementeras och utan att ha kunskap om hur bra dessa modeller fungerar vid småskalig pelletsförbränning, så kan simuleringsresultaten bli missvisande och det blir svårt att bedöma den praktiska relevansen för simuleringsresultaten. För att komma till rätta med detta problem är det av största vikt att den implementerade CFD modellen valideras mot noggrant uppmätta data (rumsupplösta mätningar av gaskoncentrationen och temperaturen) som är representiva för småskalig förbränning. Om dessa förutsättningar finns kan säkerheten i simuleringsresultaten höjas avsevärt och det blir möjligt att använda den validerade CFD modellen för kon- Efter ett gediget arbete av programrådet och syntesgruppen har Energimyndigheten beslutat att stödja sju nya projekt. Glädjande är att flera spännande projekt inom pelletsområdet har startat, projekt med både bra företagsmedverkan och god forskningshöjd. Resterande pengar inom programmet kommer att användas för riktade insatser som identifieras efterhand inom programarbetet eller på direkta förslag från företag. Arbetet inom programmet bedrivs i sex projektpaket, Småskalig pelletsteknik, Närvärme, Biobränsle-solvärme, Vedeldade pannor och lokaleldstäder, Teknikbevakning och utredningar. Björn Kjellström kommer från och med hösten att ta hand om pelletsprojekten, vilket är speciellt värdefullt då flera av dem har en tydlig forskningskaraktär. Utöver pelletsprojekten har nya projekt beslutats inom Närvärme, Biobränsle-solvärme och Ved. En mera detaljerad redovisning finns på programmets hemsida på Energimyndighetens site. Gå in via Bränsleforskning. I detta nummer har två av de nya projekten fått möjlighet att presentera sig, nämligen det företagskopplade utvecklingsprojektet rörande kaminer samt det mera forskningsorinterade projektet med inriktning på beräkningsmodeller för mindre pannor och kaminer. Båda projekten är knutna till pelletsområdet. struktionsoptimeringar av småskaliga pelletsbrännare och kaminer. Text: Henrik Wiinikka, ETC Stefan Westerlund forskningsingenjör vid ETC utför avancerade CFD beräkningar av förbränningsprocessen i en brännkammare. Sju nya projekt startas inom programmet för Småskalig värme med biobränsle Följande projekt har beslutats: Pellets: Småskalig pelletsanvändning Chile, Frank Fiedler, Högskolan Dalarna Fjärrövervakning och fjärrstyrning av pelletspannor, Erik Andersson, Effecta Pannan AB Strömningsteknisk modellering och konstruktion av pelletsbrännare och kaminer, Henrik Wiinkka, ETC Utveckling av förbränningsteknik vid externeldning av småskalig gasturbin, Marcus Öhman, Luleå Tekniska Högskola Närvärme: Kompakt och kostnadseffektiv elektrostatiskt filter för rökgasrening, Linda Johansson, SP Biobränsle/sol: Solkompatibel pelletskamin med standardiserade komponenter och ny förbränningsteknik, Erik Andersson, Effecta Pannan AB Ved: Bestämning av verkningsgrad och förlustposter i biobränslepannor- metodförbättringar, Lennart Gustavsson, SP. Text: Erik Hedar, Energimyndigheten 14

15 Småskalig värmeförsörjning med biobränslen Nya bränsleråvaror - vilka och var? Det är frågan Foto: Bioenergiportalen Frågor av denna typ hoppas vi kunna besvara via de studier som nu är beslutade, bland annat Framtida behov och system för småskalig värmeproduktion med biobränslen. Projektet var dock tvunget att ta ett extravarv i vår syntesgrupp för bearbetning innan det slutligen kunde beslutas. Ytterligare projekt som kommer att starta är SP-projektet Kravbild och lösningar för framtidens pelletsteknik. Annars pågår just nu planeringen inför första programkonferensen. För att ytterligare få en dimension så ska den samordnas med Pelletsplattformens konferens. Det känns inte alltid helt lätt men det är nyttigt för framtiden. Jag förbereder just nu bedömningen av projekt inkomna