FORSKNINGSNYHETSBREV Mars 2004

Transkript

1 FORSKNINGSNYHETSBREV Mars 2004 Inom pelletsprogrammet EnergyCentre.Info görs en insats för att sprida forskningsresultat. Detta görs bland annat genom nyhetsbrev där resultat och slutsatser från olika forskare i Sverige presenteras. Tidigare nyhetsbrev, liksom information om forskarna i forskarnätverket, finns på hemsidan Detta åttonde nyhetsbrev innehåller följande: Information om deltagarna i nätverket för pelletsforskare Information från European Pellet Research & Development workshop i Wels, Österrike, Information från informell forskarlunch i Trollhättan, Market development problems for sustainable bio-energy systems in Sweden (The BIOMARK project), Peter Helby (ed.), Pål Börjesson, Anders Christian Hansen, Anders Roos, Håkan Rosenqvist och Linn Takeuchi

2 FORSKARNÄTVERK FÖR PELLETSFORSKARE Mars 2004 Eliana Alvarez de Davila, IVL Svenska Miljöinstitutet, Arbetsmiljö vid hantering och tillverkning av träpellets och andra biobränslen. Eva Andersson, Värmeteknik och Maskinlära, Chalmers, Energieffektiv framställning av förädlade biobränsle i kombinat med massabruk. Niklas Berge, niklas.berge@tps.se, TPS Termiska Processer AB, Studsvik, Förbränning och förgasning av biobränslen. Christoffer Boman, christoffer.boman@chem.umu.se, Energiteknik och Termisk processkemi, Umeå universitet, Småskalig biobränsleteknik, förbränningskemi, emissioner, partiklar, miljö. David Eskilsson, david.eskilsson@sp.se, SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut, Reduktion av NOx från pelletbrännare. Sensorer för styrning och minimering av emissioner. Karin Granström, karin.granstrom@kau.se, Miljö- och Energisystem, Karlstads universitet, Emissioner av terpener och andra flyktiga organiska ämnen vid torkning av sågspån. Katja Hagström, katja.hagstrom@orebroll.se, Yrkes- och miljömedicinska kliniken, Örebro Universitetssjukhus, Exponering för trädamm och terpener samt hälsoeffekter vid tillverkning av träpellets. Henry Hedman, henry@etcpitea.se, , Energitekniskt Centrum i Piteå, ETC, Råvara, inmatning, förbränning, emissioner, ask/slaggproblem/möjlighet och pelletskvalitet. Peter Helby, peter.helby@miljo.lth.se, Miljö- och Energisystem, LTH, Bekväm pelletsvärme i villa. Annette Henning, ahe@du.se, SERC, Högskolan Dalarna, emb.du.se Villahushållens vanor, tankar och beslut kring pellets och solvärme. Raida Jirjis, raida.jirjis@sh.slu.se, Bioenergi, SLU, Påverkan av råvaruegenskaper på pelletskvalitet Linda Johansson, linda.johansson@sp.se, Energiteknik, SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut, Bildning och emissioner av partiklar (PM10) vid småskalig förbränning av biobränslen.

3 Åsa Karlsson, Miljö- och energisystem, Lunds tekniska högskola, Livscykelperspektiv på energianvändning, emissioner och kostnader för pelletspanna. Jennica Kjällstrand, Kemisk Miljövetenskap, Chalmers, Antioxidanter och andra organiska ämnen i emissioner från småskalig förbränning av biobränslen. Sylvia Larsson, sylvia.larsson@btk.slu.se, Enheten för biomassateknologi och kemi, SLU, System- och ekonomianalys av kvalitet, transport och pelletering av nya råvaror. Päivi Lehtikangas, paivi.lehtikangas@energisystemsverige.se Energisystem Sverige AB, Inga pågående projekt. Lagring och egenskaper hos pellets av sågspån, avverkningsrester och bark. Klaus Lorenz, klo@du.se, Centrum för solenergiforskning SERC, Högskolan Dalarna, Energioptimering av kombisolvärmesystem bestående av bränslepanna och solfångare. Lars Martinsson, lars.martinsson@sp.se, Energiteknik, SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut, Olika parametrars betydelse för förbränning och emissioner. Svante Nordlander, snr@du.se, Energi, miljö och byggande, Högskolan Dalarna, Skötsel och injusterings inverkan på emissioner och verkningsgrad. Pellets och solenergi Kerstin Olin, kerstin.olin@miljo.lth.se, Miljö- och energisystem, LTH, Bekväm pelletseldning i villa. Maria Olsson, maria.olsson@chemeng.chalmers.se, Kemisk Miljövetenskap, Chalmers, Organiska ämnen i emissioner från småskalig förbränning av pellets. Karin Perman, kpm@du.se, Energi, Miljö och Byggande, Högskolan Dalarna, Omställning från el-uppvärmning till pellets och sol. Henrik Persson, henrik.persson@sp.se, SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut, P-märkning av pelletsutrustning. Eldningstester med olika pelletskvaliteter. Emissioner. Katarina Rupar-Gadd, tekn lic, katarina.rupar@ibp.vxu.se, Bioenergiteknik, Växjö Universitet, Organiska emissioner och självantändningsegenskaper hos torkade och lagrade biobränslen Jessica Samuelsson, jessica.samuelsson@sp.se, SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut, Bildning och destruktion av kväveföreningar i en biobränslebädd.

