BIOEKONOMI, BIORAFFINADERIER OCH EKONOMISKA STYRMEDEL. Clas Engström

Transkript

1 BIOEKONOMI, BIORAFFINADERIER OCH EKONOMISKA STYRMEDEL Clas Engström

2 BIOEKONOMIN bjuder på stora möjligheter

3 Allt man kan göra av olja kan vi göra bättre av träd

4 Varför fiskfoder? Mängden odlad fisk kommer att dubblas inom år, detsamma gäller efterfrågan på protein till fiskfoder Prognos 9 miljarder människor 2050 Efterfrågan på fisk kommer att öka med 300 procent på 40 år 80% av världshaven är fullt exploaterade, överexploaterade eller utfiskade Ökningen av fiskkonsumtionen bedöms utgöra fiskodling

5 Godstransporter i Sverige Klimatutsläppen har ökat med 13% från år 2000 Miljoner ton CO2

6 Skogsindustrins utmaningar och möjligheter Papperskonsumtionen minskar Stora investeringar i papper och massa på södra halvklotet. Snabb skogstillväxt i söder ger konkurrensfördelar. => Svårigheter för europeisk skogsindustri. Råvaran måste utnyttjas bättre och till fler produkter. Restströmmar är en outnyttjad råvara för många produkter. Risk för Tsunami av ved => Allt större intresse för bioraffinaderi!

7 Kemiindustrin: Stora utmaningar för Europa Skiffergasutveckling Tillväxt Billiga råvaror 7 Stora utmaningar för Europa 18 November, 2014 Europa Inga råvarufördelar Höga och stigande energipriser Låg tillväxt och skuldkris Gamla anläggningar

8 1 million m 3 Sustainable Forestry! Annual forest growth 120 million m 3

9 SP EN SAMLANDE KRAFT INOM BIOEKONOMIN Stark forskning SP ska vara en samlande kraft och central resurs som bidrar med kunskap, forskningsresurser, processledning, testbäddar och samordning mellan bioekonomiinitiativ i Sverige. SP TRÄ EcoBuild Mistra Future Fashion Skogskemi

10 Bioraffinaderier är komplexa Etanol CO2 Specialcellulosa Cellulosaderivat Energi FoU Processkonsulter Etanolprodukter kemikalier drivmedel Ånga, electricitet & fjärrvärme Lignosulfonat Tallolja Biogas

11 Teknik och affärer i skön förening

12 Det storskaliga måste byggas från grunden Utveckling av produktion av bulk och finkemikalier från lignocellulosa via fermentering. Etanol (drivmedel, plattformskemikalie)* Butanol (drivmedel, plattformskemikalie) Mjölksyra (Plaster, kosmetika, livsmedel) Citronsyra (plattformskemikalie)* Itakonsyra (plattformskemikalie) Adipinsyra (plattformskemikalie) Bärnstenssyra (plattformskemikalie)* Vem bygger en PLA-fabrik? Vilka biströmmar kan då skapa värden? Single Cell Protein (djurfoder)* Aminosyror (djurfoder, gödningsmedel, hälsokost)*

13 Vad är ett Bioraffinaderi? Vidareutveckling av massa- och pappersbruk, sågverk, kraftvärmeverk via värdeförädling av fler strömmar m.m. eller Något helt nytt inkluderande värdeförädling av så många strömmar som möjligt

14 Liten skala från restströmmar första stegen Candles Plywood substitute Aviation fuel Bioethanol Fish feed Fish Viscose thread Green chemicals Concrete additive Nanocellulose Torrefaction Biogas

15 Skog blir fiskmat Djurfria tester Bilfärja utan koldioxid Lågfettsost Villabygge för framtiden Teknik mot tunnelbrand Koll på koljan Reningsverk Restmaterial täcker gruvavfall? Frågeställning Kan massaindustrins grönlutslam, som idag deponeras på tipp, användas som en produkt för att täcka gruvavfall från nedlagda gruvor?! SP:s insats SP Processum har under de senaste åren finansierat och lett utvecklingen av en metod för efterbehandling av gruvavfall med grönlutslam. = Resultat Teknisk och ekonomisk potential är hög. Tekniken är testad i pilotskala och kommer under sommaren 2015 att demonstreras i full skala. Metoden innebär miljösäkrare behandling av gruvavfall och kommersiell avsättning av grönlutslam.