i senaste utlysningen inom ett annat forskningsprogram, Bränsleprogrammet. Många bra projekt har kommit in, speciellt inom lantbruksområdet som undertecknad månar speciellt om. Här finns nu bland annat förslag på FoU-program inom småskalig förädling av åkerbränslen. En lantbrukargrupp önskar också utveckla skördetekniken för Salix. Detta i samverkan med tillverkare med vilka man ska ta fram ett nytt skördekoncept. I ett annat projekt önskar lantbrukare ta fram en kommersiell lokal produktionsanläggning för brikettering av torra åkerbränslen. Nu ska alla projektförslag beredas och bedömas av programrådet för senare beslut av Energimyndigheten. En anledning att jag i denna spalt tar upp Bränsleprogrammet är det faktum att just insatser inom Bränsleprogrammet påverkar den tekniska utvecklingen av småskalig förbränningsutrustning som vi arbetar med inom Småskaligprogrammet. Det hör ihop! Erik Hedar, Energimyndigheten, programansvarig, erik.hedar@energimyndigheten.se Teknik för vedeldning Ett av delområdena inom Småskaligprogrammet handlar om teknik för vedeldning. Inom detta område arbetar vi i olika projekt med att undersöka hur handhavande och design av utrustningen påverkar utsläpp, om nya tekniker och bränslekvaliteter kan förbättra prestandan ytterligare samt med att sprida kunskap till tillverkare och övriga kring de senaste rönen. Branschen är med i arbetet, dels genom företagens deltagande i enskilda projekt och genom att branschorganisationerna SBBA och Brasvärmeföreningen samordnar projekten. SBBA är branschföreningen för de företag i Sverige som tillverkar och levererar värmepannor och varmvattenberedare, se w w w.sbba.se. I Brasvärmeföreningen finns företag som tillverkar brasvärme- och skorstensprodukter, se I detta nummer kan du läsa om vilka krav EU kommer att ställa på småskalig biobränsleeldning i framtiden och här är det betydelsefullt att svenska myndigheter och företag är med och påverkar. Trevlig läsning! Magnus Davidsson, SBBA 15

16 Ett samarbete mellan: Framtidens miljökrav för biobränsle i Europa skapas nu! Klimatfrågan, skenande oljepriser och andra faktorer har skapat ett stort tryck på betydligt större användning av biobränsle i framtidens Europa. Inte minst ger den kraftigt ökande produktionen av pellets över hela Europa sådana möjligheter. Samtidigt förs intensiva diskussioner på flera håll om utsläppen från småskalig användning av biobränslen. Till exempel är utsläppen av mycket små partiklar, så kallade submikrona partiklar och deras förmodade hälsoeffekter, i fokus. Idag är regelverket för vilka utsläpp som tillåts från ved- och pelletseldade pannor och kaminer mycket brokigt inom Europa. Ett arbete pågår nu på EU-kommissionens uppdrag för att åstadkomma gemensamma regler inom hela EU som dessutom är långsiktigt hållbara ur hälso- och miljösynpunkt. Med stöd från Energimyndighetens program Småskalig uppvärmning med biobränslen deltar Sverige i detta arbete. SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut svarar för detta i nära samarbete med branschorganisationerna SBBA (Swedish Boilers and Burners Association) samt Brasvärmeföreningen. Arbetet har sin grund i det så kallade EcoDesign-direktivet för Energy Using Products (EUP), som antogs av EU år EUP kan vara allt från stora pannor över dammsugare till stand by-system för hemelektronik. Syftet med direktivet är att definiera ett ramverk för hur man ska optimera produkternas totala miljöprestanda över hela livslängden, givetvis med hänsyn tagen till funktionskrav och användarvänlighet. Ett övergripande mål är också att kraftfullt bidra till en minskad energianvändning, särskilt el, och därmed minska utsläppen av växthusgaser. En gemensam metodik (MEEUP) för hur varje produktgrupp ska studeras ur EcoDesignsynpunkt har