4 Magnus Ståhl, Miljö- och Energisystem, Karlstads universitet, Torkning av pelletsråvara. Urban Svedberg, Arbets- och miljömedicin, Akademiska Sjukhuset i Uppsala Gasformiga emissioner vid förvaring av pellets sett ur ett arbetsmiljö- och slutanvändarperspektiv. Claes Tullin, claes.tullin@sp.se, Förbränningsteknik, SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut, P-märkning och förbättring av förbränningsutrustning. Emissioner från småskalig pelletseldning. Johan Vinterbäck, johan.vinterback@sh.slu.se, Skogshushållning, SLU, Optimering av pelletsdistribution. Variationer inom träråvaran och deras påverkan på kvaliteten. Henrik Wiinikka, henrik@etcpitea.se, Energitekniskt Centrum i Piteå, ETC, Råvara, inmatning, förbränning, emissioner, ask/slaggproblem/möjlighet och pelletskvalitet. Fredrik Wikström, fredrik.wikstrom@kau.se, Inst för ingenjörsvetenskap, Karlstads universitet, Miljöeffekter i biobränslekedjan systemanalys, pelletskvalitet. Marcus Öhman, marcus.ohman@chem.umu.se, Energiteknik och Termisk processkemi, Umeå universitet, umu.se/etpc Slaggbildning och askhalt från pellets av olika kvalitet. Emissioner från småskalig pelletseldning. Håkan Örberg, hakan.orberg@btk.slu.se, SLU, Sveriges Lantbruks Universitet, Umeå, Kvalitet, råvarubehandling, matrisutformning och energiförbrukning vid pellettering av energigräs.