16 Stigande priser och stora volymer Fiskmjölspriser Dagens protein i fodret kommer Från fiskmjöl 5-6 miljoner ton Fiskmjöl tillgängligt för odlad fisk understiger efterfrågan Alternativa proteinkällor behövs! Mar 1999 Jul 2006 Dec 2013 Fishmeal, Peru Fishmeal/pellets 65% protein, CIF, US Dollars per Metric Ton

17 Demo experiment Demo experiment 10 m 3 bioreactor Fungal biomass Filterpress

18 Riktiga fiskar på Island Skogsproteinet blandades in i foder, i olika försöksserier Tilapia odlades i en isländsk pilotanläggning Innovation kommer i konstiga former

19 Men Bioekonomins kortsiktiga utmaningar är stora

20 En första förfrågan i augusti Skogskemi en analys av möjlighet till storskaliga lösningar för baskemikalier Biorefinery of the future: Forest Industry Knowledge of forest products Manage and process forest products Sustainable Chemistry, Stenungsund: Chemicals industry Fossil-based raw materials Knowledge of end products Manage and process chemicals Declining market segments Looking for new applications Looking for new bio-based raw materials

21 Specific value chains selected Bulk Drop-in Available technology Methanol - a building block chemical used in a wide range of products and an potential transportation fuel. Olefins (ethylene, propylene) building blocks for the most common plastic materials n-butanol - a building block chemical in for example paints, coatings, adhesives and inks. Potential transportation fuel.

22 Value chains and platforms Case-specific analyses Technologies Scale of plants Locations Site integration Pre-FEED of value chains Less detailed for platforms Economic evaluation Systems analysis Process integration LCA Innovation system Policy and markets Discussion platform FOREST FEEDSTOCK Existing kraft pulp mill Separation, purification Gasification platform New gasification plant New ethanol plant Pre-treatment, enzym. hydrolysis Converted kraft pulp mill Soda pulping enzym. hydrolysis Pulp Forest methanol Syngas SNG (methane) Ethanol Sugar platform Final upgrading reforming distribution in NG network oxidation Methanol value chain synthesis Methanol dehydration Acetaldehyde MTO Cracker Propylene Ethylene Olefins value chain condensation, hydrogenation n-butanol Butanol value chain DROP-IN CHEMICALS

23 LCA Methanol value chain 1 t methanol 350% 300% 250% 200% Fossil end-of-life CO2 emission 150% 100% 50% 0% Reference case Reference case Reference case Forestbased Forestbased Forestbased Global warming Acidification Eutrophication Global warming Acidification Eutrophication

24 Skogskemi Norrlandskusten - Stenungsund Samarbete mellan svensk skogsindustri och kemiindustri Drop-in-kemikalier från skogen till Stenungsund Pre-feed-studier och viss teknikutveckling av tre spår Tekno-ekonomisk analys och systemanalys Diskussionsplattform och nätverksbyggande, viktig del Minskning: 93 procent CO2 SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Finansiering från VINNOVA:s UDI fas 1 och 2, ansökan fas 3? 10 MSEK från VINNOVA 10 MSEK i natura från industri och akademi Samarbetsprojekt mellan industri, universitet och forskningsinstitut SP Processum har fungerat som projektledare, Umeå, Chalmers, SP som viktiga utförare Kemiindustrin behöver grön råvara, skogsindustrin hitta avsättning för råvara när papperskonsumtionen går ner Storskaliga processer och industrier viktiga för Sveriges ekonomi, ger stora klimatvinster Helt nya nätverk etablerade, spåren genomräknade för första gången procents prispremie krävs

25 Omställningen går långsamt.kunder verkar ovilliga att betala höga premium. 25 Stora utmaningar för Europa 18 November, 2014

26 Valenkät

27 Vart är oljepriset på väg? $/fat Brent Crude Oil 27 Stora utmaningar för Europa 18 November, 2014

28 Bio-based production capacity - the example bioplastics North America Europe Asia Existing or planned production capacity (million tonnes) South America Source: European Bioplastics, Institute for Bioplastics and Biocomposites, nova-institute (2014).