utvecklats, och ett stort antal EUP har identifierats, grupperats och prioriterats. För de 20 mest prioriterade produktgrupperna har förstudier gjorts eller pågår, där förslag till implementeringsåtgärder för direktivet ska tas fram. Det kan vara fråga om lagstiftning, men också frivilliga överenskommelser eller incitamentsprogram beroende på vad som anses vara mest lämpligt. En av de prioriterade produktgrupperna är Solid Fuel Small Combustion Installations. I denna innefattas bland annat pannor upp till 500 kw, kaminer och spisinsatser, pelletskaminer och köksspisar. Det är viktigt att observera att inte bara biobränsleeldade produkter innefattas, utan också sådana som eldas med kol, koks etc. Denna marknad är på Europanivå ännu mycket större än den för ved- och pelletseldade produkter, och för svensk del är det viktigt att se till att biobränslets fördelar ur bland annat klimatsynpunkt ständigt beaktas. För arbetet ansvarar en konsultgrupp med det franska företaget Bio Intelligence Service S.A.S. i spetsen. Arbetet påbörjades hösten 2007 och ska vara klart i september Förstudien ska innefatta en rad aspekter: översikt av dagens lagstiftning och standarder, marknadsanalys, konsumentmönster och infrastruktur, teknisk analys av dagens produkter, definition av ett basfall, bedömning av förbättringspotential samt scenarios och förslag till implementeringsåtgärder. Redan nu kan man nog konstatera att fokus i implementeringsåtgärderna kommer att ligga på utsläpp och energieffektivitet, eftersom resursåtgång vid tillverkning respektive omhändertagande efter användning har liten miljöpåverkan för dessa produkter. För att inte specifikt svenska intressen och ståndpunkter ska tappas bort, är det av stor vikt att vi är med från början och deltar aktivt i arbetet. Lite efterklokt kan konstateras att detta inte riktigt var fallet för den studie av olje-, gas- och elpannor som blev klar hösten 2007 och som resulterade i förslag från kommissionen som inte tog hänsyn till nordiska förhållanden. Extraordinära insatser fick därför göras av SP, branschorganisationer och Energimyndigheten i slutskedet för att rätta till missuppfattningar och orimliga förslag. Nu ska detta inte ske igen, utan konsultgruppen förses löpande med relevant underlag för svenska förhållanden, produkter och synsätt. Vi deltar i så kalllade stakeholders meetings, tar in enkäter avseende marknad och teknik, lämnar synpunkter på preliminära rapporter och har informella kontakter för att följa och påverka arbetet. Industrins engagemang och delaktighet i detta är av största vikt, och kanaliseras också via den europeiska branschorganisationen EHI. Speciellt bevakas från Sveriges sida biobränslets klimatfördelar och pelletsteknikens möjligheter. Det faktaunderlag som tas fram i studien och de bedömningar som görs av olika slags miljöpåverkan kommer att starkt påverka konkurrenskraften för småskalig bioenergianvändning i framtiden. Energimyndighetens stöd och industrins engagemang är ovärderligt i detta sammanhang. De slutsatser som dras i arbetet kan givetvis också komma att påverka Energimyndighetens framtida prioriteringar för FoU-verksamheten. Lennart Gustavsson, SP 16

17 Småskalig värmeförsörjning med biobränslen Pågående forskning och utveckling Inom Energimyndigheten pågår just nu arbete med att planera inför framtida forskningssatsningar på biobränslen både fasta och flytande (inklusive torv och avfall). Tanken är att blicka framåt i tiden efter att programmet Småskalig värmeförsörjning med biobränslen har avslutats och skapa en strategi för prioritering och utformning av bioenergiforskningen. Till vår hjälp tar vi externa experter. Småskalprogrammet representeras i gruppen av Björn Kjellström, Exergetics och Sofie Samuelsson. Hans Gulliksson, Energikontor