5 Workshop: European Pellet Research & Development Under European Pellets Conference i Wels i Österrike anordnades en workshop med presentation av olika forskare på pelletsområdet. Moderator för sessionen var Mats Rydehell på KanEnergi AB. Workshopen lockade mer än 250 deltagare. European Pellet R&D Assessment - Including Results from Sweden (Maria Olsson, Chalmers, Johan Vinterbäck, SLU, Sverige) Johan inledde med att berätta om det arbete som görs för att sammanställa all europeisk forskning och alla forskare i en databas. Pelletsforskning bedrivs i nästan alla europeiska länder idag. Detta arbete genomförs för att göra forskningsresultat bättre tillgängliga för mindre och medelstora företag i EU, samt för att underlätta kontakter och informationsspridning forskargrupper emellan. Maria berättade om den svenska forskningen, det svenska forskarnätverket, samt presentade de mer än 20 svenska forskargrupper och 60 forskare som redan finns representerade i databasen. Som avslutning inbjöds alla forskare att delta i databasen genom att kontakta johan.vinterback@sh.slu.se. Condensing boilers and stirling engines (Herbert Ortner, ÖkoFEN, Österrike) Vid ÖkoFEN har en pelletspanna med rökgaskondensering konstruerats och den finns nu för försäljning. Genom att kyla rökgaserna till 30-40ºC kondenseras vattenångan ut och pannverkningsgraden höjs från 91 % till 103 %. Genom detta kan bränsleförbrukningen minskas med 15 %. Arbete pågår även med att förvärma förbränningsluften med hjälp av utgående rökgaser samt att kombinera en stirlingmotor med en pelletpanna. Denna panna kommer antagligen att finnas tillgänglig om 5-6 år och målet är att den vid 20kW värme ska kunna ge 2,5 kw el. Exergy steam drying for biofuel production (Claes Münter, GEA Exergy/Barr-Rosin, Sverige) GEA Exergy har utvecklat en sluten torkprocess där överhettad ånga torkar materialet. Denna torkprocess har hög energieffektivitet, ingen risk för brand eller explosioner, är liten och har inga emissioner till luft då ämnen som avgått under torkningen kan kondenseras ut ur ångan och omhändertas. Energiförbrukning vid torkning är kwh per ton avdunstat vatten. Denna torkprocess används redan vid brikettproduktion i Sveg, pelletproduktion vid Skellefteå Kraft AB och en anläggning kommer att byggas vid Energy E2 i Danmark för att torka spån av lövträ för pelletproduktion. Wood pellets production in Russia (E L Akim, S:t Petersburg State Technological University of Plant Polymers, Ryssland) I Ryssland sker en stor ökning av exporten av träbaserade produkter. Det finns stora resurser då 69 % av Ryssland är täckt av skog, vilket motsvarar 1,2 miljarder ha. Varje år finns potential att avverka 500 miljoner m 3. Ett stort problem är att den inhemska vidareförädlingsgraden av skogsprodukter är så låg, 37 miljoner m 3 timmer exporteras parallellt med 9 miljoner m 3 sågat virke. Massaindustrin går allt mer över till att elda bark för att täcka sitt energibehov. I Ryssland finns för tillfället ca 9 anläggningar som alla producerar mindre än årston pellets. 5 nya anläggningar håller på att byggas. Det finns goda förutsättningar för pelletsproduktion i S:t Petersburgsområdet. All producerad pellets exporteras eftersom priset på gas och olja är så lågt. Ekonomisk hjälp från intressenter i andra länder samt forskningsresultat efterfrågas för att få igång pelletproduktionen.

6 Pelletising grain straw and hay (Christian Röhricht, Sächsische Landesanstalt für Lantwirtschaft, Tyskland) I Tyskland produceras årligen 50 miljoner ton strå från säd. 14,5 miljoner ton av dessa är möjliga att använda för energiproduktion. Pelletering är lämpligt för att få lägre transportkostnader, bättre dosering vid energiproduktion och högre densitet. Samtidigt kan additiv tillsättas för att förbättra förbränningsegenskaperna. Stråpellets med tillsatser av melass, stärkelse, dolomitkalk, sågspån och stråfibrer har studerats i två olika pannor. Stråpellets utan tillsatser hade bra egenskaper, men en tillsats av 3 % melass ökar hållfastheten. Tillsats av dolomitkalk gav bättre askegenskaper. R&D results for improving the pellets quality (Paul Herzog, Holzforschung Austria, Österrike) Holzforschung Austria är Österrikes största träforskningsinstitution och här pågår arbete med att försöka förbättra hela produktionskedjan för pellets. En högre torktemperatur (150ºC istället för 100ºC) ger en mer hållfast och torrare pellets och som inte så lätt tar upp fukt. Förvärmning av råmaterialet (termisk aktivering) innan pelletering har studerats. Effekten av tillsats av väteperoxid vid pressningen studeras. Väteperoxid skulle kunna aktivera lignin och göra att materialet binder ihop bättre. Även möjligheten att bestryka pellets (coating) med linolja eller paraffin för att få den att hålla samman bättre studeras. Pellets from energy crops (Petr Hutla, VUZT Research Institute of Agricultural Engineering, Tjeckien) Trenderna i modernt jordbruk går allt mer mot att odla energigrödor istället för livsmedel. Sorrel (Rumex tianshanicus x Rumex patientia, sv. skräppehybrid) är en intressant energigröda i Tjeckien på grund av den snabba tillväxten, den enkla skördemetoden och relativt bra förbränningsegenskaper. Dock pågår försök med att blanda in andra material som exempelvis poppel, rörflen, strå, granbark, brunkol och senapsfrön för att ytterligare förbättra förbränningsegenskaperna. Barkinblandning gav en mer hållfast pellets, medan inblandning av rörflen gav lägre emissioner av kolmonoxid och mindre oförbränt.