29 Storskaliga biorafferanderier i Sverige, exempel Skogen Jordbruket Hushållen Industrin Termisk konvertering Svartlutsförgasning (Piteå) Atmosfärisk förgasning (Chalmers/Gobigas) Torrefiering (Umeå), Pyrolys,. Biokemisk konvertering Enzymatisk behandling (Örnsköldsvik) Ligninseparering (Lignoboost) Alger (Bäckhammar/Dova) Material =>Utvecklingen av ett enskilt teknikspår har stor potential för att gynna Värme utvecklingen av hela eller delar av kunskapsområdet, samtidigt som oönskade inlåsningseffekter kan ske! Fin -kemikalier Bulk -kemikalier Drivmedel El

30 Biokemisk konvertering Events Emergency fuel Formation of political network Type 3: Fleet tries Type 2: Industrial scale demonstration Type 3: Extended fleet tries Financial and legitimacy crises Actor/Network SEKAB SSEU SSEU/Scania/Ford ECN, EPAB SEKAB, SSEU, Ford/Scania SEKAB Technology Sulfit ethanol Type 2: bench scale in Lund Type 3: 1st gen. ethanol (imp.), infrastructure, fleet tries Type 2 demo in Ö-vik Type 3:Imported ethanol, large scale ethanol fleets Commercial demo delayed Type 4: Permanent infrastructure? Processum, SP, Energy Agency Type 4 demon? Institutions ÖCB Ethanol program I (93-97) Fuelstandards, CO2 excemption, Regional support Ethanol program II (98-04), NILE Pump law Risk Fossil market risk (-) Technical risk (-) Product risk (-), Inst. risk (-) Tech risk(-), Org. risk (-) Product risk (-), inst risk(-), org risk (-) Fossil market risk (+) Infrastructure aligned to interests of SEKAB Main actor near bankruptcy

31 Termisk konvertering av svartlut Events Oil crises Limited capacity in recovery boilers: Exploring Nuclear Crises: IGCC Booster Climate change and alternative fuels Formation of networks: Fleet tries Possible to make a Type 4 plant? Actor/Network Technology Nynäshamn Chemrec Nycomb Patent on BLG Kvaerner Assi Type 2: Frövi (ooster Kvaerner/ Chemrec Weyerhouse DOE, Oakridge, Nycomb Kvaerner Stora Type 3: Booster Type 2: New materials Skoghall Kvaerner AssiDomän (Piteå) Nycomb Planned Type 3&2 demo in Piteå (1999) Institutions Capacity limits at mills FABEL (237.5MSEK) Risk Technical risk (-) Product risk (-), Organizational risk (- Financial crises Kvaerner & Assi, Deregulation Product risk (-), Tech risk(-), inst risk(-), Org. risk (-) org risk (-) Market risk not handled Chemrec spun-off and near bankruptcy Chemrec BLG-Programmet AB ETC, STEM Volvo Type 1: DME Buss (1999) Type 2 Demo in Piteå (2005) FABEL BLG programmet Biofuel directive CO2 excemption BioDME (EU) VTT, Venture Partner Domsjö/Aditya Birla Planned Type 3 demon in Domsjö Large scale demo grant (STEM) Techn risk (-) Org risk (-) Product risk (-) Fossil market risk (+) LTU Widen technology scope

32 Enheter Demonstrationsanläggningars roll i teknisk utveckling Mättnad Nedgång Pris/ prestanda Den formativa fasen: Stora tekniska-, institutionella-, organisatoriskaoch marknadsosäkerheter (produkt och fossil) Bristfälliga eller ofullständiga värdekedjor Dålig pris/prestanda relation =>Stort behov att få experimentera! Upptäckt Innovation år Formativ fas år Tillväxtfas år Innovation Tid

33 Demonstrationsanläggningars roll i teknisk utveckling Pilot och demonstrationsanläggningars roll: Skapa uppmärksamhet (Typ 1) Reducera tekniska, organisatoriska och institutionella, osäkerheter (Typ 2 & 3) Reducera marknadsrisker (produkt och fossil) (Typ 3) Skapa effektivitet i pris / prestanda-förhållande (Typ 3) Skapa en industriell kapacitet (Typ 2&3) Neutrala styrmedel: CO2 tax, ETS, quotas etc Ökad konkurrenskraft mot etablerade alternativ Typ 1: Högprofil : Privat Typ 2:Verifiering : Offentlig R&D. Typ 4: Permanenta : Offentlig R&D, Privata uppdrag Typ 4: Permanenta Inkrementella innovationer Identifiera nya applikationer och funktioner Generera nya innovationer och kunskapsområden

34 I Europa går 6 procent av de totala medlen till uppskalning och 94 procent till forskning, medan motsvarande andel i USA är 48 procent respektive i Kina 58 procent till uppskalning / Ny Teknik 29/ Kina USA Forskning Uppskalning EU 0% 20% 40% 60% 80% 100% 34

35 Stödjer regelverken bioekonomins framväxt?

36 Ska EU få bestämma hur vi ska använda vår skog? Framtidens fjärrvärme februari Magnus Matisons BioFuel Region

37 Låt skogen växa under betydligt längre cykler (600år)! Mänskligheten har en stor koldioxidskuld gentemot kommande generationer. Att avveckla användningen av fossila bränslen samt att låta skogen växa under betydligt längre cykler än nu är det enda realistiska sättet att infria skulden. Svd Brännpunkt 23 Dec 2013 DAVID VAN DER SPOEL professor i biologi, Uppsala Universitet

38 Underlag till en färdplan för ett Sverige utan klimatutsläpp Rapport 6537

39 Myt 1 Lämna träden i skogen är bäst för klimatet Gamla träd tappar i tillväxt och tar upp plats för unga träd som växer bättre Produkter från skogen ersätter råvaror med fossilt ursprung Subs titut ion

40 Svenskt skogsbruk minskar utsläppen av CO 2 med 60 miljoner ton/år Inte bara minska utsläppen Öka upptagen Naturens CCS finns här och nu och kan användas mer! Ökad tillväxt + Ökad substitution = Ökad klimatnytta En m 3 ved ersätter kol 700 kg CO 2 En m3 ved ersätter olja 500 kg CO 2 Ved ersätter gas 400 kg CO 2

41 Myt 2 - Biobränslen lämnar en CO 2 skuld Beror på fel systemavgränsningar i tid och rum Man räknar på träd eller bestånds nivå - Räkna på landskapsnivå! Man börjar räkna när biomassa eldas upp Börja räkna vid plantering!

42

43

44

45 Exempel på vilseledande slutsatser Källa: Carbon footprint of bioenergy pathways For the furure Danish energy system University of Southern Denmark

46 Påverkan på skogssektorn kan komma från flera olika regelverk Vi måste alla vara med och bevaka detta DG ENER: Förnybarhetstdirektivet (RED) och ev. Direktiv för fasta bränslen DG CLIMA: Bränslekvalitetsdirektivet (FQD) DG ENTP hanterar biobaserade produkter DG AGRI hanterar EU skogsstrategi

47 Rådets förslag RED 7% tak för första generationens biodrivmedel 0,5% subkvot för andra gen som får dubbelräknas 2,5 ggr räkna el i spårbunden trafik, 5 ggr räkna el i vägtrafik Annex IX med positiv lista för råvaror som får räknas mot subkvot (troligen kommer alla former av statsstöd villkoras mot denna lista)

48 Restprodukter från skogsbruk Annex IX bark, branches, leaves, needles, tree tops, non-food cellulosic material, lignocellulosic material except saw logs and veneer logs Restprodukter från skogsindustri saw dust, cutter shavings, black liquor, brown liquor, lignin and tall oil Några MS vill ta bort vissa eller alla råvaror från skog

49 Kaskad principen - en samhällseffektiv resursallokering med användning av trä i flera steg Sund princip -men stor risk för osund detaljreglering Lobbying

50 Det finns en uppenbar risk att EU:s energi och klimatpoliska ramverk landar på ett sådant sätt ett det INTE gynnar användandet av skoglig biomassa! Skogsnäringen är INTE aktiva! LÄMNA INTE WO! 8

51 Hur ser framtida styrmedel för biodrivmedel ut? Generell skattebefrielse för biodrivmedel upphör 1 Januari 2016 Ett nytt kvotpliktsförslag med reduceringsplikt håller på att arbetas fram Kvoten kommer troligen successivt att trappas upp mot 2030 (troligen full beskattning inom kvot) Sverige jobbar för att särskilja energiskatt från koldioxidskatt. Dessa betraktas idag av EU som en skatt och undantag från energiskatt är att betrakta som statsstöd. Möjligen kan man komma fram här men en skattebefrielse ger staten minskade intäkter

52

53 Nuläge för svensk bioekonomi Kommersialisering och systemomställning har stor ekonomisk och miljömässig potential men tar mycket lång tid. Regelverken i Sverige och EU under stark förändring, skogen tar sig alltför litet utrymme vid förhandlingsbordet detta gäller både stat och Näringsliv Oklart vad större industrier verkligen vill finns frågan i styrelserummet? Vem är beredd att ta de sista dyra utvecklingsstegen, när kommer den stekta sparven? En del av lösningen på klimatproblematiken finns genom att realisera Bioekonomin men marknaden (efterfrågan) kommer inte att ensamt lösa detta, vad vill politiken?

54 Nuläge för svensk bioekonomi Mycket spännande forskning är gjord, tillämpningarna är tekniskt väl utvecklade, klimatvinsterna är stora och väl dokumenterade. Stor Långsiktig ekonomisk potential för svensk industri. Fortfarande för svag efterfrågan på gröna alternativ, storskaliga uppskalningar har uteblivit, internationell koldioxidskatt saknas! Miljardanläggningar som ska konkurrera med Oljan. Den 5 anläggningen kostar 20 procent av den första. EU går vilse på åkrarna. Sverige tvekar. Ett långsiktigt handslag mellan näringsliv och stat kommer att krävas för systemförändring och att få fart på bioekonomin. En svensk bioekonomistrategi krävs om vi skall få den industriella utvecklingen till Sverige, skapa jobb och lösa klimatfrågan. Bioekonomin behöver ett miljonprogram eller pensionsöverenskommelse

55 Vägar vidare för svensk bioekonomi

56 Ett bioekonomiskt handslag! Ta en aktiv del i den europeiska debatten kring bioekonomin Skapa en svensk debatt kring bioekonomin Långsiktiga spelregler som främjar grön efterfrågan Långsiktiga regler som främjar de första fullskaliga anläggningarna Jobba i värdekedjor ro hem den gröna premien! Lägg större andel av statens resurser på industriell kommersialisering allt är inte appar! Men: är bioekonomi/bioraffinaderi en del av strategin? Dags att bestämma sig!

57 Demonstrationsanläggningars roll i teknisk utveckling Pilot och demonstrationsanläggningars roll: Skapa uppmärksamhet (Typ 1) Reducera tekniska, organisatoriska och institutionella, osäkerheter (Typ 2 & 3) Reducera marknadsrisker (produkt och fossil) (Typ 3) Skapa effektivitet i pris / prestanda-förhållande (Typ 3) Skapa en industriell kapacitet (Typ 2&3) Neutrala styrmedel: CO2 tax, ETS, quotas etc Ökad konkurrenskraft mot etablerade alternativ Typ 1: Högprofil : Privat Typ 2:Verifiering : Offentlig R&D. Typ 4: Permanenta : Offentlig R&D, Privata uppdrag Typ 4: Permanenta Inkrementella innovationer Identifiera nya applikationer och funktioner Generera nya innovationer och kunskapsområden

58 Ett bioeoknomiskt handslag! Ta en aktiv del i den europeiska debatten kring bioekonomin Ta en aktiv del i den svenska debatten kring bioekonomin Långsiktiga spelregler som främjar grön efterfrågan Långsiktiga regler som främjar de första fullskaliga anläggningarna Jobba i värdekedjor ro hem den gröna premien! Lägg större andel av statens resurser på industriell kommersielisering allt är inte appar! Men: är bioekonomi/bioraffinaderi en del av strategin? Dags att bestämma sig!

59 LOCALLY GROWN PLASTICS

60 Ett bioekonomiskt handslag! Ta en aktiv del i den europeiska debatten kring bioekonomin Ta en aktiv del i den svenska debatten kring bioekonomin Långsiktiga spelregler som främjar grön efterfrågan Långsiktiga regler som främjar de första fullskaliga anläggningarna Jobba i värdekedjor ro hem den gröna premien! Lägg större andel av statens resurser på industriell kommersialisering allt är inte appar! Men: är bioekonomi/bioraffinaderi en del av strategin? Dags att bestämma sig!

61 Thank you for your attention! Tack till Ylva Alwarsdotter SEKAB, Magnus Mattisons BioFuel Region, Hans Hellsmark SP, Anders Fröberg Borealis, Jonas Joelsson SP Processum för bidrag med bilder och idéer!