Sydost och Claes Tullin, SP är ersättare. Kontakta gärna någon av dem om du har synpunkter. Expertgruppen kallar vi för Utvecklingsplattform Bränsle. Utvecklingsplattformen ska identifiera behov utifrån ett användarperspektiv och förankra insatserna bland avnämarna av resultaten. Nya kontakter knöts på givande programkonferens i Umeå I början på oktober hölls en lyckad progra mkonferens för Småskalprogrammet gemensamt med Pelletsplattformen (forskningsprogrammet Produktionsteknisk plattform för svensk pelletsindustri) i Umeå. Konferensen bjöd på en givande gemensam session för de båda programmen. Därefter presenterades varje delprojekt inom Småskalprogrammet. Några axplock: Inverkan av teknik och handhavande av emissionsprestanda för moderna vedeldade lokaleldstäder, Småskalig kraftvärme, Förbränningsteknisk utvärdering av pelletskvalitet, Optimalt utnyttjande av svårare bränslen, Solkompatibel pelletskamin. Det gav deltagarna en bra helhetsbild över vad som pågår inom programmet. Dessutom knöts nya kontakter för produktiva samarbeten framöver, inte minst med deltagarna från Pelletsplattformen. Forskarcheckar för teknikutveckling Forskningsprogrammet Småskalig värmeförsörjning med biobränslen är indelat i sex delområden. Delområde 6 handlar om systemaspekter och ska dessutom genomföra en syntes av resultaten från samtliga delområden. I den så kallade Syntesgruppen, som har som uppgift att samordna samtliga delområden i småskalprogrammet och att sammanfatta resultaten från samtliga projekt i en syntesrapport, ingår Rikard Gebart (ETC), Hans Gulliksson (Energikontor Sydväst), Lars Andrén (Svenska Solenergiföreningen), Magnus Davidsson (Teknikföretagen) och Björn Kjellström (Exergetics). Förutom rena forskningsprojekt ingår i delområde 6 förstudier och forskarcheckar som kan användas av företag för teknikutveckling tillsammans med olika forskningsaktörer. Reglerna för forskarcheckarna beskrivs i detalj på Småskalprogrammets sidor på Vilka bioenergisystem är bäst? Det finns ett ökat behov av biobränslen inom småskalig värmeförsörjning. Det finns ett utbud av olika biobränsleråvaror och det finns olika uppvärmningsalternativ. Hur detta kan kombineras på ett ekonomiskt och miljömässigt bra sätt studeras bland annat i projektet Framtida behov och system för småskalig värmeproduktion med biobränsle. För att kunna svara på projektets frågeställningar krävs att analyserna görs utifrån ett systemperspektiv. Att studera ett problemkomplex ur ett systemperspektiv är viktigt för att få en helhetssyn och tillämpas ofta för att ge ett beslutsunderlag för vilket system eller vilken kombination av system som ger bäst resultat utifrån till exempel kostnader och miljöaspekter. Projektledare är Susanne Paulrud, IVL. Internetverktyg för kommuners beräkning av luftkvalitet SMHI har i samarbete med ITM och ÄFAB utvecklat ett modellsystem, SIMAIR-vedeldning, som utgör ett internetverktyg för att beräkna luftkvalitet för områden med faktisk eller planerad småskalig biobränsleeldning. Beställare för projektet SIMAIR-vedeldning har varit Energimyndigheten. Kommunerna och andra intressenter kan numera få tillgång till ett lättanvänt och högkvalitativt modellverktyg, som ger underlag för planarbete med inriktning på luftkvalitet i områden med småskalig biobränsleeldning. SIMAIR-vedeldning är ett kopplat modellsystem där modeller på olika geografiska skalor (regional-urban-lokal) används i samverkan för att beräkna föroreningshalterna. De ämnen vars halter kvantifieras är NO 2, PM10, bensen och CO. Utvidgning kan göras till andra ämnen som CO 2, HCl och SO 2 eller t ex benso(a)pyren, en sotrelaterad förening som ingår i PAHgruppen. Utveckling av nationellt beslutsstödssystem Tack vare samordnad finansiering från Energimyndigheten, Vägverket och Naturvårdsverket utvecklas nu SIMAIR vidare till att bli ett nationellt beslutstödssystem, ett verktyg för upprepad analys och uppföljning av energiscenarier för småskaliga värmesystem. Ett sådant övergripande w 17