7 Forskarträff vid pellets- & solkonferens i Trollhättan Under pellets- & solkonferensen i Trollhättan ordnades en informell forskarlunch. De forskare som deltog i konferensen och lunchen var: Klaus Lorentz och Anette Henning från SERC, Högskolan i Dalarna, Peter Kovacs från SP, Håkan Örberg från SLU Röbäcksdalen, Johan Vinterbäck från SLU i Uppsala samt Maria Olsson från Kemisk Miljövetenskap, Chalmers. På SERC forskar ett tiotal personer på solvärme och pelletseldning. Solvärme kräver ackumulatortank och det måste finnas ett komplett och enkelt system för pellets i kombination med sol, samt en pelletpanna med mindre skötselbehov. Klaus har utvecklat pelletsbrännaren integral som är en kompakt och automatisk konstruktion som passar bra ihop med solvärme. REBUS är ett nordiskt projekt som handlar om kombinationen pellets och sol. I projektet PESTO undersöks möjligheterna att konvertera eluppvärmda hus till pellets och sol. Anette är socialantroprolog och deltar i PESTO. Hon studerar vad som händer inne i hemmet och vilka värderingar, prestige och motiv som ligger bakom val av uppvärmningsform. På Förbränningsteknik, SP studeras många aspekter av pellets, bland annat utsläpp, VOC, partiklar, luftfilter samt brännarstyrning med gassensorer. Dessutom studeras nya råvaror i en egen pelletspress och provning och certifiering av utrustning utförs. Solvärme i småhus har ökat med 40 % och finns nu i cirka hus. Dock minskar försäljningen av solvärme till större hus något. Håkan på SLU studerar pelletering och förbränning av gallringsvirke i ett projekt tillsammans med ett finskt skogsinstitut. Ett nytt projekt ska startas i samverkan med pelletsindustrin och ska studera många olika aspekter på råvaror, pelletering, torkning och produktion.

8 Market development problems for sustainable bio-energy systems in Sweden (The BIOMARK project). Peter Helby (ed.), Pål Börjesson, Anders Christian Hansen, Anders Roos, Håkan Rosenqvist och Linn Takeuchi Rapporten består av 3 studier som behandlar den svenska bioenergimarknaden. Den första studien analyserar vinster och kostnader som uppstår vid användning av biobränsle vid elproduktion. Analysen pekar på att prisrelationerna tenderar att missgynna biobränslen i elproduktion, och att detta problem kan förstärkas ytterligare till följd av teknologiutvecklingen inom omvandlingssektorn, som tycks gynna t.ex. naturgas mer än biobränsle. Vidare saknas mekanismer för ett effektivt utnyttjande av potentiella synergier som uppkommer vid en koordinering av bioenergins bränslecykel med hanteringen av andra kretsloppsproblem, t.ex. för vatten. Produktionen av biobränslen tycks få lite politisk uppmärksamhet jämfört med omvandlingssektorn. Detta kan potentiellt föra med sig att det uppstår försörjningsproblem just som insatser i omvandlingssektorn har bäst framgång. Den andra studien analyserar marknadsutvecklingen av den viktigaste energigrödan i Sverige, nämligen Salix. Den faktiska utvecklingen av Salixodlingen ligger långt under optimistiska prognoser och scenarier. Trots att Salix allmänt ger vissa samhällsvinster och dessutom möjligheter till extra vinster genom t.ex. koordinering med hantering av avloppsvatten, så saknas mycket av den institutionella ram, som behövs för att förverkliga sådana möjligheter och för att samhällsvinsterna ska komma Salixodlingen till godo. Ett viktigt problem är den höga risknivån som beror på att plantering av Salix är ett långsiktigt åtagande, samtidigt som marknaden är svår att förutsäga. En fördelning av risken mellan marknadens aktörer, i synnerhet mellan jordbrukare och fjärrvärmeföretag, skulle sannolikt utgöra den bäste strategin för att förnya tillväxten inom denna sektor. Den tredje studien redogör för pelletsmarknaden, som genomgick en kris under vintern 2001/02, då producenter saknade förmåga att möta efterfrågan eller gjorde detta till kraftigt höjda priser. Analysen pekar på svagheter i marknaden, som beror på otillräckliga informationsflöden mellan aktörer, en frånvaro av koordineringsinsatser och en svag utveckling av kundrelationer och medföljande ansvar. I likhet med de två andra studierna, pekar också denna studie på att omvandlingssektorn främjas utan tillräcklig uppmärksamhet på försörjningssektorn. Hela rapporten finns att ladda ner på: Adressen for kontakt är: Peter Helby (Peter.Helby@miljo.lth.se) Lunds universitet Miljö- och energisystem Gerdagatan Lund