18 Ett samarbete mellan: scenarioverktyg saknas för närvarande i Sverige, inte bara för energisektorn utan också för övriga samhällssektorer som har en påverkan på luftmiljön. Systemaspekter, som avser insatser kring miljö- och hälsa, kommer att kunna studeras med hjälp av SIMAIRs nya föreslagna komponent, en så kallad beslutsmodul. Modulen kommer att innehålla funktionalitet som lyfter fram och visualiserar de absoluta och relativa differenserna i utfall mellan emissionsscenarier och nuläget. Denna typ av verktyg för beräkningsmässigt beslutsfattande är av stort värde vid generella beslutsanalyser och i syntesarbetet. Beslutsfattare väljer vilka åtgärder som ska vidtagas vid olika scenarier. Dessa åtgärder testas genomgående med verktyget och spridningssimuleringen kan upprepas så att effekterna av åtgärden kan bedömas. Projektet kommer att resultera i att SIMAIR inom loppet av två år används vid beräkning av luftföroreningshalter, befolkningsexponering, hälsoeffekter och kostnader av föroreningsutsläpp i relation till försämrad hälsa. Frågor kring projektet kan besvaras av Valentin Foltescu, SMHI. Vetenskapligt underlag Projektet Emissioner från småskalig värmeförsörjning med biobränslen har som målsättning att beskriva hur val av förbränningsteknik ( kw) och bränsle (skogs- och åkerbränslen) påverkar bildning, karakteristik och emission av partiklar och andra luftföroreningar samt att visa hur toxiciteten påverkas. Projektet innefattar även möjligheter för reduktion av utsläppen och dessutom kommer ny mätteknik för partiklar att utvärderas. Projektet är ett kluster med 7 stycken delprojekt. För att Sverige, parallellt med en ökad introduktion av bioenergi, ska kunna uppfylla miljömålen vad gäller t ex Frisk luft och En giftfri miljö samt gå i takt med skärpta miljöregleringar inom EU, krävs vetenskapliga underlag kring olika teknikers och bränslens potential och begränsningar vad gäller luftföroreningar. Detta kan bidra till utveckling av konkurrenskraftig spetsteknik och alternativa bränslelösningar med låg miljöpåverkan. Det fokus som idag finns kring utsläppen av partiklar och dess relativt stora dokumenterade hälsoeffekter gör att den småskaliga bioenergin hamnat i fokus i luftkvalitetsfrågor inom EU, samtidigt som en ökad satsning på bioenergi är en viktig del i strävan att reducera utsläppen av klimatpåverkande gaser. Standardisering Projektet Standardiseringsarbete har som mål att delta i, och bevaka svenska intressen i det europeiska standardiseringsarbetet kring småskalig biobränsleförbränning. Projektet leds av Lennart Gustavsson, SP. Text: Rikard Gebart, ETC Piteå. Småskalig bioenergi, närvärme, FoU och en regional satsning Energimyndigheten stödjer inom programmet Småskalig bioenergi området med att driva FoU inom delområdet Närvärme. I sitt beslut skriver Energimyndigheten följande. Projektet Närvärme syftar till att utveckla en ny generation av närvärmeanläggningar och pannor för större fastigheter, i storleken från ca 50 kw upp till 10 MW. Pannorna ska klara höga miljökrav och krav på trygg och säker drift samt låga totalkostnader. Projektet har även en tydlig industrirelevans. Programmet Småskalig värmeproduktion med biobränslen har organiserats i projektpaket som tagits fram i samverkan med berörda branscher, och med projektledare med branschanknytning. I projektet Närvärme och sammantaget för programmet finns en betydande medfinansiering och aktivt engagemang från företag. Med den marknadsutveckling som råder för dessa bränslen bedömer Energimyndigheten det som strategiskt viktigt, att utöka insatser med syfte att främja 18 utvecklingen av en bredare råvarubas för biobränslen och att främja utvecklingen av lättanvända effektiva anläggningar. De olika delprojekten är kortfattat beskrivna enligt nedan och är uppdelade i två huvudområden. - Delprojekt inom Närvärme, bränslen och process. - Biobränslen i mindre industrier, Växjö Universitet. Växjö Universitet undersöker i förstudier för olika branscher möjligheterna att ersätta fossila bränslen med biobränslen i processindustrier. Projektet söker identifiera marknadssegment och lämpliga tekniker samt behov av teknikutveckling. Optimalt nyttjande av svårare bränslen eldade i pannor avsedda för närvärme Delprojektet syftar till att visa möjligheterna att med högt ställda miljö- och drifttillgänglighetskrav kunna nyttja svårare fuktiga bränslen som hästspillning och grot i pannor för närvärme, genom sameldning med rörflen och genom ombyggnad och utveckling av en förbränningsmodul för närvärme som fungerar mycket bra med råflis. Inverkan av bränslekvalitet på högtemperaturkorrosion i större fastighetsbrännare (> 50 kw) och mindre fjärrvärmeanläggningar. Projektet avser identifiera risker för driftstörningar och haverier på grund av högtemperaturkorrosion vid eldning av pellets, särskilt askrika pellets och andra nya biobränslen. Syftet är att ta fram underlag för att lösa korrosionsproblemen, till exempel genom tillsatser av bränslet, modifieringar av teknisk utformning eller genom val av mer korrosionsbeständiga material. Delprojekt inom Närvärme rening Delprojekten inom Närvärme rening är inriktade mot utveckling av reningstekniker som är kostnadseffektiva även för mindre och mellanstora biobränsleeldade anlägg- w

19 Småskalig värmeförsörjning med biobränslen ningar och som möter skärpta nationella och europeiska krav på rening. Detta gäller särskilt för torra bränslen, som passar bäst för de mindre anläggningarna. Reningssystem för sura rökgaser för närvärmepannor Vid ökad konkurrens om biobränslena kommer andra bränslen än enbart ren stamved att behöva eldas i små biobränsleanläggningar. Sådana bränslen är torv och halm, som oftast innehåller höga svavel- respektive klorhalter som ger sura avgaser. Delprojektet syftar till utveckla en ny metod för partikelrening och avskiljning av sura gaser i rökgaser baserad på centrifugalseparering. Avskiljning av stoft med rökgaskondensering anpassade till biobränsleeldning < 10 MW För mindre anläggningar är stoftrening till låga nivåer med konventionell stoftreningsteknik dyr. Projektet syftar till att för anläggningar mindre än 10 MW eldade med biobränslen utvärdera teknik för rökgaskondensering för reduktion av stoft vid hög stoftbelastning och stor andel submikrona partiklar. Rökgasbrunn för minimering av stoft och sura gaser Genom att ersätta skorstenen med ett rökgasrör i marken som mynnar i en delvis nedgrävd brunn ( rökgasbrunn ) sänks temperaturen i gasen, fukt kondenser och utsläpp av stoft, svaveldioxid (SO 2 ) och väteklorid (HCl) minskar. Tekniken har för småskalig utrustning (< 50 kw) givit en reduktion på mellan 40 och 60 procent av dessa ämnen. Målet är att utvärdera tekniken för närvärmecentraler etc. och speciellt undersöka hur kondensat kan omhändertas samt om värmeupplagring i marken runt röret påverkar funktionen. Utveckling av energieffektiv partikelavskiljning för närvärmepannor Delprojektet syftar till att utveckla en energieffektiv rökgasskrubber för partikelavskiljning av rökgaserna från närvärmepannor, baserat på kunskaper om Adiaktekniken för torkning. Denna teknik har möjlighet att ge mycket större energiåtervinning än en traditionell skrubber. Målet är att öka anläggningens avgivna effekter med uppemot 40 procent för fuktiga bränslen och samtidigt få minskade partikelutsläpp. Kostnadseffektiv partikelavskiljning i mindre närvärmeanläggningar Delprojektet syftar till att öka kunskapen om partiklavskiljning i system för rening av rökgaser från mindre förbränningsanläggningar med biobränslen. Kunskapen ska ligga till grund för utveckling av teknik som i effektintervallet 0,5-5 MW tillgodoser emissionskraven till lägre kostnad än dagens lösningar, och som samtidigt kan klara framtida strängare miljökrav och nya bränslen. Utöver dessa pågår samtal om ett projekt kopplat till förbränning av åkerbränslen på en mellanstor rosterpanna. De olika forskningsprojekten är ännu i inledande skeden och resultat beräknas erhållas under 2009 och Redovisning av en regional studie i sydöstra Sverige I Kronoberg, Kalmar och Blekinge län har sedan 1999 en kraftfull satsning på närvärme skett kopplad till dels regional utveckling, dels ökad sysselsättning, men också som forskningsobjekt för Växjö Universitet inom bioenergiområdet. En sammanställning är nu gjord som visar på att i projektet Närvärme Sydost har ett stort antal intressenter i sydöstra Sverige samverkat för att regionen ska bli alltmer fri från fossila bränslen. En avstämning hösten 2008 visar att med stöd av projektet har cirka nya biobränslepannor förverkligats i 24 kommuner i regionen. Bioenergigruppen i Växjö AB och Energikontor Sydost har varit den drivande parten i det framgångsrika projektet som startade i Kronobergs län och som nu har växt till att även omfatta Kalmar och Blekinge. Projektet, som startade 1999, har lett till att antalet närvärmeanläggningar, det vill säga fjärrvärme i liten skala, ökat kraftigt. Det handlar totalt om investeringar på nästan cirka två miljarder kronor och resultatet är en sammanlagd energiproduktion på 2-3 TWh per år. De nybyggda anläggningarna har gett en betydande minskning av koldioxidutsläppen i regionen, totalt cirka ton/år. Projektet är ett nära samarbete mellan Energikontor Sydost, Bioenergigruppen i Växjö och Växjö Universitet/Avdelning för Bioenergiteknik. Under perioden är arbetet även en del av projektet Bioenergikluster Småland med stöd från Energimyndigheten, Nutek och Regionförbundet Södra Småland (RFSS). En anledning till att projektet har varit så framgångsrikt är att företagen i Bioenergigruppen AB har samarbetat i en teknisk kommitté med en tekniker från vart och ett av företagen och nära forskare från Växjö Universitet. KURS OM PARTIKELUTSLÄPP FRÅN BIOBRÄNSLEFÖRBRÄNNING Arbetar du med utrustning för småskalig förbränning av biobränsle, och vill veta mer om hur du kan minska utsläpp av stoft? I samverkan med Energimyndigheten ger SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut utbildningsdagen Partikelutsläpp från biobränsleförbränning. Kursen vänder sig till alla som är verksamma inom design och tillverkning av utrustning för biobränsle pannor, brännare, kaminer, styr- och reglerutrustning, rökgasrening etcetera. Kursdagen är gratis och ges vid tre tillfällen: 5, 9 och 19 mars 2009 För mer information se 19

20 Kontaktpersoner på Energimyndigheten Närvärme/teknikbevakning/pellets: Erik Hedar, Energimyndigheten, System och syntes/miljö/quickplace: Åsa Karlsson, Energimyndigheten, Biobränsle och sol/vedeldade pannor och lokaleldstäder/pellets: Anita Larsson, Energimyndigheten, Kontaktpersoner för programmet är delområdesansvariga Systemaspekter och syntes: Rikard Gebart, ETC, Biobränsle och solvärme: Lars Andrén, Svenska Solenergiföreningen, Närvärme: Hans Gulliksson, Energikontor Sydost, Teknikbevakning och pellets: Björn Kjellström, Exergetics AB, Vedeldade pannor och lokaleldstäder: Magnus Davidsson, Teknikföretagen, Kontaktpersoner på tidningen Bioenergi Anders Haaker, chefredaktör Bioenergi, Sofie Samuelsson, redaktör Bioenergi Villa, Ett samarbete mellan: