Forskningsprogrammet Småskalig uppvärmning med biobränslen Utkast till syntesrapport

Transkript

1 Forskningsprogrammet Småskalig uppvärmning med biobränslen Utkast till syntesrapport Redaktör: Stefan Westerlund Texter: Rikard Gebart, Björn Kjellström, Hans Gulliksson, Magnus Davidsson, Lars Andrén, Robert Schuster

2

3 Innehåll UTFÖRLIG SAMMANFATTNING 9 1 INLEDNING OCH BAKGRUND Programmets mål Programmets framgångskriterier Energimyndighetens långsiktiga ambitioner med programmet Programmets arbetssätt och organisation Projekt- och budgetfördelning Syntesrapportens utvärderingskriterier Läsanvisningar 25 2 RESULTAT AV SPECIELLT INTRESSE Bränsleberedning och bränslehantering Rörflen, halm och restprodukter från jordbruk Knubbved Biooljor Bränslekvalitetsfrågor Biobränsle och solvärme Generell kunskap Teknikutveckling Leverantörer av villapannor och lokaleldstäder Pelletspannor och kaminer Vedpannor och lokaleldstäder Standardiserings och regelarbete för pelletspannor, kaminer och vedpannor Närvärme- och fastighetspannor Pannor för träbränslen Pannor för agrobränslen Rökgasreningssystem Oljeersättning i industrin Småskalig kraftvärme Tillståndsgivning och framtidsplanering Miljö Resursutnyttjande och teknikutveckling Beslutsstöd Miljö Val av uppvärmningssystem Handböcker 46 3 BESVARADE OCH ÅTERSTÅENDE FRÅGOR I INNEVARANDE PROGRAM UR ANVÄNDARSYNVINKEL Leverantörer av bränsle och bränslehanteringsutrustning Leverantörer av värmeanläggningar till villor Leverantörer av fastighets- och närvärmepannor Fastighetsägare och rådgivare till dessa Energiföretag Verksamhet som innefattar tillståndsgivande eller framtidsplanering Miljöpåverkan Energiplanering 52

4 4 REKOMMENDATIONER OM FRAMTIDA FOU Behov av ökad kunskap Allmänna synpunkter Bränsle och bränslehanteringsutrustning Biobränsle och solvärme Villapannor och lokaleldstäder Fastighets- och närvärmepannor Småskalig kraftvärme Miljöpåverkan Prioriteringar av teknisk utveckling Förutsättningar Bränsle och bränslehanteringsutrustning Kombinerade bio och solvärmesystem Villapannor och lokaleldstäder Fastighets- och närvärmepannor Småskalig kraftvärme Miljöpåverkan 62 5 AVSLUTANDE KOMMENTARER Måluppfyllelse Övergripande mål Informationsspridning Villavärme Större pannor Nyckelfärdiga panncentraler Kombination av solvärme och bioenergi Underlag för utbildning Målformulering 65 BILAGA 1 DELPROGRAM 67 Delprogram A1: Biobränsle och solvärme 69 Delprogram A2: Närvärme 71 Delprogram A3: Pelletsteknik 77 Delprogram A4: Systemaspekter och syntes 83 Delprogram A5: Teknikbevakning och utredningar 87 Delprogram A6: Vedeldad teknik och lokaleldstäder 91 BILAGA 2 PROJEKTSAMMANFATTNINGAR Tillämpning av VedAir C Urbana spridningsmodellen i SIMAIR Emissionsprestanda för moderna vedkaminer - utsläppsnivåer, känslighet och rekommendationer Förbränningskaraktärisering och förbränningsteknisk utvärdering av olika pelletbränslen Förutsättningar för nya biobränsleråvaror - system för småskalig brikettering och pelletering A Syntesgruppens arbete B Nationellt verktyg för systemanalys av emissionsscenarier (SIMAIRved) D Standardiseringsarbete A Biobränsle och solvärme B Komplett integrerat pellet/solvärmesystem 115

5 C Energisparboden A Konstruktiva förbättringar och begränsningar för miljövänlig direkteldad vedpanna B Inverkan på teknik och handhavande på emissionsprestanda för moderna vedeldade lokaleldstäder A Uppskattning av framtida underlag för småskalig kraftvärme i Sverige B Eldningsoljeersättning med flytande biobränslen C Utvecklingsläge för småskalig kraftvärme D Upplevda barriärer för fortsatt pelletseldning H Utveckling av energieffektiv partikelavskiljning i närvärmepannor, A Biobränslen i mindre industrier B Optimalt nyttjande av svårare bränslen eldade i pannor avsedda för närvärme D Högtemperaturkorrosion E Reningssystem för sura rökgaser för närvärmepannor F Avskiljning av stoft med rökgaskondensering G Rökgasbrunn för minimering av utsläpp vid förbränning av åkerbränslen, vidareutveckling I Kostnadseffektiv partikelavskiljning i mindre närvärmeanläggningar, K Bioenergi i mindre industrianläggningar L Förutsättningar för användning av rörflensbriketter i mindre värmecentraler Emissioner från småskalig värmeförsörjning med biobränslen A Påverkan av bränsle och konstruktionsparametrar på partikel och tungmetallemissioner vid småskalig förbränning av biobränslen B Inverkan av förbränningsteknik och bränsle på hälsofarligheten av partikelemissioner från småskalig biobränsleeldning C Partiklar från askrika biobränslen D Aerosolmasspektrometri (AMS) för karakterisering av partiklar i rökgaser från småskalig eldning av träbränslen E Minimering av dioxinbildning F Endotoxin i rökpartiklar från förbränning av biobränslen G Kaskadimpaktor för storleksfraktionerad karakterisering av partiklar i rökgaser BC Styckeved för småskalig eldning Integrerad pelletsenhet Småskalig pelletanvändning i Chile B Utveckling av förbränningsteknik för biobränslen vid externeldning av gasturbin för småskalig kraftvärme Bestämning av verkningsgrad och förlustposter för biobränslepannor metodförbättringar Strömningsteknisk modellering och konstruktion av pelletsbrännare och kaminer Framtida behov och system för småskalig värmeproduktion med biobränslen Bioagroförbränning av agrara bränslen i småskalig rostpanna Kompakt och kostnadseffektivt elektrostatiskt filter för rökgasrening Anpassning till askrika bränslen Krav och lösningar för framtidens pelletsteknik Solkompatibel pelletskamin 189

6 Fjärrövervakning och fjärrstyrning av pelletsenheter Bevakning av och deltagande i Lot 15-arbetet inom EcoDesign-direktivet, Dataprogram för dimensionering av värmesystem i fastigheter Testanläggning och utveckling av verktyg för design av värmesystem med solfångare, biobränslepannor och värmepumpar i kombination IEA Pellet Handbok - Produktion och användning av pellets Bränslehanteringssystem för småskalig eldning av halm Utveckling av framtida konkurrenskraftig närvärme (<20 MWt) med säkrad bränslekvalitet samt hög tillgänglighet, effektivitet och miljöprestanda B Strategiska FoU-resurser för studier av partikel- och beläggningsbildande ämnens beteende vid förbränning av askrika bränslen 205 P Utbildningsinsatsen Minimering av partikelutsläpp från småskalig förbränning av biobränsle 209 BILAGA 3 PROJEKTLISTA 211

7 UTFÖRLIG SAMMANFATTNING Översikt Det övergripande målet för Energimyndighetens forsknings- och utvecklingsprogram Småskalig uppvärmning med biobränslen var att bidra till en omställning från olje- och elbaserad uppvärmning till biobränslebaserad uppvärmning i effektområdet under 10 MW(värme) samt att minska miljö- och hälsoskadliga utsläpp från biobränsleanvändning i detta effektområde. Omställningen från olje- och elbaserad uppvärmning främjas av att marknaden kan erbjuda biobränslebaserade systemlösningar som upplevs som ekonomiskt fördelaktigare, driftsäkra, lättskötta och miljövänliga. Det är också viktigt att fastighetsägare och andra beslutsfattare är informerade om biobränsleuppvärmningens fördelar. Befarad lokal miljöpåverkan från småskalig uppvärmning med biobränslen har varit ett hinder för installation av sådana uppvärmningssystem i vissa kommuner. Utsläpp av miljö- och hälsofarliga ämnen från biobränsleförbränning kan inte helt undvikas. Genom bränsleval, förbränningsteknisk optimering eller rökgasrening är det emellertid möjligt att begränsa utsläppen så att de inte leder till att miljökvalitetsmålet Frisk luft äventyras Verksamheten organiserades i sex delområden som framgår av tabellen. Tabell 1. Programmets delområden Verksamhetsområde Effektområde kw(värme) Bränslen Utnyttjat ksek Energimyndigheten Totalt Pelletseldade kaminer och villapannor Upp till 30 Pellets från träråvara Vedeldade pannor och Pannved och Upp till 50 lokaleldstäder knubbved Kombination av biobränsle och Upp till 30 Pellets från träråvara solvärme Fastighetspannor och närvärmepannor Samtliga biobränslen Teknikbevakning Systemaspekter Samtliga biobränslen Samtliga biobränslen Insatserna inom de första fyra delområdena var främst inriktade på teknikförbättring med tillämpning i en nära framtid. Insatserna inom teknikbevakning avsåg att ge underlag för inriktning av forsknings- och utvecklingsinsatser på längre sikt och omfattade bl a en uppföljning av utvecklingen internationellt inom småskalig kraftvärmeproduktion. Projekten inom området systemaspekter skulle ge underlag för övergripande bedömningar av potentialen för småskalig uppvärmning med biobränslen och behovet av forsknings- och utvecklingsinsatser. Betydande insatser gjordes där för att kartlägga behovet av insatser för att minska utsläpp av partiklar och studera möjligheterna att uppnå väsentliga minskningar av partikelutsläppen.

8 Medlen från Energimyndigheten, totalt 52.6 MSEK 1 utnyttjades främst för hel- eller delfinansiering av olika projekt, vanligtvis föreslagna av företag, forskningsinstitut eller universitets/högskoleinstitution som sedan genomförde projektet, men också för förstudier och utvecklingscheckar. De viktigaste resultaten av verksamheten redovisas i sammanfattad form i denna utförliga sammanfattning. Mer detaljerade beskrivningar finns i de efterföljande avsnitten. Utvecklingshinder som bearbetats Hinder mot utveckling av etablerade bränslekedjor eller etablering av nya bränslekedjor som bearbetats i programmet framgår av tabellerna 2 4. Bränsleberedning och bränslehantering Brikettering Produktion av spånbriketter med upp till 20 % inblandning av rörflen är demonstrerad. Även användning av dessa briketter i anpassad närvärmepanna om 500 kw är demonstrerad. Lyckade försök med brikettering av rörflen har gjorts hos en polsk leverantör av mobila briketteringsanläggningar. Detta ledde till att Glommers Miljöenergi AB beslöt köpa in en sådan anläggning. Den är i drift sedan hösten 2010 i Glommersträsk. Pelletering Pelletering av olika typer av restprodukter från jordbruk med additivtillsats som väsentligt förbättrar förbränningsegenskaperna demonstrerad i Skånefrös anläggning i Tommarp. Anläggningen är försedd med ett antal separata bränslebehållare, vågsystem, kvarn, kylare och pelleteringsutrustning för att skapa en pellets med rätt additivmängd för förbränningen beroende på bränsleråvarans sammansättning. Produkten används utan problem i två anpassade pannor 250 resp kw. Effekterna av olika additiv för förbättring av förbränningen studeras för att ge underlag för att med styrning av additiven uppnå de egenskaper som eftersträvas hos pelletsprodukten. Inverkan av torvinblandning i olika biobränslen före pelletering på partikelemissionen vid eldning i rosterpanna för närvärme studeras. Halmhantering En inventering av erfarenheterna från användning av halm som bränsle i Danmark visar att det där finns väl fungerande kommersiell teknik som med fördel kan utnyttjas i Sverige. Bränslekvalitetsfrågor En studie av vilka egenskaper hos bränslepellets som måste bestämmas för att tillfredsställande definiera pelletskvalitet med hänsyn till olika slag av eldningsanordningars krav, pågår. De eldningsanordningar som ingår i studien är brännare i villaskala, roster för närvärmepannor och pulverbrännare med kapacitet upp till 4 MW. Principer och underlag för ett kostnadseffektivt och tillförlitligt kvalitetssäkringssystem för pellets är under utarbetande. En teoretisk modell som beskriver ask/slaggkemin och som kan utnyttjas för att bedöma risken för driftproblem (beläggningar, korrosion) orsakade av aska och slagg samt partikelhalter i rökgaserna är under utveckling. Modellen skall kunna utnyttjas för att anpassa driftparametrar och för att avgöra om additivtillsats eller sameldning med andra bränslen erfordras. 1 Programmet Småskalig uppvärmning med biobränslen hade en ursprunglig budget på 40 miljoner kronor. Tabellen tar också upp projekt som finansierades från andra delprogram som samordnades med projekt från Småskalprogrammet.

9 Prioriterade fortsatta FoU-insatser - Fortsatta studier av möjligheter att genom blandning av olika råvaror och tillsats av additiv producera briketter och pellets som utan försämrad drifttillgänglighet kan utnyttjas i pannor konstruerade för träbränsle efter rimlig anpassning. Värmeförsörjning för enskilda fastigheter Vedeldade pannor och lokaleldstäder Vedeldade pannor och lokaleldstäder är idag den vanligast använda tekniken i villasegmentet. Tekniken har utvecklats och för såväl pannor som lokaleldstäder har högre effektivitet och lägre utsläppsvärden uppnåtts genom de senaste decenniernas teknikutveckling. Trots det är en viktig faktor för bioenergins fortsatta expansion i villasegmentet att kunna minska utsläppen än mer. Utsläppskrav kan komma att bli hårdare både i Sverige och Europa. En viktig aspekt är också att mer kunskap behövs kring vilka partiklar i miljön som verkligen är hälsopåverkande och vilka källor de härrör ifrån. På grund av denna bakgrund är vedeldad teknik ett av delområdena i forskningsprogrammet. Inom området vedeldad teknik tas orsaker till varför partikelutsläpp uppstår och vad som kan göras designmässigt upp. Ett av delprogrammets projekt drivet av ETC har undersökt möjligheten att elda en vedpanna direkt och kontinuerligt mot husets värmebehov. Syftet skulle vara att minska utsläpp vid start och stopp, öka energieffektiviteten samt att få ner utrustningskostnader. Resultatet visar att väldigt lite är gjort på detta område internationellt. Dock är teknik för kontinuerlig reglering av luftöverskott och utbränningsrad under stark utveckling. De försök som gjordes understryker svårigheten i att elda ved med låg effekt i en pannstorlek för villaanvändning. Inom delprogrammet har bränslet knubbved (styckeved) undersökts av SLU. Fördelen med knubbved skulle vara att den är billig och energieffektiv att framställa samt att den är lätt att hantera. En undersökning har gjorts av knubbveds framställning, lagring, hantering och eldningsegenskaper. Matningsförsök visar att knubbved framställd med en kommersiell skruvhugg kan matas med skruvmatare som ingår som standard i en 30 kw panna. Emissioner av CO, THC och stoft kan förväntas ligga på ungefär samma nivå som vid konventionell vedeldning genom relativt enkla konstruktionsförändringar. Uppskattade kostnader för framställning av knubbved, vid årsproduktion 100 MWh (br) är ungefär desamma som för flis och 7 12 kr billigare/mwh än för pannved. För användning vid småhusuppvärmning, där satsvis eldning mot ackumulatortank är nödvändig av miljöskäl, förefaller fördelarna marginella. Som alternativ till pellets eller briketter i större anläggningar med lastföljande drift skulle lägre bränslepris möjligen motivera användning av knubbved. Verifiering av resultaten från de kortvariga försöken i villa skala måste först ske. Att pannors verkningsgrad och förlustposter kan mätas så riktigt och så likvärdigt som möjligt vid olika testinstitut är viktigt av flera skäl. Krav ställs på verkningsgrad i incitamentsprogram och lagstiftning. Dessutom är det viktig basfakta som måste vara korrekt för att kunna utveckla tekniken. Ett av SP drivet projekt har jämfört olika metoder för att bestämma verkningsgraden. Kaminer och andra typer av lokaleldstäders utsläpp varierar dels beroende på teknik men också på handhavandet. Ny teknik har minskat utsläppen de senaste årtiondena. Vid ETC har ett projekt bedrivits i syfte att mer i detalj kartlägga vilka faktorer som påverkar utsläpp. Projektet indikerar att trots att tekniken förbättrats de senaste åren kan det vara så att det finns förbättringsmöjligheter att minska utsläpp vid ej optimala förhållanden. Dock har få objekt

10 undersökts och det bör betonas att eventuell teknikutveckling ej får öka utsläppen vid normala förhållanden som trots allt torde vara mer vanligt förekommande. Pelletspannor och kaminer Försäljningen av pelletsutrustning i Sverige stagnerat. För en fortsatt ökad användning av pellets för småskalig uppvärmning krävs både nya kategorier av användare och en vidgad råvarubas. Utrymmet för övergång från oljeeldning till pelletseldning genom konvertering av befintliga oljepannor genom installation av en pelletsbrännare eller byte av panna till en pelletspanna, vilket har varit både enkelt och ekonomiskt, är i princip utnyttjat. För att nå andra grupper av hus och husägare krävs ett nytänkande. Konsumentundersökningar som genomförts inom programmet visar tydligt att värmepumpar av olika slag är huvudkonkurrent till pellets för enskild uppvärmning av småhus. Det framgår också att pelletseldning måste vara kr billigare per år för att den genomsnittlige småhusägaren skall välja pelletsuppvärmning istället för värmepump, förutsatt att den egna insatsen för service och underhåll är densamma. Värderingen av egna serviceinsatser visade sig motsvara ungefär 200 kr/timme. Det visade sig svårt att engagera utrustningsleverantörerna för att medverka till att utveckla pelletsuppvärmning till ett mer attraktivt alternativ. Endast fyra företag som erbjuder pelletsbrännare, pannor eller kaminer har utnyttjat möjligheterna till delfinansiering av utvecklingsinsatser genom programmet. Pitekaminen och Swebo Bioenergy har utnyttjat avancerad strömningsmodellering, s k CFDmodellering för optimering av utformning av övermatad resp. horisontalmatad pelletsbrännare för att uppnå bättre askutmatning och minskade emissioner. En viktig slutsats från detta projekt är att avancerad strömningsmodellering kan vara ett effektivt verktyg i utvecklingsarbete även för små anläggningar. Effecta Pannan AB har i tre samordnade projekt utvecklat en ny självrengörande vattenmantlad pelletskamin som innebär att användaren endast skall behöva sota en gång per år och tömma asklådan högst 3 5 gånger per år. I Effectas nya koncept ingår även ett utomhus nedgrävt pelletsförråd med automatisk inmatning som normalt skall behöva fyllas högst två gånger per år. Uppvärmningssystemet kan integreras med solvärme med hjälp av en ackumulatortank och ett nytt styr- och reglersystem. Effecta har även tagit fram ett fjärrövervakningssystem som skall göra det möjligt att överlämna allt ansvar för serviceåtgärder till ett specialiserat serviceföretag. Med ett sådant arrangemang bör pelletsuppvärmning inte innebära mer skötselinsatser från småhusägaren än en värmepump. Den nya kaminen är försedd med en helt ny brännarutformning för omvänd trestegsförbränning som väntas ge förbättrade emissionsdata och minskad känslighet för varierande pelletskvalitet. Verifierande testning har emellertid inte hunnit genomföras under programperioden. Minskade emissioner främst av CO, kolväten och partiklar har varit målet för det utvecklingsarbete Janfire AB bedrivit i samarbete med sensortillverkaren SenSic AB. Den gassensor som skall utnyttjas i ett nytt styrsystem mäter både CO och O 2. Resultaten är lovande men ytterligare utvecklingsarbete krävs innan systemet kan introduceras på marknaden. Kombination av biobränsle och solvärme för villor Delprogrammet har omfattat ett övergripande sammanhållande projekt och tre teknikutvecklingsprojekt. Inom det övergripande projektet har man genomfört en marknadsstudie, tagit fram en handbok och utvecklat en provningsmetod för kombinerade bio- och solvärmesystem. Trots att få nyutvecklade system har funnits tillgängliga för utvecklingsprovningen är resultaten positiva. Provresultaten har sedan jämförts med resultat från utvärderingar av erfaren-

11 heter av samma typer av anläggningar i praktisk drift. Dessa jämförelser visar bl a att värmeförluster, på grund av bristfälliga installationer och självcirkulation i pannkretsen vid avstängd panna, i praktiken kan vara mycket större än vad systemprovningarna visar. Det krävs alltså både systemutveckling och utbildning av installatörer för att få till bättre system. De tekniska utvecklingsprojekten har genomförts med det gemensamma syftet att få fram tekniska lösningar som gör kombinerad sol- och pelletsuppvärmning till ett mer attraktivt alternativ för villaägare. Genomförda projekt har alla haft som mål att utveckla system med bra prestanda, låga installations- och driftkostnader samt en enkel och bekväm drift för användaren. Ett projekt baseras på en kombination av produkter som redan finns på marknaden integrerade med ett gemensamt nyutvecklat styrsystem. Ett andra projekt bygger på den nya vattenmantlade kamin som utvecklats inom delprogrammet för pellets tillsammans med ett nytt styrsystem för kamin, solvärme och bränslelager. Det tredje projektet var inriktat på att ta fram en prefabricerad fristående byggnad inrymmande såväl solfångare som pelletspanna, skorsten, ackumulatortank, pelletförråd, mm. som ett alternativ för villaägare som inte har möjlighet att placera utrustningen i huset. Det första systemet har introducerats på marknaden, det andra är på väg att introduceras och det tredje finns i fullskaleprototyp. Brandrisk SP:s databas för brandincidenter i pelletseldade villaanläggningar är under utveckling. Prioriterade fortsatta FoU-insatser - Fortsatt utvecklingsstöd till utrustningsleverantörerna för att nå fram till kommersiella produkter som framgångsrikt kan konkurrera på den svenska marknaden med värmepumpar och med utländska tillverkare på exportmarknaderna. - Utvärdering av metoder för att småskaligt elda med askrik pellets där asksmältpunkten är låg - Fortsatta insatser för utveckling av driftsäkra lågkostnadssensorer för CO/O 2 - Fortsatt utveckling och provning av kombinationssystem för biobränsle och sol Fastighetspannor och närvärmepannor Oljeersättning i industrin Den svenska koldioxidavgiften är lägre för industriell användning av fossila bränslen än när samma bränslen utnyttjas för uppvärmning av bostäder och lokaler. Under perioden 2011 till 2015 kommer dagens kostnad för koldioxidavgift på cirka 400 kr/m 3 öka till över 1800 kr/m 3 olja. En följd av detta är att den tekniska potentialen för ersättning av olja med biobränslen nu är betydligt större inom industrin än inom uppvärmningssektorn. Studier som gjorts inom programmet har identifierat flera exempel på att en övergång till biobränslen kan vara lönsam även för industriföretag, i första hand när det gäller lokaluppvärmning. I tillämpningar där högre processtemperaturer krävs, som t ex glasugnar, är förgasning av biobränsle och kontrollerad förbränning av produktgasen ett tekniskt möjligt alternativ, men åtminstone om pellets används som förgasningsråvara, visade sig detta inte lönsamt. I vissa applikationer kan även pulverbränslen vara aktuella Ökad råvarubas Det finns ett behov av att öka råvarubasen för biobränslen. En sådan till stor del outnyttjad resurs är olika typer av agrobränslen, d v s antingen restprodukter från jordbruk eller ettåriga grödor, som t ex rörflen, odlade för att utnyttjas som bränsle. I jämförelse med rena träbränslen är agrobränslen i allmänhet svårare att utnyttja som en konsekvens av högre askhalt, ibland låg asksmälttemperatur, lägre värmevärde och långsammare frigörelse av flyktiga ämnen.

12 Omfattande försök med pelleterade restprodukter från jordbruket har genomförts vilka visar att sådana bränslen, även med askhalter som är gånger högre än i träpellets, kan utnyttjas utan problem genom tillsats av anpassade additiv och lämplig utformning av rosten. Försöken utfördes i två pannor om 250 resp kw med automatisk slagghantering, multicyklon och slangfilter installerade i Skånefrös anläggning i Tommarp. Anläggningen är i full drift sedan årsskiftet 2009/2010 och kan användas som en testanläggning för olika pelletsblandningar. Möjligheterna att utnyttja rörflen som bränsle i fastighets och närvärmepannor studerades i två projekt. Rörflen har gånger högre askhalt än träbriketter och 2-3 gånger högre askhalt än skogsbränsle (grotflis), vilket ställer större krav på förbränningstekniken. Pannan måste vara utrustad med automatiskt askutmatningssystem samt krävs att askbädden i pannan förflyttas mekaniskt. Bearbetning av askan krävs för att riva isär askan så att den följer med askskruven ut och inte bygger upp valv i pannan. Med den struktur och låga volymvikt som rörflensaska har måste uppehållstiden för bränslet i pannan vara tillräckligt lång för att ge en fullständig förbränning av rörflensbränslet. Få av de befintliga pannorna i storleken 50 kw- 1 MW som använder trädbränsle idag bedöms kunna använda rörflen utan ombyggnad av inmatning och askutmatning samt komplettering av förbränningstekniken. Inblandning av 50% rörflenspellets vid eldning av GROT eller flis visade sig vid försök i en 100 kw panna ge 25-30% minskade partikelutsläpp. Askmängden ökade markant, vilket dock inte gav några driftproblem under försöken. Biooljor I den studie som genomfördes rörande behovet av utvecklingsinsatser för att underlätta småskalig användning av biooljor konstaterades att inhemskt tillgängliga kvantiteter för de flesta biooljor är för små för att motivera sådana insatser. För tallbecksolja och det tänkbara framtidsbränslet pyrolysolja förefaller inte småskalig förbränning som det intressantaste användningsområdet. Minskade emissioner Inom programmet har möjligheterna att minska utsläppen av svaveloxider och partiklar från fastighetspannor och närvärmepannor studerats. Försök i laboratorieskala tyder på att 3nine AB:s rökgasreningsteknik med centrifugalseparator går att kombinera med kalkinsprutning för att reducera SO2 från rökgaser utan att utsläppen av partiklar ökar väsentligt. Ingen igensättning av lamellerna i separatorn med kalksten kunde noteras under experimenten. Övriga metoder för partikelavskiljning som studerades i programmet var elektrofilter och rökgaskondensering. Elektrofilter är effektiva för avskiljning av askpartiklar men blir förhållandevis dyra för anläggningar med effekt i det aktuella området. Inom programmet har ett elfilter, R_ESP (Residential Electrostatic Precipitator) från det norska företaget Applied Plasma Physics (APP) utvärderats. Produkten bedöms som nära kommersiellt tillgängligt. Provningen som gjordes för en 65 kw panna eldad med rörflen och bark visade att minst 85 % av partiklarna i rökgasen kunde avskiljas. En alternativ elfilterteknik med separat jonisering, laddning och avskiljning har också studerats inom programmet. Tekniken är främst anpassad för den partikelstorleksfördelning som kommer från förbränning i rosterpanna och bedöms kunna bli billigare än den teknik som installeras idag. Rökgaskondensering är främst ett medel att återvinna energi och är mest intressant ur den synpunkten för fuktiga bränslen. Viss partikelavskiljning blir också följden. Det är tveksamt om rökgaskondensering för stoftrening någonsin blir ett lönsamt alternativ vid torra bränslen

13 som ex. agrara bränslen. Rökgaskondensering baserad på en absorbtionsprocess 2 kopplad till mindre pannor eldade med råflis med 35-52% fukt visades kunna ge mellan 33 och 45% minskade partikelutsläpp. I jämförelse med konventionell rökgaskondensering gav absorbtionsprocessen en ökning med kw av det nyttiggjorda värmet från en 100 kwpanna, beroende av returtemperaturen. Övervägs rökgaskondensation för partikelavskiljning måste man beakta att de avskilda partiklarna hamnar i kondensatet och att detta eventuellt också måste renas innan det släpps ut till omgivningen. Prioriterade fortsatta FoU-insatser - Nyckelfärdiga fjärrövervakade centraler där allt från tillståndsfrågan till uppförande/drift och kontraktsfrågor med omgivningen har utarbetats och förberetts - Demonstration av möjligheter att utnyttja besvärligare bränslen med ingående erfarenhetsuppföljning - Fortsatta studier av möjligheter att med bränsleberedning, förbränningstekniska åtgärder eller kostnadseffektiv rökgasrening begränsa emissioner av framförallt partiklar vid förbränning av svårare bränslen från både skogs- och jordbruk. Underlag för energiplanering Småskalig kraftvärme 2030 uppskattas det finnas värmeunderlag för drygt 1900 närvärmeanläggningar med värmeeffekter mellan 1 10 MW. De flesta, drygt 1000, finns i effektområdet 1 3 MW. En mycket ambitiös energibesparingsinsats för bostads- och lokaluppvärmning påverkar inte antalet tänkbara anläggningar mycket, men innebär en förskjutning mot minskade värmeunderlag. Det skulle betyda att teknik lämpad för anläggningar med värmebehov under 1 MW blir allt mer intressant. Uppföljningen av den tekniska utvecklingen inom småskalig kraftvärme visar att anläggningar med konventionell ångprocess och anläggningar med organisk ångprocess (ORC) kan erhållas på kommersiella villkor. Några anläggningar med värmeeffekter under 10 MW är i drift i Sverige. Inga ORC-anläggningar för eldade kraftvärmeanläggningar finns i Sverige men över 150 har levererats till främst Italien, Tyskland och Österrike där de ekonomiska förutsättningarna för lönsam småskalig elproduktion är gynnsammare. Två anläggningar med förgasning och förbränningsmotor med värmeffekt i intervallet 1 10 MW är i kommersiell drift, en i Danmark och en i Österrike. Drygt 40 anläggningar för värmeeffekter kring 100 kw med elutbyte c:a 40% rapporteras vara i drift i Tyskland och sex anläggningar för värmeeffekt 600 kw med elutbyte 50% i Belgien. Några få anläggningar med stirlingmotor för värmeeffekt 150 kw och elutbyte knappt 25% har levererats. Processer som nått eller når demonstrationsnivå under 2011 är tvåstegsförgasning med pyrolysskruv samt cyklonförgasning, båda för drift av förbränningsmotor, enkel ånganläggning med Lysholmsturbin samt möjligen också externeldad gasturbin. Cyklonförgasning för motordrift och ånganläggning med Lysholmsturbin demonstreras för närvarande i Sverige. 2 Den sk ADIAK-processen

14 Prioriterade fortsatta FoU-insatser - Fortsatt bevakning av den internationella teknikutvecklingen på området och utvärdering minst en gång per fyraårsperiod av förutsättningarna för lönsam användning i Sverige - Stöd till forsknings- och utvecklingsverksamhet inriktat mot processer som kan finna tillämpning i de typer av anläggningar som bedöms ha störst förutsättningar för lönsamhet och där svenska företag är beredda att agera som utrustningsleverantörer. - Studier av möjligheter att utnyttja restprodukter från jordbruket för samproduktion av el- och värme utan alltför kostsam bränsleberedning. Möjligheter till samarbete med forskningsstödjande myndigheter i andra länder, framförallt i Europa, när det gäller användning av sådana bränslen för småskalig kraftvärmeproduktion bör utnyttjas. - Utveckling av teknik för säker obemannad drift av små kraftvärmeverk. Måluppfyllelse I vissa avseenden är de uppställda delmålen för programmet uppnådda. De förväntningar som funnits om att programmet skall leda till att nya bättre produkter finns på marknaden har ännu inte infriats. Flera lovande koncept har emellertid tagits fram och med kompletterande insatser inom ett fortsatt program finns goda förutsättningar för att dessa skall kunna kommersialiseras. Allmänna rekommendationer avseende fortsatt verksamhet inom området Det är väsentligt att utvecklingsinsatserna i fortsättningen, i högre grad än vad som skett under den nu avslutade programperioden, utgår från att det är kompletta bränslekedjor från växande biomassa till slutanvänt bränsle som skall utvecklas. En uppdelning av verksamheten i ett forskningsprogram som hanterar frågor kring de första leden i bränslekedjorna, odling och skörd och möjligen viss förädling, och ett annat som hanterar de senare leden, framförallt slutomvandling, kan förefalla lämplig ur administrativ synpunkt, men kräver att Energimyndigheten säkerställer att insatserna är koordinerade. I efterhand kan konstateras att de målformuleringar som fanns i programbeskrivningen och som skulle vara styrande för inriktningen av verksamheten, skulle kunna ha varit mer specifika och bättre baserade på tydligt definierade behov av att undanröja hinder mot ökad användning av biobränslen för småskalig uppvärmning. Delmålen kunde också varit mer realistiska med hänsyn till möjligheterna att nå fram till kommersiella produkter med det arbetssätt som valts. Det är viktigt att målen för insatserna formuleras på ett mycket tydligare sätt än vad som var fallet för det nu avslutade programmet. De frågeställningar som listats i avsnitt 3 kan tämligen enkelt omformuleras så att de beskriver konkreta mål. Det är helt avgörande för effekterna i verkligheten av de insatser som görs att kunskapen utvecklas hos de aktörer som producerar och använder utrustning för småskalig uppvärmning med biobränslen. I allt för stor utsträckning har forskningsprojekten i det nu avslutade programmet initierats och genomförts av universitet/högskolor och forskningsinstitut. Även om resultaten finns tillgängliga i rapporter och ansträngningar gjorts för att föra ut resultaten i populär form är det ofrånkomligt att större delen av kunskapsuppbyggnaden skett där kunskaperna har små förutsättningar för att bli praktiskt utnyttjade. Delprogrammet biobränsle och solvärme har dock i huvudsak varit inriktat på att öka kompetensen bland de företag som utvecklar och marknadsför kombinerade biobränsle och solvärmesystem.

15 Tabell 2. Bränsleform innan slutomvandling Kapad och kluven ved Hinder för bränslekedjor från stamved, bränsleeffekt upp till 50 kw Slutomvandling Hinder Läge efter avslutat program Återstående insatsbehov Panna för villavärme utan ackumulatortank För stora emissioner vid lastföljande drift Lovande teknik för optimal reglering av luftflöde finns. Ännu okänt hur eldning med tillräckligt låg effekt kan åstadkommas. Knubbved Kamin för villavärme Villapannor, fastighetspannor och mindre närvärmepannor Partikelutsläpp överstiger tyska krav från 2015 Verifierad teknik för bränslematning saknas Emissionsdata saknas Osäker lönsamhet Ökad kunskap om hur teknisk utformning och handhavande påverkar partikelutsläpp. Bättre mätteknik utvecklad. Lovande försök för villa panna med bränsle framställt med kommersiell skruvhugg Försök i villapannor visar att emissioner som för vanlig ved kan nås Bränslepris uppskattat till kr/mwh, något billigare än pannved. Träpellets Panna för villavärme För stort skötselbehov System för fjärr-övervakning utvecklat som kan eliminera behov av egen insats. Emissioner överstiger EN klass 5 Utveckling av styrsystem baserad på CO/O 2 sensor inledd. Kamin för villavärme För stort skötselbehov System för fjärr-övervakning utvecklat som kan eliminera behov av egen insats. Fortsatt utveckling av teknik som gör det möjligt att klara utsläppskraven. Verifierande långtidsförsök i aktuellt effektområde saknas Förutsättningar för lokala marknader måste klarläggas Fältförsök och introduktion på marknaden återstår. Oklart om sensor som uppfyller kraven kan tas fram Fältförsök och introduktion på marknaden återstår. Självrengörande konstruktion framtagen och testad. System med utvändigt bränsleförråd utvecklat. Panna eller kamin i kombination med solpaneler Kompletta system med styrfunktion saknas på marknaden Utrymmesbegränsningar i befintlig byggnad Två prototypsystem framtagna Standardlösning i separat Energisparbod framtagen Erfarenheter från långvarig praktisk drift saknas Produktutveckling hos tillverkare.

16 Tabell 3. Bränsleråvara Restprodukter från spannmålsodling Hinder för bränslekedjor från agrobränslen, hela effektområdet upp till 10 MW. Bränsleform innan slutomvandling Pellets Rörflen Briketter från 100% rörflen Briketter från spån och rörflen Hinder Läge efter avslutat program Återstående insatsbehov Kunskap saknas om lämpliga additiv som förbättrar egenskaper Kvalitetsstandard saknas Erfarenheter saknas från användning i större fastighetsoch närvärmepannor Erfarenheter saknas från användning i mindre fastighetspannor Erfarenheter saknas från användning i villapannor och kaminer Kunskap saknas om brikettkvalitet vid småskalig brikettering Erfarenheter saknas från användning i större fastighetsoch närvärmepannor Erfarenheter saknas från användning i mindre fastighetspannor Kunskap saknas om brikettkvalitet vid småskalig brikettering Erfarenheter saknas från användning i större fastighets- och närvärmepannor Erfarenheter saknas från användning i mindre fastighetspannor Kartläggning av lämpliga kombinationer genomförd för ett antal restprodukter Förslag till kvalitetskriterier har utarbetats på grundval av prov med ett antal bränslen i olika eldningsutrustning Goda erfarenheter från anpassade pannor 250 och 1250 kw i reguljär drift Resultat från korttidsförsök finns Resultat från korttidsförsök finns Lyckade försök genomförda och produktionsanläggning installerad i Sverige Inga framsteg Inga framsteg Lyckade försök genomförda och produktion pågår i Sverige Lyckad proveldning genomförd i anpassad närvärmepanna 500 kw Inga framsteg Ett betydande antal tänkbara recept återstår att testa Validering med bränslen som inte ingick i databasen återstår Stöd till demonstrationsprojekt med långtidsdrift samt leverantörsoberoende utvärdering och problemlösning

17 Tabell 4. Bränsleform innan slutomvandling Pellets Flis, spånbriketter och pellets från spån Riven halm Samtliga fasta biobränslen Hinder orsakade av brister i planeringsunderlag och kunskap om miljöpåverkan, hela effektområdet upp till 10 MW. Slutomvandling Hinder Läge efter avslutat program Återstående insatsbehov Förbränning i panna för villavärme Elgenerering med värmeproduktion under 1 MW Elgenerering med värmeproduktion under 1 MW Samtliga processer med förbränning Användarvänligt verktyg för lönsamhetskalkyl saknas Bristfällig kunskap om teknikläget utomlands. Bristfällig kunskap om prestanda och kostnader för tänkbara processer Verktyg saknas för bedömning av hur de samlade emissionerna från lokala källor påverkar luftkvaliteten Bristande kunskap om hur partikelemissioner kan begränsas med bättre utformning av eldningsutrustning Bristfällig kunskap om hur partikelemissioner kan minskas genom sameldning eller additiv Utrustning för kostnadseffektiv partikelavskiljning saknas Bristfällig kunskap om olika partiklars hälsovådlighet Ett kalkylprogram som kan laddas ner från nätet och bygger på en omfattande databas har tagits fram Tämligen säkra data för ORC, kommersiellt tillgänglig utrustning. Gengasmotorer och stirlingmotorer i demonstrationsfas. Pyrolysskruv och stirlingmotor kräver mycket högt elpris för lönsamhet. Gengasmotor tänkbar men demonstrerad förgasningsteknik saknas. Ett kalkylprogram för spridningsberäkningar har tagits fram Viss kunskapsuppbyggnad har skett Sameldning av rörflen och GROT kan minska emissioner. Lovande försök med elfilter centrifugalseparering och rökgaskondensering genomförda Oklarheter kvarstår till stor del Fortlöpande uppdatering av databas kommer att erfordras Fortlöpande uppföljning av erfarenheter från demonstrationsanläggningar Styrsystem som till rimlig kostnad medger säker obemannad drift demonstreras för gengasmotorer. Utveckling och demonstration av förgasningsteknik för riven halm. Styrsystem som till rimlig kostnad medger säker obemannad drift demonstreras för gengasmotorer. Validering med fältstudier Behov av demoanläggningar i större skala för att verifiera försök Verifiering för fler pannkonstruktioner och additiv. Framtagande av kommersiella produkter Ytterligare studier för klarläggande

18

19 1 Inledning och bakgrund 1.1 Programmets mål Programmets mål har varit att utveckla en trygg småskalig värmeförsörjning baserad på bioenergi som vid sidan av övriga alternativ blir ett uthålligt och miljösäkert val för uppvärmning av nya och befintliga bostäder, lokalfastigheter och industrier utanför fjärrvärmenät. Som delmål har gällt att när programmet är genomfört ska det finnas: - kunskap om bioenergi för småskalig värmeförsörjning - från bränsle till värme lätt tillgänglig för användare och övriga aktörer - pannor för pellets och ved i villastorlek, för väldefinierade pellets- och vedbränslen från träråvara, som möter höga krav även med sikte på framtida skärpta krav - pannor i storlek för gruppcentraler, kostnadseffektiv reningsteknik för rökgaser, mindre värmenät inkl. kulvert och undercentraler som möter motsvarande krav och som inte bara kan nyttja träråvara utan även bränslen med variationer i askhalt, kväveinnehåll m.m. - alternativ med nyckelfärdiga panncentraler för definierade effekt- och energibehov som underlättar upphandling, tillståndsprövning, upphandling av drift/skötsel - system på marknaden som på ett kostnadseffektivt och funktionssäkert sätt integrerar solvärme med bioenergi, från villastorlek och uppåt - underlag för utbildningar för berörda kategorier samt för högskoleutbildning inklusive industridoktorander. 1.2 Programmets framgångskriterier Vid sidan om uppfyllelse av målen ovan är det särskilt följande framgångskriterier som har getts stor vikt i arbetet: - programmet erbjuder näringslivet, myndigheter och andra avnämare samverkan, problemlösning och långsiktig kompetensutveckling - programmets betydelse för avnämarintressenter - programmet förnyar och utökar sin intressentkrets, i synnerhet bland hustillverkare, installatörer och fastighetsägare, arkitekter m.fl. som använder eller har inverkan på val av små värmeanläggningar - programmet åstadkommer resultat som avnämare har nytta av - utvecklade produkter är konkurrenskraftiga på den europeiska marknaden - arbete inom EU med kriterier för kvalitetshöjning av hela system och delarna för småskalig värmeförsörjning, biobränsle med sol, teknik, bränsleförråd, bränslekvaliteter m.m.

20 1.3 Energimyndighetens långsiktiga ambitioner med programmet Programmets mål är att biobränslen för småskalig värmeförsörjning ska, vid sidan av övriga alternativ, ingå som en naturlig och viktig del i ett framtida uthålligt och resurseffektivt energisystem. Detta ska ske med en vidgning av systemsynen till en samverkan mellan branscherna för att få fram teknik för dagens och morgondagens bränslen, samt ett skärpt krav på att resultaten i högre grad än i tidigare program ska nå marknaden och det ställer krav på samverkan mellan fler aktörer. De huvudsakliga vinsterna med en vidgad systemsyn förväntas bli: - Utveckling av energisystemet. Ett systemperspektiv på småskalig teknik för uppvärmning med biobränslen ska leda till ett effektivare och ur försörjningshänseende tryggt användande av energi i samverkan med arbetet att nå de nationella klimat-, miljö- och folkhälsomålen. - Kriterier inom Europa. Delta i arbete med att utveckla gemensamma kriterier inom Europa för förbättrade system för småskalig värmeförsörjning med biobränsle, helheten och systemets alla delar. - Kompetensuppbyggnad. Den starka ställning som forskning vid hög-skolor och andra institut fått genom de tidigare programmen ska bibehållas och utvecklas utifrån ett reellt kunskapsbehov. Kvalificerad forskning är en förutsättning för industridoktorander och kvalificerad utbildning på alla nivåer samt därmed för den långsiktiga kompetensförsörjningen. - Kommersialisering. Programmet ska bidra till att stärka den svenska industrins konkurrenskraft inom teknikområdet, både nationellt och internationellt. Svårigheter som måste övervinnas är exempelvis att varken forskningen eller de berörda branscherna under tidigare programperioder i första hand varit inriktad på resultat på en aggregerad nivå. När nu programmet formulerar mål som innehåller systemsyn, effektivisering och besparing på internationell/nationell nivå, så är det mål som inte självklart syns i resultaträkningarna hos företagen under program-perioden. Vidare förutsätter den vidgade systemsynen att programmet samverkar med aktörer som inte varit berörda under tidigare program. Det är därför viktigt att forskningsprogrammet drivs så att befintlig kompetens tas tillvara för att i samverkan med nya aktörer nå programmets mål. Den vinst som programmet förväntas medföra ligger i linje med internationella strävanden att minska olje-/elanvändningen och motsvarande utsläpp. Småskalig värmeförsörjning med biobränslen förväntas bli ett program som naturligt samverkar med IEA och ERA-NET BIOENERGY:s verksamhet inom området. 1.4 Programmets arbetssätt och organisation Uppstartsprocessen för detta program skiljer sig från Energimyndighetens övriga program. Innan programmets formella start bjöd Energimyndigheten in alla intresserade att skicka in intresseanmälningar att delta med korta projektskisser. Inkomna projektskisser granskades av ett Programråd (se Tabell 1.1) med representanter från olika myndigheter och branschföreträdare. Efter en ranking och sortering av de olika projekten på programmets delområden bjöds samtliga förslagsställare in till en workshop på Bommersvik. Före workshopen hade Energimyndigheten utsett delprogramledare för vart och ett av programmets sex delområden. Delprogramledarna fick under workshopen i uppdrag att tillsammans med

21 förslagsställarna sätta samman en detaljerad ansökan för varje delområde. Delområdesansökningarna behandlades därefter av Energimyndighetens handläggare varefter Programrådet gick igenom beslutsunderlaget och gav en rekommendation till Energimyndigheten gällande eventuella ändringar i underlaget innan beslut. Slutligen beslutade Energimyndigheten om projektens genomförande. Tabell 1.1: Programrådets sammansättning Medlem Magnus Nordgren, Sofie Samuelsson David Wiman Olof Arkelöv Ulla-Karin Enbom Annelie Johansson Claes Tullin Björn Kjellström Per Lysedal Cecilia Wahlberg, Tillhörighet Jordbruksverket, ordförande Svebio Ariterm KanEnergi Energikontor GDE-net Länsstyrelsen Jönköpings län SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Exergetics AB Skellefteå Kraft Hushållningssällskapet i Västerbotten Till varje delprogram hör ett antal projekt (se Figur 1). Det är inom projekten som merparten av arbetet drivs. Delprogrammets uppgift har bl.a. varit att hålla ihop projekten inom ämnesområdet. Delprogramledarna har löpande följt upp verksamheten och gjort en samlad rapportering till Energimyndigheten. Under programmets gång har ytterligare projekt som finansieras utanför Småskalprogrammet knutits till delprogrammen när det har bedömts vara möjligt att uppnå synergieffekter. Figur 1: A. Projekt som ingår direkt i delprogrammets beslut. B. Projekt som har egna projektnummer men är knutna till delprogrammet. C. Projekt som inte är finansierade inom Småskalprogrammets medel, men som berörs av programmets verksamhet. *) Delprogramansvarig ansvarar för både A, B och C projekt Programmet har haft en syntesgrupp bestående av de sex delprogramledarna samt representanter från Energimyndigheten (se Tabell 1.2). Efter ungefär ett år reducerades antalet delprogramledare till fem genom att Björn Kjellström fick ta ansvar för två delområden (Pelletsteknik och Teknikbevakning). Syntesgruppen har haft i uppgift att kontinuerligt följa

22 upp delprojekten i programmet, att besluta om fördelningen av s.k. utvecklingscheckar och att initiera förstudier runt viktiga områden som inte täcktes av pågående projekt. Under programtiden har syntesgruppen ansvarat för information från programmet genom forskningssammanfattningar i tidskriften Bioenergi. Syntesgruppen har också haft i uppgift att sammanställa en syntesrapport från programmet med generalisering av resultat och sammanställning av övergripande slutsatser från detsamma. Slutligen har syntesgruppens medlemmar utnyttjats som bollplank till Energimyndigheten inför nya utlysningar och framtagande av nya forskningsplaner utanför programmets ramar. Tabell 1.2: Medlemmar i syntesgruppen Medlem Tillhörighet Delprogram Björn Kjellström Exergetics Småskalig pelletsteknik 3. Hans Gulliksson Energikontor Sydost Närvärme Lars Andrén Solenergiföreningen Biobränsle solvärme Magnus Davidsson Teknikföretagens Branschgrupper AB Vedeldade pannor och lokaleldstäder Björn Kjellström Exergetics AB Teknikbevakning Rikard Gebart ETC Systemaspekter och syntes Erik Hedar Energimyndigheten Åsa Karlsson Energimyndigheten 1.5 Projekt- och budgetfördelning Programmets budget enligt det ursprungliga beslutet var totalt 40 miljoner kronor. Under programmets gång har en samordning skett med andra forskningsprogram, bl.a. Bränsleprogrammet och ERA-NET, vilket har lett till en ökning av programmets omfattning (se Tabell 1.3). Tabell 1.3: Budgetfördelning inom programmet för småskalig uppvärmning med biobränslen Antal projekt Total budget (kkr) Utdelade medel (kkr) Småskalig pelletsteknik Närvärme Biobränsle-solvärme Vedeldade pannor och lokaleldstäder Teknikbevakning hela fältet Systemaspekter Summa Den totala budgeten för de projekt som hanteras, är 93 Mkr, varav Energimyndigheten bidragit med 52.6 Mkr (56 %). Dessa medel är fördelade på 6 delprogram omfattande totalt 60 delprojekt, fördelade som framgår av Tabell Under det första året hade Iréne Weiner, Pellsam ansvaret

23 1.6 Syntesrapportens utvärderingskriterier Syntesarbete kan ha flera syften. Dessa beskrivs i Energimyndighetens Riktlinjer för systemarbete. I denna syntesrapport är syftet att redovisa vilka frågeställningar som avnämarna fått besvarade och vilka som återstår att besvara. 1.7 Läsanvisningar Syntesrapporten har genomgående som utgångspunkt att betrakta resultaten ur den potentiella användarens synvinkel, dvs. vilken ny kunskap har framkommit för en tillståndsgivande myndighet, en panntillverkare, en installatör av solvärmesystem, en samhällsplanerare, en bränsleleverantör etc. Redovisningen sker på flera plan vad gäller omfattning och detaljrikedom. I kapitel 1 har resultat av speciellt stort intresse lyfts fram, och redovisas. Här ges också hänvisningar till vilka projekt som har producerat resultaten, så att den intresserade i Bilaga 2 Projektsammanfattningar kan finna kontaktuppgifter och mer detaljerad information om det enskilda projektet. Helheten som åstadkommits i de olika delprogrammen redovisas också i Bilaga 1 Delprogram, där delprogramledarna ger en bild av vad som innefattats och vad som åstadkommits. För den som är intresserad av ytterligare detaljer hänvisas till projektens slutrapporter som kan laddas ner från Energimyndighetens hemsida. I kapitel 3 görs en bred genomgång av vilka resultat som framkommit sett ur användargruppernas synvinkel och uppdelat på olika tekniker och tillämpningsområden. Detta avser att ge en samlad bild av programmets resultat oberoende av inom vilka projekt eller vilka delprogram som verksamheten genomförts. I kapitel 4 presenteras några tankar om vad som med fördel borde innefattas i ett kommande program. I kapitel 5 ges avslutande kommentarer rörande måluppfyllelse för programmets olika delar samt beträffande informationsspridning och underlag för utbildning.

24

25 2 Resultat av speciellt intresse 2.1 Bränsleberedning och bränslehantering Rörflen, halm och restprodukter från jordbruk Brikettering Låttra Gård Bioenergiprodukter är ett lantbruksföretag som sedan 1994 driver en småskalig kommersiell briketteringsanläggning i Vingåker utanför Katrineholm. Gården producerar idag ca ton träbriketter per år. Briketterna levereras till i huvudsak närvärmecentraler i närliggande område. På grund av ökande spånpriser och tilltagande konkurrens om råvara i regionen, har gården påbörjat utvecklingen med att ta in rörflen som råvara i briketteringsprocessen. Inom ramen för projekt L har 40 ton briketter med inblandning av 20 vikts% rörflen och 80 % briketter av sågspån använts för proveldning i en 500 kw närvärmepanna. Resultaten av eldningsförsöken sammanfattas under Lyckade försök med brikettering av rörflen har gjorts hos det polska företaget Asket leverantör av mobila briketteringsanläggningar. Försöken gjordes inom ramen för en förstudie som finansierats av programmet. Resultaten ledde till att Glommers Miljöenergi AB beslöt köpa in en sådan anläggning med delfinansiering från Jordbruksverket och länsstyrelsen i Norrbotten. Briketteringen sker med skruvpressar. Anläggningen som har en kapacitet kg/h är i drift sedan hösten 2010 i Glommersträsk. De producerade briketterna används i en 60 kw Catfire fastighetspanna som enda bränsle. Pannan värmer ett hyreshus med 14 lägenheter i Glommersträsk. Pelletering Användning av additiver för att förbättra förbänningsegenskaper hos pellets producerade ur råvaror med ogynnsam asksammansättning behandlas i två projekt. Syftet är att på detta sätt öka råvarubasen för produktion av pellets som kan utnyttjas utan omfattande modifieringar av eldningsutrustningen. Det finns ett behov av att öka råvarubarubasen för biobränslen. En sådan till stor del outnyttjad resurs är olika typer av agrobränslen. I Bioagroprojektet ( ) har syftet varit att ta fram additiv som gör det möjligt att utnyttja jordbrukets restprodukter som pelletsråvara. Idag plöjs dessa ner i marken eller lämnas till deponi. Svårigheten att elda dessa produkter är beror på att pyrolysgasavgången är långsammare än för träpellets, och att de innehåller mer mineraler som bildar aska med låg smältpunkt. Värmevärdet är ca 15 procent lägre och halterna klor, svavel och kväve är gånger högre än i träpellets. Bioagroprojektet har gjort analyser, testat och sammanställt vilka lämpliga additiv som behövs för att ändra materialets egenskaper i Skånefrös anläggning i Tommarp. Anläggningen är försedd med ett antal separata bränslebehållare, vågsystem, kvarn, kylare och pelleteringsutrustning för att skapa en pellets med rätt additivmängd för förbränningen beroende på bränsleråvarans sammansättning. Vid förbränning av det obehandlade materialet avgår normalt svavel och klor i rökgaserna men additivet binder dessa förutom att de höjer askans sintringstemperatur. Pellets har framställts ur olika restprodukter och blandningar av dessa. Proveldningar har genomförts i två rosterpannor. Resultaten av eldningsförsöken sammanfattas under Effekterna av olika additiv för förbättring av förbränningen studeras även i projekt för att ge underlag för att med styrning av additiven uppnå de egenskaper som eftersträvas hos pelletsprodukten. De råvaror som ingår i studien är havrekärnor, havreskal och rapspressrest. Proveldningar genomförs i villabrännare och i närvärmepannor med effekter upp till 4 MW,

26 både med med roster och med pulverbrännare. Även inverkan av torvinblandning i olika biobränslen före pelletering på partikelemissionen vid eldning i rosterpanna för närvärme studeras i projekt Resultat av projektet skall föreligga Halmhantering En inventering av erfarenheterna från användning av halm som bränsle i Danmark gjord inom projekt , visar att det där finns väl fungerande kommersiell teknik som med fördel kan utnyttjas i Sverige. En bedömd potential för halmanvändning är upp till 4 TWh/år Knubbved Ved med en bitlängd mellan 50 och 150 mm kallas för knubbved (på engelska chunkwood, på svenska ibland även kallat styckeved). Knubbved studerades i flera länder under 1980-talet. Den forskningen visade att fördelen med knubbved skulle kunna vara att den kan tillverkas och hanteras rationellt på liknade sätt som flis, men med lägre energiåtgång, och att det är lättare att få knubbved att självtorka under lagring. I projekt BC studerades förutsättningarna för att utnyttja knubbved för småskalig eldning. Ett delmål var att studera om styckeved/knubbved kan eldas satsvis i konventionell vedpanna eller med automatisk inmatning. Ett annat delmål var att analysera ett helt system för produktion, lagring, torkning, distribution och eldning av knubbved i liten skala. Projektresultaten visar sammanfattningsvis att knubbved torkar bra under lagring utomhus, men kan återfuktas om den inte får någon form av regnskydd, att det går att elda knubbved, både i konventionella vedpannor och i pannor avsedda för automatisk eldning av biobränsle med mindre bitstorlek än knubbved. För att resultaten ska få tillämpning i större omfattning krävs dels att entreprenörer satsar på tillverkning och leverans av knubbved, t ex i storsäck, dels att eldningsinstruktioner eller styrprogram för konventionella vedpannor anpassas till knubbved. För en automatisk matning och eldning av knubbved i pannor under 50 kw kan det dessutom krävas vissa modifieringar av matarskruv och eldstadsutrymme, särskilt för eldning vid låg effekt. Tekniken behöver ytterligare verifiering för att säkerställa driftssäkerheten. Kostnaden för framställning av knubbved i måttlig skala (c:a 100 MWh bränsle/år) och leverans till användare uppskattas till mellan 323 och 396 kr/mwh, eller ungefär som för pannved eller flis framställd i samma skala. Tekniska och ekonomiska förutsättningar för övergång från briketter till knubbved i något större pannor studerades inte närmare inom projektet. Några större problem bedömdes emellertid inte föreligga, men modifiering av matningsutrustning för att kunna hantera hårdare bränslestycken bedömdes möjligen som nödvändigt. Projektresultaten ger inte syntesgruppen möjlighet att bedöma om knubbved är ett nationellt betydelsefullt bränsle men utesluter inte att knubbved kan få betydelse i lokala bränslekedjor Biooljor Som en del av insatsen för teknikbevakning har en studie genomförts (projekt B) för att klarlägga behovet av utvecklingsinsatser när det gäller användning av biooljor i anläggningar med bränsleeffekt under 10 MW. Studien visade att den inhemska tillgången för de flesta biooljor är tämligen liten, motsvarande mindre än 0,2 TWh(br)/år för varje bränsle och att dessa bränslen används i större anläggningar med kommersiellt tillgänglig eldningsteknik. Kvantiteterna tallbeckolja är

27 visserligen större, drygt 3 TWh(br)/år, men det finns inget skäl att överväga småskalig användning av detta bränsle. Pyrolysolja kan på sikt bli tillgänglig i större kvantiteter som ett resultat bl a av pågående framgångsrik forskning och utveckling i Finland, men inte heller för detta bränsle är småskalig användning den marknad som främst är aktuell. Slutsatsen är att insatser för utveckling av teknik för småskalig användning av biooljor inte behöver prioriteras. Dock kan studier av förutsättningar för småskalig produktion av pyrolysolja för användning i anläggningar med bränsleeffekt över 10 MW, som alternativ till pelletsproduktion, vara motiverade Bränslekvalitetsfrågor En studie av vilka egenskaper hos bränslepellets som måste bestämmas för att tillfredsställande definiera pelletskvalitet med hänsyn till olika slag av eldningsanordningars krav, pågår som en del av projekt De eldningsanordningar som ingår i studien är brännare i villaskala, fastighetspanna med stoker närvärmepannor med roster och pulverbrännare med kapacitet upp till 4 MW. Förutom referensbränslet framställt ur spån ingår följande råvaror i försöken: - 50 % energived, 50 % spån - Obarkad energived 100 % - Barkad energived 100 % - Torv - Spån med additivet stärkelse, 1,5 % - Spån med additivet lignin, 1,5 % I försök i lab-reaktor med enstaka pellets har samtliga dessa bränslen samt spånpellet med lignin-inblandning 0, 5, 10, 15 och 20 % eldats. Resultaten är tillsvidare preliminära. De olika inblandningarna med energived visade inga problem. Inblandning med stärkelse respektive lignin gav förfärliga sintrings- och påslagsproblem, trots de låga inblandningshalterna. Man kan säga att vi fått utökad kunskap om hur man genom att känna asksammansättningen i pellets kan förutsäga hur bränslena bör bete sig vid förbränningen, och att vi utvärderat både i komersiella villabrännare och i närvärme- fullskala. Principer och underlag för ett kostnadseffektivt och tillförlitligt kvalitetssäkringssystem för pellets är under utarbetande inom projekt , liksom en teoretisk modell som beskriver ask/slaggkemin och som kan utnyttjas för att bedöma risken för driftproblem (beläggningar, korrosion) orsakade av aska och slagg samt partikelhalter i rökgaserna vid användning av fosforrika åkergrödor som bränsleråvara är under utveckling. Modellen skall kunna utnyttjas för att anpassa driftparametrar och för att avgöra om additivtillsats eller sameldning med andra bränslen erfordras. Resultat av dessa studier skall föreligga Biobränsle och solvärme Delområdet biobränsle och solvärme har haft som intention att utveckla värmeförsörjningssystem där kombinationen solvärme och biobränsle sätts i fokus. Fördelen med att kombinera biobränsle och solvärme, som behöver en ackumulatortank, är att bränsleförbrukningen

28 minskar. Det ger minskade bränslekostnader, bättre årsverkningsgrad för bränsleanvändningen genom att den tid som brännaren går med låg belastning reduceras vilket ger mindre emissioner. Det mer övergripande och också mest omfattande projektet i delområdet ( A) har syftat till att utveckla och dokumentera ny generell kunskap om systemutformning och systemdimensionering i samarbete mellan forskare och företag i branschen. De övriga projekten i delområdet har behandlat utveckling av specifika systemlösningar Generell kunskap Det övergripande projektet ( A) har omfattat en marknadsstudie och utarbetande av en handbok för kombinerade bio- och solvärmesystem. I projektet har dessutom ingått provning av en referenspanna och fem olika kombinerade pellet- och solvärmesystem i ett sexdagarstest, utformat för att simulera en årscykel för uppvärmning av en villa.. Marknadsstudien har ökat den generella förståelsen för potentiella systemtyper och provningarna har ökat kunskapen om lämplig systemutformning bland projektdeltagarna. Marknadsstudien visar en förhållandevis stor teknisk potential för såväl luftkylda pelletkaminer i kombination med solvärmt varmvatten (VVB), som vattenkylda pelletkaminer i kombination med solvärme för varmvatten och värme (ackumulatortank) i befintliga småhus. Dessutom tillkommer en möjlig utbytesmarknad i befintliga och en marknad i nya småhus med nya anpassade system. Projektet A har genomförts i nära samarbete med EU-projektet "Combisol" där man besiktigat och utvärderat 10-talet pellet- och solvärmesystem. Erfarenheter med avseende på systemutformning och uppmätta prestanda i installerade system har jämförts med resultaten från utvecklingsprovningarna. Resultaten av jämförelserna utgör en viktig grund för en fortsatt systemutveckling. Till exempel visade det sig att värmeförlusterna (från ackumulatortank, rör och panna) är mycket större i de utvärderade systemen än i de provade, bland annat på grund av långa och oisolerade rör samt självcirkulation i pannkretsen med avstängd panna Teknikutveckling Projekt A, Integrerade system för bio- och solvärme, har skapat underlag för en provningsmetod med avseende på system där man kombinerar en pelletpanna eller -kamin med ackumulatortank och solfångare. Fem system från olika leverantörer provades i en modifierat sexdagarstest som ursprungligen utvecklats för provning av ackumulatortankar (del i CEN-standard). De genomförda systemprovningarna visar att de kombinerade systemen använder från 19 till 37% mindre mängd pellet än referenspannan för att täcka samma värmeoch varmvattenbehov. Projekt B, Komplett integrerat pellet/solvärmesystem, har utvecklat ett komplett värmesystem där solångare (Aquasol) och pelletspanna (Ariterm) integreras genom en gemensam ackumulatortank (Borö). Ackumulatortanken är central i systemutvecklingen och de båda värmekällornas drift optimeras med hjälp av ett gemensamt styrsystem. Målet har varit att utveckla ett system med bra prestanda, låga installations- och driftkostnader samt en enkel och bekväm drift för användaren. Systemet har provats och introducerats på marknaden och utvärdering av de första installationerna pågår.

29 Projekt C, Energisparboden, omfattade utveckling av en prefabricerad fristående värmeenhet inrymmande såväl solfångare som pelletspanna, ackumulatortank, pelletförråd, mm, lämpad för byggnader som inte kan inrymma den här typen av värmeutrustning. Projektet har koncentrerat sig på design och funktion och samordning mellan pelletsutrustningen, värmelager, bränsleförråd och solfångare och i syfte att förenkla applikationen och optimera funktionen. Systemet finns i komplett prototyp men har inte introducerats på marknaden. Projektet , Solkompatibel pelletskamin, innebar utveckling av ett kombinerat pelletoch solvärmesystem främst tänkt för villor med direktverkande elvärme. Systemet omfattar en modern vattenmantlad pelletskamin, som är självrengörande för minimal skötsel och försedd med med automatisk påfyllning, en nyutvecklad ackumulatortank med invändig tub för ökad varmvattenkomfort, ett nyutvecklat nedgrävt bränslelager och ett nytt styrsystem för kamin, solvärme och bränslelager. Systemet har inte provats och har inledningsvis introducerats med en enklare och billigare kamin då en inledande marknadsundersökning visade att den nya kaminen upplevs som för dyr. 2.3 Leverantörer av villapannor och lokaleldstäder Avsikten med projekten i programmet har varit att framför utveckla tekniken till att bli ännu mer användarvänlig och miljövänlig. Området innefattar pannor och kaminer med effekt upp till c:a 50 kw Pelletspannor och kaminer Försäljningen av pelletsutrustning i Sverige har stagnerat. För en fortsatt ökad användning av pellets för småskalig uppvärmning krävs både nya kategorier av användare och en vidgad råvarubas. Utrymmet för övergång från oljeeldning till pelletseldning genom konvertering av befintliga oljepannor genom installation av en pelletsbrännare eller byte av panna till en pelletspanna, vilket har varit både enkelt och ekonomiskt, är i princip utnyttjat. För att nå andra grupper av hus och husägare krävs ett nytänkande. Inte minst måste användarnas krav på enkel och säker drift mötas. Pellets måste helt enkelt bli mer attraktivt än värmepumpar. Användarvänlig teknik för småskalig pelletseldning har en stor potential i andra länder, inte minst i Europa. En exportmarknad för sådan teknik kan bidra till att öka underlaget för svensk produktion av utrustning. Marknadsstudier Två projekt inom programmet ( D och ) har i detalj identifierat de faktorer som är viktiga för att ge pelletseldade villapannor och pelletskaminer en bättre konkurrenskraft på marknaden. Sådana faktorer utöver kostnadsbilden inkluderar bränsleförsörjning, lager, logistik, inställning av pannan, sotning, askhantering och service, men framförallt lösningar som ger en ökad bekvämlighet för användare och servicepersonal. I projekt ingick en konsumentundersökning omfattande c:a småhusägare. De tillfrågade fick välja mellan att antal olika alternativ för uppvärmning, där egenskaper som skötselbehov, driftsäkerhet, investeringskostnad, mysfaktor etc. listades, d.v.s. sådant som är relevant för konsumentens val av uppvärmning och som även kan påverkas av tillverkare. Svaren ger en bild av vad husägare värderar som viktigt vid val av värmesystem och av vad som kan få användare att föredra pellets framför konkurrerande alternativ, främst värmepump.

30 Enligt undersökningen avser 17% av landets småhusägare att investera i ett nytt uppvärmningssystem inom de närmaste fem åren. Dessa husägare är idag, i grova drag, jämnt fördelade mellan oljeldare, vedeldare och pelletseldare, med någon övervikt för oljeeldare. För c.a 5% av husägarna är investeringen aktuell i närtid och bland dessa finns främst oljeeller vedeldare. Att även pelletsanvändare överväger att byta uppvärmningssystem är naturligtvis allvarligt för omställningen av energisystemet eftersom det finns risk för att en stor del övergår till el som värmekälla i form av värmepump. En intervjuundersökning inom projekt D bekräftar detta. Bland de 58 av 533 intervjuade pelletseldare som bytt till annat uppvärmningssystem hade 69% installerat någon form av värmepump och 23% anslutit till fjärrvärme. Undersökningen i projekt visar att driftsäkerhet, ekonomi, lättskötthet, ren inomhusmiljö och stabil kostnadsbild är de egenskaper som småhusägarna fäster störst vikt vid när det gäller att välja uppvärmningssystem. För ökad driftsäkerhet är man i genomsnitt beredd att betala 1200 kr mer per år om antalet driftstopp per år kan minskas med ett. Om skötselinsatsen kan minskas med en timme per månad är man beredd att betala ytterligare 2000 kr per år. Om värmepump och pelletspanna kräver samma skötselinsats, har samma driftsäkerhet och erfordrar samma investering kräver småhusägarna i genomsnitt att årskostnaden för pelletsuppvärmning skall vara kr lägre om pelletsalternativet skall föredras. Om värmepump och pelletspanna kräver samma skötselinsats, har samma driftsäkerhet och erfordrar samma investering kräver småhusägarna i genomsnitt att årskostnaden för pelletsuppvärmning skall vara kr lägre om pelletsalternativet skall föredras. För de 38% av småhusägarna som ser pelletsuppvärmning som ett intressant alternativ är kravet att pelletseldning skall vara 4000 kr billigare per år om pellets skall föredras framför värmepump. I programmet har även genomförts en förstudie avseende möjligheterna att hitta en marknad för svensk pelletsteknik för småskalig uppvärmning i Chile ( ). Slutsatsen blev att svensk utrustning i så fall måste säljas till lägre priser än de som tillämpas i Sverige och att eldningsförsök med pellets från Chile kan behövas eftersom pelletskvaliteterna i Chile avviker från de svenska. Teknikutveckling Teknikutvecklingen för pelletspannor och kaminer har främst varit inriktad på ökad användarvänlighet, minskade utsläpp och ökad tolerans mot variationer i bränslekvalitet. Det visade sig svårt att engagera utrustningsleverantörerna för att medverka till att utveckla pelletsuppvärmning till ett mer attraktivt alternativ. Endast fyra företag som erbjuder pelletsbrännare, pannor eller kaminer har utnyttjat möjligheterna till delfinansiering av utvecklingsinsatser genom programmet. I samband med att resultaten av konsumentundersökningen presenterades genomfördes ett möte för att diskutera samverkan kring utveckling av pelletstekniken inom ramen för fortsättningen av projekt och med stöd av experter på SP. I mötet deltog representanter från åtta utrustningsleverantörer. Tre av dessa visade aktivt intresse för utvecklingssamarbete med SP. Småhusägarnas krav på användarvänlighet framgår av konsumentundersökningen i projekt Myndighetskrav på minskade emissioner finns inte i Sverige. Låga utsläpp till omgivningen anges emellertid som en viktig eller mycket viktig faktor av 86% av de tillfrågade i konsumentundersökningen. Låga utsläpp är också en förutsättning för export av pelletspannor och kaminer till andra europeiska länder och ett starkt skäl till att

31 utrustningsleverantörer önskar förbättra sin förbränningsteknik. Ökad tolerans för varierande pelletskvalitet skulle kunna öppna för användning av billigare råvaror och därmed billigare pellets. För att göra pelletstekniken mer användarvänlig har Effecta Pannan AB ( ) utvecklat en teknik, som skall innebära att serviceinsatserna för ett pelletsbaserat system blir så obetydliga att de är jämförbara med dem som krävs för en värmepump. Tekniken går ut på att serviceombud kan övervaka enheten och utföra service samt åtgärda fel på distans. Bränsle och service beställs automatiskt vid behov. I princip skall husägarna kunna köpa en tjänst som innebär att de köper kwh väme med automatisk felåtgärdning, service, pelletsleverans etc. på samma sätt som för fjärrvärme, istället för som idag en produkt där de själva har ansvaret för att uppvärmningen fungerar. Husägaren får realtidsinformation om driftparametrar i anläggningen på en display. Detta väntas öka dennes medvetande, kunskap och intresse för att minska energiförbrukningen. Test av informationsdisplayer avseende elförbrukning i lägenheter har resulterat i väsentliga minskningar av energikonsumtionen. Resultaten är generellt tillämpbara inom olika förbränningsområden (ved, kamin, stor/ småskaligt). I ett annat projekt ( ) har Effecta Pannan AB utvecklat en ny självrengörande vattenmantlad pelletskamin med rörlig rost och rörliga turbulatorer i konvektionsdelen som innebär att användaren endast skall behöva sota en gång per år och tömma asklådan högst 3 5 gånger per år. I Effectas nya koncept, utvecklat inom projekt , ingår även ett utomhus nedgrävt pelletsförråd med automatisk inmatning som normalt skall behöva fyllas högst två gånger per år. Uppvärmningssystemet kan integreras med solvärme med hjälp av en ackumulatortank och ett nytt styr- och reglersystem. För att kunna uppfylla de högsta kraven (klass 5) för pelletsbrännare enligt Euoropastandard EN har Janfire AB i samarbete med SenSic AB och SP inom projekt arbetat med utveckling av ett styrsystem baserat på en ny typ av gassensor som mäter både CO och O 2. Resultaten är lovande men ytterligare utvecklingsarbete krävs för att systemet skall kunna lanseras kommersiellt. Förhoppningar finns om att den nya brännargeometri med nedåtriktad tre-stegsförbränning som Effecta Pannan AB tagit fram inom projekt skall kunna innebära låga emissioner men tester som verifierar detta har inte kunnat genomföras under programperioden som planerat inom projekt Förbränningsteknisk optimering av små pelletsbrännare för att undvika sotbildning på glasytor, minska emissioner mm har nästan uteslutande inneburit tidsödande och kostsamma försök med succesiva modifieringar av utrustningen. I projekt har visats att det är möjligt att utnyttja avancerad strömningsteknisk modellering för att simulera automatisk askutmatning och optimera lufttillförseln till primär- och sekundärfärbränningszonerna. Projektet har utnyttjats för optimering av pelletsbrännare i kaminer marknadsförda av Pitekaminen och Svebo Bioenergy, den förra övermatad och den senare horisontalmatad. Projekt D hade som mål är att öka förståelsen för hur högtemperaturkorrosionen i pelletsbrännare beror av samspelet mellan materialsammansättning, materialtemperatur, asksammansättning och eldningsförhållandena vid eldning av askrika pellets. Projektet omfattade inventering och dokumentation av erfarenheter av korrosion, design och konstruktion av en kyld korrosionssond, genomförande av korrosionsförsök med sonden i en kommersiell pelletspanna samt laboratorieundersökningar av sambandet mellan askans och rökgasens sammansättning, temperatur och korrosionsangrepp för relevanta material. Inventeringen gav värdefulla insikter om när och var korrosionsproblem uppträder medan laboratorieförsöken gjorde det möjligt att undersöka korrosionsangreppet på ett detaljerat sätt.

32 En fungerande korrosionssond för denna typ av brännare togs fram. Korrosionssonden är den första i sitt slag och gör det möjligt att jämföra korrosionsbeständigheten hos olika material i en viss panna som funktion av materialtemperaturen. Dessutom kan korrosiviteten hos olika bränslen jämföras och det är möjligt att undersöka hur förändringar i panndesign och i panndrift påverkar korrosionen Vedpannor och lokaleldstäder Utsläpp av partiklar kan vara en faktor som begränsar utvecklingen för småskalig uppvärmning med biobränsle. Därför är det viktigt att öka kunskapen om vad det är som orsakar dessa utsläpp samt vad som kan göras tekniskt för att minska utsläppen. Projektet B har kompletterat kunskapen om vilka tekniska aspekter i designen och vilket manuellt handhavande som påverkar utsläppen av partiklar. Projektet har också bidragit till att utveckla användandet av en ny teknik (AMS) som kan användas för att betydligt mer detaljerat än tidigare visa vilka ämnen som släpps ut och när under eldningscykeln dessa släpps ut. I projekt A har man undersökt vilka möjligheter och begränsningar som finns att elda en vedpanna direkt mot husets värmebehov och inte via en ackumulatortank som är brukligt idag. Förutsättningen var att detta skulle kunna göras med utsläpp motsvarande en pelletspanna. Fördelarna om detta skulle vara möjligt är att utsläppen i start och stoppfas (som är de högsta) då skulle kunna undvikas eftersom pannan istället eldas mer kontinuerligt, ofta med lägre effekt. En annan fördel skulle vara den lägre kostnaden för utrustningen. Projektets litteraturstudie visar att det finns lite relevant forskning gjord inom detta område men att teknik för kontinuerlig reglering av luftöverskott och utbränningsgrad (dvs. luftflöden) är under stark utveckling och visar lovande resultat. Resultaten från projektets eldningsförsök visade att det är svårt att elda en panna med tillräckligt låg effekt. Förändringar i lufttillförseln, primärkammarvolymen och primärluften placering påverkade inte pannans termiska effekt signifikant. Generellt sett påverkade inte heller vedklabbarnas läge eller storlek (knubbved) pannans termiska effekt. Projektet BC har undersökt tekniska och praktiska möjligheter för en ny en ny bränslefraktion knubbved att introduceras på den svenska marknaden. Slutsatserna vad gäller möjligheterna att utnyttja knubbved i kommersiellt tillgängliga pannor sammanfattas under Standardiserings och regelarbete för pelletspannor, kaminer och vedpannor För pelletspannor, kaminer och vedpannor gäller att hög verkningsgrad är en konkurrensfördel. Kunderna vill givetvis få så låga bränslekostnader som möjligt, och i vissa länder ställs krav på minsta verkningsgrad i lagstiftning och/eller bidragsprogram Implementeringen av EU:s Ecodesigndirektiv kommer med all sannolikhet också att medföra gemensamma skärpta krav på verkningsgrad och utsläpp inom några få år. Direktivet berör några av de mest centrala aspekterna i forskningsprogrammet. Därför har forskningsprogrammet finansierat deltagande i arbetet med produktkrav inom Ecodesigndirektivet 4 (projekt D ) som lett till en ökad kunskap hos tillverkare och Energimyndigheten om EUs arbete med nya krav. Reglerna ska bland annat omfatta 4 Ecodesign Lot 15 för fastbränsleutrustning

33 energieffektivitets och utsläppskrav på pellets och vedutrustning som får säljas på den Europeiska marknaden. Insatserna från svensk sida har bland annat fått till följd att pelletspannor ses som en egen produktgrupp, inte sammanslagen med kol- och vedpannor. Detta torde vara väsentligt när man ska utforma utsläppskrav. Då verkningsgrader på 90 % och däröver skall verifieras blir metoder och mätonoggrannheter av stor betydelse för att resultaten skall vara relevanta och tillförlitliga. Dagens metoder för bestämning av verkningsgrad och framför allt vissa förlustposter är inte tillfredsställande i fråga om noggrannhet och reproducerbarhet. Detta framgår av skillnader i resultat som konstaterats mellan olika laboratorier inom Europa vid provning av samma produkt enligt samma metod. Problemet åskådliggörs också genom att restposten i värmebalansen för biobränslepannor ofta blir orimligt stor, vilket gör resultaten principiellt osäkra. Detta innebär att det är svårt att på ett tillförlitligt sätt kvantifiera de olika förlusterna och därmed optimera pannkonstruktioner på ett effektivt sätt. Både konsumenter, tillverkare och myndigheter har därför stort intresse att bättre metoder utvecklas för att verifiera energieffektivitet och delförluster. Inom projektet har olika metoder för att bestämma verkningsgraden och för att beräkna rökgasförlusterna och värdera dessa jämförts teoretiskt och experimentellt Relevanta värden på strålnings- och genomströmningsförluster har tagits fram och inverkan på verkningsgraden av några typiska åtgärder för optimering studerats. 2.4 Närvärme- och fastighetspannor Projekten inom delprogrammet har syftat 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 haft en tydlig industrirelevans med stark inriktning mot att utveckla teknik för en konkret användning Pannor för träbränslen Tekniken för användning av träbränslen i form av flis, briketter, pellets eller pulver är väl känd och kommersiellt tillgänglig. De projekt inom programmet som avser dessa bränslen behandlas under 2.1.4, och och är inriktade på bränslekvalitetsfrågor, rökgaskondensering och minimering av emissioner Pannor för agrobränslen Det finns ett behov av att öka råvarubasen för biobränslen. En till stor del outnyttjad resurs är olika typer av agrobränslen, d v s antingen restprodukter från jordbruk eller ettåriga grödor, som t ex rörflen, odlade för att utnyttjas som bränsle. I jämförelse med rena träbränslen är agrobränslen i allmänhet svårare att utnyttja som en konsekvens av högre askhalt, ibland låg asksmälttemperatur, lägre värmevärde och mindre andel flyktiga ämnen. Omfattande försök med pelleterade restprodukter från jordbruket har genomförts i projekt Resultaten visar att sådana bränslen, även med askhalter som är gånger högre än i träpellets, kan utnyttjas utan problem genom tillsats av anpassade additiv och lämplig utformning av rosten. Försöken utfördes i två pannor om 250 resp kw med automatisk slagghantering, multicyklon och slangfilter installerade i Skånefrös anläggning i Tommarp. Anläggningen är i full drift sedan årsskiftet 2009/2010 och kan användas som en testanläggning för olika pelletsblandningar.

34 Möjligheterna att utnyttja rörflen som bränsle i fastighets och närvärmepannor studerades i två projekt, K och L. Rörflen har gånger högre askhalt än träbriketter och 2-3 gånger högre askhalt än skogsbränsle (grotflis), vilket ställer större krav på förbränningstekniken. Pannan måste vara utrustad med automatiskt askutmatningssystem. Det krävs också att askbädden i pannan förflyttas mekaniskt. Bearbetning av askan krävs för att riva isär askan så att den följer med askskruven ut och inte bygger upp valv i pannan. Med den struktur och låga volymvikt som rörflensaska har måste uppehållstiden för bränslet i pannan vara tillräckligt lång för att ge en fullständig förbränning av rörflensbränslet. Få av de befintliga pannorna i storleken 50 kw- 1 MW som använder trädbränsle idag bedöms kunna använda rörflen utan ombyggnad av inmatning och askutmatning samt komplettering av förbränningstekniken. Sameldning av träbränsle och rörflen innebär mindre askmängder men enligt mätningar gjorda inom projekt L en väsentlig sänkning av asksmältpunkten. För en blandning av 20 % rörflensaska och 80 % träaska sänktes asksmälttemperaturen från 1420 o C för ren rörflensaska till 1190 o C för blandningen. De försök med bränslemixar av rörflen och träbriketter som gjordes inom projekt L i en 500 kw närvärmeanläggning vid Ökna Naturbruksgymnasium i Nyköping visar att en anläggning utformad för eldning med träbriketter med rimliga åtgärder kan anpassas för att fungera väl med briketter framställda med upp till 20% inblandning av rörflen. I projekt B undersöktes möjligheten att minimera utsläpp av skadliga ämnen, framförallt partiklar, vid förbränning av skogs och jordbruksrester i en 100 kw rosterpanna med förugn genom sameldning med rörflenspellets. Samtidigt studerades möjligheten att anpassa en förugn primärt avsedd för fuktiga biobränslen till eldning av torrare biobränslen. Ett stort antal eldningsexperiment med hästgödsel, grot och råflis med och utan tillsats av 50 vikt% rörflenspellets har utförts. Utsläppen av CO var relativt låga för samtliga bränslen ( mg/nm 3 vid 10 vol% O 2 ), medan utsläpp av NO x vid eldning av grot och hästgödsel var betydligt högre ( mg/nm 3 vid 10 vol% O 2 ) jämfört med eldning av konventionell träflis (ca 50 mg/nm 3 vid 10 vol% O 2 ). Det mest intressanta resultatet var att partikelutsläppen minskade i storleksordningen 25-30% vid sameldning av rörflenspellets med hög kiselhalt. Partikelutsläppsnivåerna var dock genomgående låga vid eldning av samtliga bränslen (under 50 mg/nm 3 vid 10 vol% O 2 ). Däremot ökade askmängden markant vid rörflensinblandning, även om det inte bidrog till några driftproblem under försöken. Försökstiden var dock för kort för kunna ge säkra slutsatser om askförhållandena vid kontinuerlig drift. Det bedömdes som mycket troligt att askutmatningssystemet måste anpassas för att kunna hantera större askmängder som delvis också sintrat. Den 60 kw Catfire-panna i Glommersträsk för eldning av rörflensbriketter som installerades efter den förstudie som nämns under har drabbats av driftstörningar under vintern Orsaken bedöms inte vara bränslerelaterad utan vara ett monteringsfel i styrsystemet. 5 Sammanfattningsvis visar resultaten av försöken med eldning av agrobränslen att åtminstone medelstora pannor med effekter över några 100 kw kan anpassas med rimliga åtgärder för att elda askrika agrobränslen eller blandningar av träbränslen och agrobränslen. När det gäller mindre pannor saknas ännu väl dokumenterade positiva erfarenheter från längre tids drift. 5 Telefonsamtal med Bo Lundmark Glommers Miljöenergi AB

35 2.4.3 Rökgasreningssystem Inom programmet har möjligheterna att minska utsläppen av svaveloxider, kväveoxider och partiklar från fastighetspannor och närvärmepannor studerats. Svavelrening Försök i laboratorieskala inom projekt E tyder på att 3nine AB:s rökgasreningsteknik med centrifugalseparator går att kombinera med kalkinsprutning för att reducera SO2 från rökgaser utan att utsläppen av partiklar ökar väsentligt. Koncentrationen av SO2 i rökgaserna reducerades från 100 ppm till 28 ppm och från 400 till 200 ppm när kalkstenspartiklar tillsattes till rökgaserna. Partikelhalten i de renade rökgaserna ökade samtidigt från c:a 20 till 30 mg/nm 3 (13 % CO2) vilket innebär att de generella utsläppskraven för stoft (100 mg/nm 3, 13 % CO2) fortfarande kunde uppfyllas. Inga andra negativa aspekter som exempelvis igensättning av lamellerna i separatorn med kalksten kunde noteras under experimenten. Elfilter I projektet har metoder för partikelavskiljning med elektrofilter och rökgaskondensering studerats. Elektrofilter är effektiva för avskiljning av askpartiklar men blir förhållandevis dyra för anläggningar med effekt i det aktuella området. Inom programmet har ett elfilter, R_ESP (Residential Electrostatic Precipitator) från det norska företaget Applied Plasma Physics (APP) utvärderats. Produkten bedöms som nära kommersiellt tillgängligt. Provningen som gjordes för en 65 kw stoker eldad panna, vid kontinuerlig förbränning och ett effektuttag på 20 kw. Rörflen och bark eldades. Resultaten visade att minst 85 % av partiklarna i rökgasen kunde avskiljas. En alternativ elektrofilterteknik med separat jonisering, laddning och avskiljning har också studerats inom programmet i projekt I. Tekniken är främst anpassad för den typ partikelstorleksfördelning som kommer från förbränning i rosterpanna och uppges kunna bli billigare än den teknik som installeras idag. Det elektrostatiska filtret hade hög stoftavskiljning både med avseende på massa och antal stoftpartiklar. Det avskiljer ultrafina partiklar (< 0,1 µm) särskilt väl och har minimum i avskiljningen i området 0,15 0,40 µm. Resultaten avser i huvudsak antal partiklar, men i det fall stoftavskiljning m a p massa testades var avskiljningen ungefär densamma som för antal partiklar. Ett delmål var att avskilja 85 % av partiklarna. Detta nåddes vid normaldrift av filtret vid effektbehov 60 W. Vid lägre effekt bibehålls en stor del av stoftavskiljningen och var vid 20 W kring 80 %. Till och med vid filtrets lägsta effekt på 4 W uppmättes stoftavskiljning på %. Stoftavskiljning vid dessa låga effekter är positivt för driftsekonomin, vilket är särskilt viktigt vid småskalig förbränning. Rökgasbrunn Projekt G omfattar praktiska studier kring användning av en s.k. rökgasbrunn där rökgaser leds genom en rökgasledning i mark till en rökgasbrunn. I tidigare studier har visats att det går att minska stoftutsläppen och att kondensera ut stora delar av de sura ämnena på detta sätt. Resultaten från projektet visar på flera svårigheter med bl.a. kondensathantering, avledning av rökgaserna efter brunnen till en skorsten för att undvika att luftkvaliteten lokalt skall försämras och oklara regelsystem. Syntesgruppens bedömning är att denna teknik kommer att enbart få marginell användning. Rökgaskondensering för partikelavskiljning Rökgaskondensering är främst ett medel att återvinna energi och är mest intressant ur den

36 synpunkten för fuktiga bränslen. Viss partikelavskiljning blir också följden och energivinsten kan därför bidra till att minska kostnaden för att uppnå reducerade partikelemissioner. Det är dock tveksamt om rökgaskondensering för stoftrening någonsin blir ett lönsamt alternativ vid torra bränslen som t ex. agrara bränslen. I projekt H studerades användning av den s.k. ADIAK-tekniken för att öka energiåtervinningen i en rökgasskrubber. Reningen av rökgaser från partiklar mättes också. När processen kopplades till en 100 kw panna eldad med grot med 35-52% fukt uppmättes mellan 33 och 45% minskade partikelutsläpp,t.ex från 45 till 25 mg/nm 3 vid 10% O 2. Även de allra minsta partiklarna nm minskade i samma förhållande. Resultaten visar också att skillnaden mellan den totala effekt som kan levereras från en anläggning enligt ADIAK-processen jämfört med en traditionell kondenseringsanläggning är i storleksordningen 15 kw, oberoende av bränslets fukthalt vid samma returtemperatur (45 C) och skillnaden ökar ytterligare om returtemperaturen ökas till c:a kw vid 60 C returtemperatur Oljeersättning i industrin Den svenska koldioxidavgiften har varit lägre för industriell användning av fossila bränslen än när samma bränslen utnyttjas för uppvärmning av bostäder och lokaler. Under perioden 2011 till 2015 kommer dock denna reduktion att minska och kostnaden på det sättet öka från cirka 400 kr/m 3 öka till över 1800 kr/m 3 olja. En följd av detta är att den ekonomiska potentialen för ersättning av olja med biobränslen nu är betydligt större inom industrin än tidigare inom uppvärmningssektorn. Studier som gjorts inom programmet i projektet J har identifierat flera exempel på att en övergång till biobränslen kan vara lönsam även för industriföretag, i första hand när det gäller lokaluppvärmning. I tillämpningar där högre processtemperaturer krävs, som t ex glasugnar, är förgasning av biobränsle och kontrollerad förbränning av produktgasen ett tekniskt möjligt alternativ, men åtminstone om pellets används som förgasningsråvara, visade sig detta inte lönsamt (projekt A). För andra branscher där olja används för smältning, torkning och finns en mycket stor outnyttjad teknisk potential till ökad bioenergianvändning. Detta innebär ju i många fall en återgång till en energikälla som användes för år sedan. Här är troligen både pulvereldning som förgasning av biobränslen användbara tekniker. För fortsatta insatser bör teknisk utveckling för särskilt processindustri med smältning, varmhållning och torkning prioriteras. För uppvärmning av lokaler inom industrin kan den teknik som behandlas under och användas. Här erfordras dock en omfattande information och allmän kunskapsuppbyggnad som kan bygga på resultaten från projekt J Småskalig kraftvärme Värmeunderlagsinventering För att få underlag för en bedömning av värmeunderlaget för småskalig kraftvärme och dettas fördelning på olika effektklasser har en utredning genomförts ( A) som tyder på att det i Sverige 2030 finns värmeunderlag för drygt 1900 små kraftvärmeanläggningar med värmeeffekter mellan 1 10 MW. De flesta, drygt 1000, finns i effektområdet 1 3 MW. En mycket ambitiös energibesparingsinsats för bostads- och lokaluppvärmning påverkar inte

37 antalet tänkbara anläggningar mycket, men innebär en förskjutning mot minskade värmeunderlag. Det skulle betyda att teknik lämpad för anläggningar med värmebehov under 1 MW blir allt mer intressant. Teknikläge och marknad för olika processer Teknikläge och marknad för småskalig kraftvärme har följts under hela programperioden genom deltagande i konferenser och kontakter med forskare och utrustningsleverantörer ( C). Allmänt gäller att elpriserna på den svenska elmarknaden hittills varit för låga för att kraftvärmeproduktion med värmeunderlag under 10 MW skall löna sig annat än under speciella förutsättningar som: - Billigt bränsle, i kombination med - Lång utnyttjningstid - Hög andel egenutnyttjande av elenergin I europeiska länder där stödsystemen för elproduktion med förnybar energi garanterar höga inmatningstariffer är förutsättningarna för småskalig kraftvärme gynnsammare. Framförallt i Tyskland, Österrike och Italien men även i Danmark har det under programperioden pågått ett utvecklingsarbete som följts i projekt C. Utvecklingen har främst skett av processer baserade på organiska ångprocesser (ORC), förgasning och gengasmotor, och stirlingmotorer kopplade till antingen biobränslepanna, gasgenerator eller pyrolysskruv. Ånganläggningar med ångturbin med mottryckskondensor kan betraktas som kommersiell teknik för värmeeffekter vid 10 MW och däröver men det finns några få anläggningar i drift i bl a Sverige och Finland med värmeeffekt omkring 6 MW. KMW Energi AB i Sverige och mw-power i Finland erbjuder standardiserade anläggningar för värmeeffektområdet kring 10 MW. Det svenska företaget OPCON Bioenergy AB har levererat en Lysholmsturbin till en pilotanläggning för 600 kwe i Ersmark och skall leverera en kraftvärmeanläggning med samma typ av turbin till Aneby. Lysholmsturbinen har en flack verkningsgradskurva och är okänslig för fukt i ångan och kan vara ett intressant alternativ för små kraftvärmealnläggningar med ångprocess. ORC-tekniken har fått stor spridning. Över 150 anläggningar finns installerade. Den största leverantören, Turboden i Italien erbjuder standardiserade anläggningar i sju storleker från 406 kw(e)/1854 kw(v) till 2207 kw(e)/9601 kw(v). OPCON erbjuder ORC-anläggningar för spillvärmeutnyttjande men processens maxtemperatur är begränsad till 150 o C vilket gör den mindre lämplig för eldade kraftvärmetillämpningar. När det gäller anläggningar med förgasning och gengasmotor liksom anläggningar med stirlingmotor är endast ett fåtal anläggningar i kommersiell drift i Europa. Anläggningar för värmeeffekter kring någon eller några MW som skulle kunna motsvara svenska krav kan idag levereras av Babcock & Wilcox Völund, Danmark som levererat en anläggning med motströmsförgasare för 1520 kw(e)/2600 kw(v) i Harboöre, Danmark.Motordriften omfattar över timmar. Tre ytterligare anläggningar har byggts i Japan på licens. Babcock Borsig Power i Österrike har levererat en anläggning för 2000 kw(e)/4500 kw(v) med fluidbäddförgasare som varit i drift sedan 2001 i Güssing, Österrike. Spanner Re 2 GmbH i Tyskland har enligt uppgift vid konferens i Stuttgart levererat c:a 40 anläggningar för 30 kw(e)/70 kw(v) och 45 kw(e)/105 kw(v) med medströmsförgasare av Imberttyp till gårdsvärmesystem och mindre industrier i Tyskland.

38 Sammanlagd drifterfarenhet uppgavs till h. Arbetsinsats för drift högst 1 h/dag enligt erfarenheter hos en användare i byn Heggelbach. Xylowatt SA i Belgien erbjuder anläggningar för 300 kw(e)/600 kw(v) till 1500 kw(e)/3000 kw(v) med medströmsförgasare. Sex anläggningar av den mindre storleken är i drift i Belgien och en sjunde är under installation i Tyskland. Ett generellt problem för anläggningar i värmeeffektområdet under någon MW förefaller vara att det är svårt att utforma styr-och övervakningssystem som medger obemannad drift. De anläggningar som är i drift i andra delar av världen kräver mer eller mindre kontinuerlig tillsyn. Det är också tveksamt om de uppfyller svenska krav på miljövänlighet i de fall där tjärreningen sker med vattenskrubber vilket gäller t ex för många anläggningar levererade från Indien. En pilotanläggning med tvåstegs-förgasning för 200 kw(e)/400 kw(v) har varit i drift i 1000 timmar i Hadsund, Danmark och det danska företaget Weiss A/S installerar nu en demonstrationsanläggning för 500 kw(e)/ 1000 kw(v) i Hilleröd, Danmark. Det svenska företaget Meva Innovation AB uppför en demonstrationsanläggning med cyklonförgasare för 1,2/2,2 MW i Hortlax för Pite Energi AB. Bränslet är mald träpellets. Drifttagning skall ske under Ett danskt företag, Stirling Dk har levererat sammanlagt tio anläggningar med stirlingmotor i ett standardutförande för 35 kw(e)/150 kw(v). Dokumenterade drifterfarenheter förefaller inte vara tillgängliga. Efter försöksdriften med anläggningen i Värnamo 6 MW(e)/9 MW(v) med trycksatt förgasning och gasturbin förefaller inga ytterligare anläggningar med den processen ha tagits i reguljär drift med värmeeffekt under 10 MW. Kawasaki i Japan har genomfört försöksdrift under perioden med en gasturbin som ger 150 kw el i Niyodogawa-Cho. Detaljerad information om erfarenheterna saknas. Några anläggningar med externeldad gasturbin för kolpulver var i drift i Tyskland under senare delen av 1900-talet. Erfarenheterna är relativt väl dokumenterade. Skador på värmeväxlarna uppträdde efter drifttimmar. Anläggningarna är troligen alla tagna ur drift. Visst intresse för processen för tillämpning i mindre skala tycks finnas. Talbotts Heating Ltd i England har levererat en biobränsleeldad anläggning med externeldad gasturbin för 100/200 kw till ett universitet i Newport, England. Dokumentation av drifterfarenheter har inte gått att få fram. Företaget har nu inlett samarbete med ett tyskt företag och lanserar nu tre standardanläggningar 25 kw(e)/80 kw(v), 50 kw(e)/120 kw(v) 250 kw(e)/550 kw(v) med gasturbiner byggda med kompressorer och turbiner för Holset överladdare. En första anläggning är såld till Italien. Ett danskt företag har levererat sammanlagt tio anläggningar med stirlingmotor i ett standardutförande för 35 kw(e)/150 kw(v). Dokumenterade drifterfarenheter förefaller inte vara tillgängliga. Fallstudie En teknisk/ekonomisk utredning av förutsättningar för elproduktion i en anläggning för värmeförsörjning av en jordbruksfastighet med ett årsvärmebehov på knappt 800 MWh har genomförts, som en förstudie. Det bränsle som skulle användas var egen vetehalm, c:a 600 ton/år. Stirlingmotor eller gengasmotor driven med förgasad halm var de alternativ som övervägdes. Slutsatsen blev att stirlingmotoralternativet inte kunde bli lönsamt, men att gengasmotor möjligen skulle kunna ge en något lägre årskostnad. Eftersom beprövad teknik för halmförgasning inte finns tillgänglig på marknaden bedömdes emellertid projektet som för

39 riskfyllt och det har därför inte drivits vidare, även om intresse fortfarande finns för att genomföra det. Teknikutveckling Ett stort hinder mot en ökad elverkningsgrad och drifttillgänglighet vid kraftvärmeproduktion med biobränslen har varit de alkaliföreningar som belägger högtemperaturytor, såsom överhettare och andra värmeväxlarytor. Inom programmet har man undersökt möjligheterna att undvika sådana beläggningar med utnyttjande av en uppströmsförgasare, vilken är den enklaste typen av gasgenerator ( projekt B). Värmevärdet för gasen blir vanligen drygt 6 MJ/Nm3 och temperaturen hos produktgasen ligger i allmänhet under 200 o C. För att begränsa temperaturen vid rosten kan vattenånga eller återcirkulerade rökgaser blandas in i förgasningsluften. Uppströmsförgasarens styrka är den enkla konstruktionen och möjligheten att använda bränslen med partikelstorlek inom ett förhållandevis stort intervall. Den höga tjärhalten i gasen, kan dock ställa till problem i många tillämpningar och är det viktigaste skälet till att uppströmsförgasaren av många betraktas som mindre användbar. Det är därför intressant att notera att uppströmsförgasare under de senaste åren kommit att både utnyttjas och övervägas i flera olika processer för biobränslebaserad småskalig kraftvärme. En fördel med uppströmsförgasaren, som inte tidigare har uppmärksammats, är nämligen den låga temperaturen i produktgasen. Det innebär att alkaliföreningar, som är gasformiga vid temperaturer över ca 700 o C och som ger beläggningsproblem i högtemperaturvärmeväxlare, måste föreligga i fast fas, vilket underlättar gasrening. Detta skulle vara en fördel för stirlingmotorer eller externeldade gasturbiner som drivs med biobränsle. De experimentella resultaten från projektet bekräftar hypotesen att uppströmsförgasning kan vara ett sätt att minska problem med beläggningsbildning i högtemperaturvärmeväxlare. Kalium bands till största delen upp i bottenaskan i form av K2Ca(CO3)2 (Fairchildite). Den rökgas som skulle kunna produceras via gasförbränning av produktgasen innehåller mycket låga K-halter. Svavel/ klor-kvoten skulle också vara relativt hög, vilket minskar riskerna för högtemperaturkorrosion. En alkaliuppbindning på 99 procent erhölls, det vill säga endast en procent av bränslealkalit återfanns i produktgasen. Koncentrationen av alkali i produktgasen (1200 ppb-w) var dock betydligt högre än de kriterier som angetts för direkteldning av gengas i gasturbin (20 ppb-w). 2.5 Tillståndsgivning och framtidsplanering Sett ur ett samhällsperspektiv så är det speciellt trygg energiförsörjning och påverkan på miljökvalitetsmålen som är väsentliga men det är också viktigt att olika standarder är utformade på ett lämpligt sätt så att objektiva beslut kan tas vid samhällsplanering och tillståndsärenden. Ett försök till sammanfattning av uppnådda och återstående kunskapsmål sett ur ett samhällsperspektiv visas i Tabell 2.1. En mer detaljerad diskussion av uppnådda resultat i programmet följer i Miljö Ett samordnat projekt ( Emissionskluster ) har genomförts för att öka kunskapen om hälsopåverkande partikel- och tungmetallutsläpp från traditionella och alternativa biobränslen i anläggningar mellan kw. Emissionsklustret har haft sju delprojekt inriktade mot studier av:

40 - Bildning/emission av främst partiklar och tungmetaller, men även PAH, dioxiner och endotoxiner - Partikelemissionernas storlek och sammansättning under olika förbränningsmoment - Partikelemissionernas toxicitet och potentiella hälsofarlighet - Behov och möjligheter för reducering av partikelemissioner, främst genom primära åtgärder inklusive additiv/bränslemixar Resultaten från detta projekt saknas vid tidpunkten för avlämnande av denna syntesrapport. Förhoppningsvis ger de tillsammans med resultaten från det tidigare programmet Biobränsle- Hälsa-Miljö (BHM) goda grundläggande kunskaper om partikelemissioner från småskalig uppvärmning med biobränsle. Vissa frågetecken när det gäller effekten av olika föroreningar från småskalig förbränning av biobränslen på människors hälsa finns dock med säkerhet kvar. Detta diskuteras närmare i avsnitt I ett näraliggande delprojekt i B Spridningskluster har fokus legat på vad som händer med emissionerna när de lämnat skorstenen och sprids i omgivningen. Spridningsklustret har haft tre delprojekt inriktade mot sammanställning av data från Sotningsväsendet för olika fastigheters uppvärmningsanordningar (SotData); vidareutveckling av ett lättanvänt datorprogram (SIMAIR) för spridningsberäkningar samt planering av en studie för att utreda hur människors hälsa påverkas av olika föroreningsnivåer. Det nya datorprogrammet är tillgängligt via internet 6. Samtidigt som systemet är mycket komplext med flera kopplade beräkningsmodeller på olika geografiska skalor, är användargränssnittet lättanvänt och flexibelt. Med kunskap om befintliga uppvärmningsanordningar från t.ex. SotData och förväntade nya utsläppskällor kan beslutsfattare av olika slag själva undersöka om miljökvalitetsnormerna för utomhusluft är kan uppfyllas I slutrapporten från projekt finns en sammanställning av både nuvarande Miljökvalitetsnormer för föroreningar i utomhusluft samt förväntade kommande gränsvärden i EU-direktiven 2008/50/EC samt 2004/107/EC. Värt att notera är att de nya direktiven ställer större krav på låga halter av fina partiklar än tidigare Resursutnyttjande och teknikutveckling Tre projekt inom programmet, , och har givit bidrag till kunskapen om hur den småskaliga värmeförsörjningen med biobränslen ser ut idag och diskuterar den framtida utvecklingen inom området. De vanligaste biobränslesortimenten som används i villapannor och enskilda pannor i flerbostadshus och lokaler är ved, pellets och flis. Användningen av ved är fortfarande störst i villapannor och står för ca 74 % av tillförd biobränslemängd (biobränsle via fjärrvärme är ej inkluderad). Pelletsanvändningen utgör 2,2 TWh vilket är ca 20 % av tillförd biobränslemängd och har de senaste fem åren ökat med ca 0,2 0,4 TWh per år. I flerbostadshus och lokaler dominerar pellets, som står för 87 % respektive 78 % av tillförd biobränslemängd. För mindre värmecentraler (<500 kw) liksom i lokaler och flerbostadshus står pellets för en stor andel av tillfört bränsle. Tillsammans med stamvedsflisen utgör de ca 85 % av tillfört bränsle. I mellanstora värmecentraler (500 kw 5 MW) har de förädlade biobränslena en betydande roll (~40 %) och det är i den här storleksklassen som briketter har 6 klicka på Verktyget SIMAIR

41 störst användningsområde. I denna grupp ökar också användningen av fler oförädlade biobränslen som spån, grot och bark, sortiment som oftast eldas som blandningar. I stora värmecentraler (>5 MW <10 MW) minskar användningen av de förädlade biobränslena, framförallt användningen av pellets. Stamvedsflisen är vanligast förekommande och utgör tillsammans med grot, bark och spån ca 60 % av tillförd biobränslemängd i den här storleksklassen. Nya råvaror kommer på sikt att komplettera nuvarande biobränslesortiment. Det finns idag en potential att relativt snabbt öka biobränsleproduktionen inom jordbruket (dock från en låg nivå), medan de stora volymerna totalt sett kommer att finnas inom skogsbruket. Nya sortiment av skogsråvara som kan svara mot en ökad efterfrågan är bl.a. grot, stubbar, gallrings- och röjningsvirke. Grot är det alternativ som anses ha den största framtida potentialen. Det naturliga innehållet av aska är relativt lågt och förekomsten av S och Cl är ofta inga större problem. Dessutom är den naturliga fukthalten fullt acceptabel för dagens pannteknik. I dagsläget är det hanteringen av bränslet från hygget till slutanvändaren som orsakar kvalitetssänkningen för bränslet. Idag utnyttjas grot motsvarande drygt 7 TWh per år (Rundvirkes- och skogsbränslebalanser för år 2007, Skogsstyrelsen) medan potentialen har uppskattats ligga mellan TWh per år (SVEBIO, 2008). Hur mycket av den möjliga potentialen som faktiskt blir en realitet beror bland annat på styrmedel och marknadspriser. Produktionen av biobränsle styrs bland annat av efterfrågan samt skogsindustrins utveckling. Även den befintliga tekniken för avverkning samt logistik bestämmer hur mycket som är ekonomiskt lönsamt att ta ut. Det faktiska utbudet styrs också av ekologiska faktorer såsom bevarandet av biologisk mångfald men också av vad allmänheten anser vara en acceptabel avverkningsnivå. Framtida behov och system för småskalig värmeproduktion med biobränsle De råvaror från jordbruket som bedöms ha potential att komplettera nuvarande biobränslesortiment inom värmeproduktion är salix, halm och rörflen. Vid jämförelse av kemisk sammansättning och bränsleegenskaper hos dessa produkter med grot och stamvedsbriketter har generellt halm och rörflen högre askhalt än träbriketter och grot. Den höga askhalten i rörflen och halm ställer krav på att förbränningsutrustningen kan hantera detta. Även innehållet av svavel, kväve och klor är högre för rörflen och halm än för träbriketter och grot. Detta medför att emissionerna av bränslerelaterat NOx och SOx är högre vid förbränning. Ett högre klorinnehåll kan också öka risken för korrosion i pannan. Behovet av energi för uppvärmning av bostäder kommer med stor sannolikhet att minska i framtiden. I vilken omfattning de framtida småskaliga biobränslebaserade värmesystemen kommer att bidra och hur systemen ser ut beror av flera faktorer. Elpriset är viktigt när det gäller konkurrensen från värmepumpar och villigheten att konvertera från ett elbaserat värmesystem. Priser på olika typer av biobränslen spelar givetvis också en viktig roll när det gäller vad som eldas och styrs av konkurrensen om råvaran. En annan mycket viktig faktor är nivån på eventuella krav som kan komma att ställas på emissioner från småskalig förbränning. Hårda utsläppskrav, kanske till och med i kombination med någon typ avgift eller skatt, skulle kunna leda till en minskad användning av biobränsle för småskalig värmeförsörjning. Detta gäller i synnerhet om biobränslen med lägre kvalitet blir mer aktuella på grund av högre priser på förädlade bränslen. Å andra sidan om exempelvis tillräckliga subventioner eller skattelättnader ges för installation av sekundär rökgasreningsutrustning för att uppfylla dessa hårdare krav, kan andelen småskaliga biobränsleanläggningar fortsätta att öka eller åtminstone behålla sin nuvarande andel även om lågkvalitativa biobränslen eldas. Bränslen med lägre kvalitet bör undvikas i småskaliga pannor eftersom förbränningsprocessen är svårare att optimera än i större pannor. Större biobränslepannor har dessutom i dagsläget

42 lättare att ekonomiskt motivera investeringar i sekundära reningstekniker än små pannor, vilket kan få ökad betydelse då dessa bränslen eventuellt börjar användas. För mindre värmecentraler (<500 kw) finns det anledning att tro att biobränslen med lägre kvalitet kan komma att användas i större omfattning i framtiden än idag utan att några större höjningar av el- och bränslepriser inträffar. Anledningen är att dessa pannor ofta är installerade i lantbruk eller i mindre närvärmeanläggningar på landsbygden där åkergrödor eller rester från skog och jordbruk finns lokalt tillgängligt. Dessa bränslen tål inga längre transporter och bör därför användas i närheten av resursen. Dessa anläggningar har inte heller ekonomiska möjligheter att installera sekundära NOx-reduktionsåtgärder utan måste förlita sig till primära åtgärder. Det betyder att en lamdasond eller CO-sensor för styrning av lufttillförseln blir extra viktigt då kväverika bränslen används. Ytterligare en viktig aspekt om svårare bränslen börjar användas är att pannorna måste utrustas med ett effektivt och driftsäkert system för askutmatning. För större värmecentraler (500 kw-10 MW) kan de nya biobränsleresurserna potentiellt nyttjas betydligt bättre och effektivare än i de mindre anläggningarna. Större värmeverk lämpar sig bland annat för förbränning av grot och stubbar, men storleksfraktionen på bränslet är dock viktig även för dessa anläggningar. Utvecklingsmässigt blir det även för större pannor viktigt att ta fram effektiva system för att mata ut aska. Anläggningarna kan med fördel vara bränsleflexibla, vilket ställer krav på god styrning av luft- och bränsletillförsel. Ju större pannorna är desto större är chansen att befintliga system för NOx-reduktion kan appliceras, men en framtida utveckling mot kostnadseffektivare system är önskvärd.

43 Tabell 2.1: Behov av kunskap om småskalig uppvärmning med biobränsle sett från ett samhällsperspektiv Område Emissionsmekanismer Spridning av emissioner Standardisering Bränsleförsörjning Behov för att öka andelen småskalig uppvärmning med biobränsle Hur ser emissionerna från småskalig eldning med biobränsle ut, hur påverkar de befolkningens hälsa, hur kan man påverka emissionernas storlek? Givet en uppsättning utsläppskällor i ett område, hur kommer den resulterande koncentrationen av aerosoler och förbränningsprodukter att se ut i omgivningen under olika meteorologiska förhållanden och hur farliga är dessa för människors hälsa? Aktivt deltagande i standardiseringsarbetet på Europanivå. Bevakning av att inte Europastandarder på felaktiga grunder straffar användandet av biobränslen för uppvärmning. Hur ser tillgången på biobränsle ut i Sverige? Hur ser nuvarande och framtida användning av biobränsle för uppvärmning ut i Sverige? Finns det utrustningar som klarar att förbränna de framtida bränslena med acceptabla utsläpp och driftsäkerhet? Läge efter avslutat program Mycket god kunskap om emissionernas sammansättning, ofullständig kunskap om hälsopåverkan samt god grundläggande kunskap om hur man kan påverka dem En databas (SotData) med verifierade data för pannbeståndet i olika fastigheter har tagits fram. Ett simuleringsprogram (SIMAIR) har tagits fram som kan beräkna halterna av föroreningar från småskalig eldning i omgivningsluften. Planeringen av en hälsoundersökning korrelerad mot beräknade utsläpp från småskalig eldning är genomförd. Befintliga och kommande standarder är kartlagda. Sverige är genom programmet representerat i de viktiga standardiseringsgrupperna. Kunskapsläget när det gäller bränslen från såväl jordbruk som från skogen när det gäller tillgång och teknik för användning är klarlagt. Återstående kunskapsluckor Speciellt kunskapen om partiklars farlighet för människors hälsa skulle behöva förbättras. Kunskapen är också begränsad om hur man kan använda befintlig kunskap för att förbättra kommersiella produkter. Verktyg för beräkning av halter i olika scenarier för uppvärmning med biobränslen finns men kunskapen bland samhällsplanerare och andra prospektiva användare är begränsad. Grundläggande data finns för att dra slutsatser om påverkan på människors hälsa men insamlingen av data och tillhörande analys av befolkningens hälsotillstånd återstår. Flera viktiga standardiseringsarbeten som kan påverka svensk uppvärmning med biobränslen och svenska tillverkares möjligheter att exportera utrustning till Europeiska länder pågår. Klarläggande av att uttag av biobränslen med lång rotationstid kan betraktas som hållbara. Samhällsekonomiska konsekvenser av biobränsleutnyttjande.

44 2.6 Beslutsstöd Miljö SIMAIR- vedeldning (Projekt B), utgör har resulterat i ett internetverktyg för att beräkna luftkvalitet för områden med faktisk eller planerad småskalig biobränsleeldning. 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. De ämnen vars halter kvantifieras är NO2, PM10, bensen och CO. Utvidgning kan göras till andra ämnen som CO2, HCl och SO2 eller t ex benso(a)pyren, en sotrelaterad förening som ingår i PAH-gruppen. Det finns även en s.k. beslutsmodul. Modulen 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 skall vidtagas vid olika scenarier. Dessa åtgärder testas genomgående med verktyget och spridningssimuleringen kan upprepas så att effekterna av åtgärden kan bedömas, baserat på beräknade luftföroreningshalter, befolkningsexponering, hälsoeffekter och kostnader av föroreningsutsläpp i relation till försämrad hälsa Val av uppvärmningssystem För att underlätta för villaägare som överväger att byta uppvärmningssystem eller skall välja uppvärmningssystem till ett nybygge har ett dataprogram EnergiKalk utvecklats (projekt ) som kan användas för att dimensionera ackumulatortank, vedpanna, pelletsutrustning och solfångare och för att uppskatta de ekonomiska konsekvenserna av att investera i bioenergi och solvärme för uppvärmning av småhus. I programmet ingår en databas med mer än 1300 modeller och fabrikat av eldningsutrustning samt SP:s lista över p- märkta solfångare. Programmet kan laddas ner från PellSams hemsida Handböcker Programmet har i projekt bidragit till IEA Pellet Handbook som är en aktuell sammanställning av det internationella kunskapsläget när det gäller tillverkning och användning biobränslepellets. Den svenska insatsen har bidragit till att höja kvaliteten på handboken, komplettera texten med en rad fallstudier bl a ersättning av oljebrännare med pelletbrännare samt komplettera den industriella och vetenskapliga basen med data och referenser. Större insatser har också gjorts avseende det centrala kapitlet om säkerhets- och hälsoaspekter vid lagring, hantering och transport av pellets. Inom projekt A har en handbok för utformning av kombinerade bio- och solvärmesystem tagits fram. Inom projektet J Bioenergi i mindre anläggningar har en beräkningsmodell utvecklats för användning för industri- och mindre fjärrvärmeanläggningar

45 3 Besvarade och återstående frågor i innevarande program ur användarsynvinkel 3.1 Leverantörer av bränsle och bränslehanteringsutrustning I programmets målbeskrivning sägs att programmet skall ge kunskap om bioenergi för småskalig värmeförsörjning - från bränsle till värme, lätt tillgänglig för användare och övriga aktörer. Utveckling av råvarubasen för biobränsleförsörjning och produktionsaspekter hanterades i ett parallellt bränsleforskningsprogram som pågick samtidigt. I viss utsträckning studerades emellertid, som framgår av 2.1, produktionsfrågor även i projekt inom ramen för detta program, där frågeställningar kring bränsleegenskapernas betydelse för driftproblem vid förbränningen och de emissioner som uppstår behandlades. Som framgår närmare i avsnittet 2.1 har det visats att enbart rörflen eller i första hand blandningar av rörflen (20 %) och träråvara från sågspån (80 %) kan användas för att med kommersiellt tillgänglig teknik producera briketter som kan användas i anpassade pannor i effektområdet över några hundra kw. Det har också visats att olika restprodukter från jordbruket efter tillsats av lämpliga additiv kan användas som råvara för att producera pellets som kan utnyttjas i anpassade pannor i samma effektområde. Även knubbved kan framställas ur stamved åtminstone småskaligt, från 6 till 200 m 3 /h, med kommersiellt tillgänglig utrustning. Knubbved torkar minst lika snabbt som pannved och kan få en marknad bland fastighetsägare med pannor för satsvis eldning som önskar minska arbetsinsatsen för bränslehantering. Driftsäkerheten vid användning av befintlig utrustning för automatisk inmatning är osäker och troligen krävs utveckling av robustare inmatningsutrustning. Detta medför att det fortfarande saknas underlag för att bedöma förutsättningarna för att använda knubbved som ett alternativ till flis eller briketter i fastighetspannor och närvärmepannor men även i mindre pannor med automatisk bränslematning. De egenskaper hos bränslepellets som måste bestämmas för att tillfredsställande definiera pelletskvalitet med hänsyn till olika slag av eldningsanordningars krav kommer att definieras. En modell som kan utnyttjas för att anpassa driftparametrar och för att avgöra om additivtillsats eller sameldning med andra bränslen erfordras, kommer att vara utvecklad. Validering i praktisk drift av resultaten från dessa projekt kan komma att återstå. Det kan även bli nödvändigt att anpassa bränslespecifikationerna med hänsyn till att pelletsmarknaden internationaliseras. I Danmark finns väl fungerande kommersiell teknik för hantering av halm som bränsle. Denna kan med fördel utnyttjas i Sverige. Det förefaller som om de flesta relevanta tekniska frågorna kring betydelsen av bränsleegenskaperna för driftsäkerhet och emissioner har täckts in. Det finns givetvis frågor kvar som kan beröra leverantörer av bränsle, såsom hur mycket av olika besvärligare bränslen som kan blandas in i t.ex. pellets utan drift eller emissionsproblem uppstår i olika typer av anläggningar, men innan en sådan verksamhet initieras är det väsentligt att de framtida marknadsmässiga aspekterna vägs in, d.v.s. vad får pellets av olika typer kosta och vilka tekniska hinder föreligger för att göra totalekonomin konkurrenskraftig mot andra uppvärmningsformer. Om man kan se att det finns förutsättningar att uppnå konkurrenskraft

46 så bör insatserna prioriteras mot de mest signifikanta hindren för införandet av tekniken eller bränslet. En viktig fråga som inte studerats i programmet är transporthanteringens påverkan på pelletskvalitet. En del av problemen som konsumenterna upplever vid pelletseldning, och som därmed kan få dem att välja annan uppvärmningsform, kan orsakas av att pelletsen sönderdelas onödigt mycket i transporthanteringen. Detta är ett område som borde studeras. Resultaten kan komma att påverka hur hanteringen sker men även kvalitetskraven för de pellets som produceras. Återstående frågor är framför allt: - Vilka specifikationer kommer att gälla för pellets på en internationell marknad? - Är det möjligt att producera en billigare pellets lämpad för villamarknaden genom att utnyttja restprodukter från jordbruket i kombination med lämpliga additiv? - Vilka andra möjligheter finns att minska kostnaderna för produktion av bränslepellets utan att kvaliteten försämras så mycket att anpassning av eldningsanordningar blir nödvändiga? - Vilka åtgärder i produktions- och hanteringsleden för pellets krävs för att finfraktionen i pellets levererad till slutanvändare skall vara så låg att den inte leder till driftproblem? - Kan produktion av knubbved för försörjning av en lokal marknad bli lönsam? 3.2 Leverantörer av värmeanläggningar till villor Två delmålför programmet är att det skall finnas pannor för pellets och ved i villastorlek, för väldefinierade pellets- och vedbränslen från träråvara, som möter höga krav även med sikte på framtida skärpta krav och system på marknaden som på ett kostnadseffektivt och funktionssäkert sätt integrerar solvärme med bioenergi, från villastorlek och uppåt. Detta har tolkats som att tyngdpunkten är pannor och kaminer upp till i storleksordningen 50 kw. Den marknadsstudie avseende pelletseldning som gjorts visar att driftsäkerhet, ekonomi, lättskötthet, ren inomhusmiljö och stabil kostnadsbild är de egenskaper som småhusägarna fäster störst vikt vid när det gäller att välja uppvärmningssystem. För ökad driftsäkerhet är man i genomsnitt beredd att betala 1200 kr mer per år om antalet driftstopp per år kan minskas med ett. Om skötselinsatsen kan minskas med en timme per månad är man beredd att betala ytterligare 2000 kr per år. Om värmepump och pelletspanna kräver samma skötselinsats, har samma driftsäkerhet och erfordrar samma investering kräver småhusägarna i genomsnitt att årskostnaden för pelletsuppvärmning skall vara kr lägre om pelletsalternativet skall föredras. En stor andel, 38%, av småhusägarna nöjer sig dock med att pelletsuppvärmning är 4000 kr billigare per år en värmepump. Denna information kan utnyttjas för att definiera utvecklingsmål inom området, men slutsatsen blir att leverantörerna av pelletsvärmeutrustning för villor står inför stora utmaningar när det gäller begränsning av skötselinsatser och minskning av investeringsbehovet. De jämförelser mellan resultat från prestandaprov och fältprov med kombinerade sol- och pelletsvärmesystem som gjorts tyder på att det bör vara möjligt att minska värmeförluster och därmed förbättra systemens konkurrensförmåga.

47 De förbättrade produkter och system för pelletsuppvärmning med eller utan solvärmetillskott som utvecklats inom programmet är i huvudsak fortfarande på prototypstadiet. Före kommersiell introduktion kommer fältprovning att vara nödvändig för att identifiera eventuella svagheter som bara kan upptäckas efter längre tids praktisk drift och åtgärder vidtas för att eliminera sådana svagheter. De användbara resultaten när det gäller vedeldning i pannor och kaminer avser framför allt kartläggning av emissioner och deras koppling till teknik och handhavande, samt information om europeiska standarder och produktregler under framtagande. Det kan konstateras att den idag bästa tekniken, som består av satsvis eldningen av ved med en värmeackumulator, fortvarande inte är helt bekymmersfri, speciellt vad gäller emissioner under startförloppet. Det vore angeläget med en fortsatt utveckling inom området vad gäller bättre reglering av luft och bränsle med ett styrsystem som bygger på mätning även av CO-halten i rökgaserna. Försök att ta fram en vedeldad panna för miljövänlig lastföljande drift visade på stora svårigheter att klara tillräckligt låg last. Studien av småskalig knubbvedseldning tyder på att knubbved kan användas både med satsvis och automatisk bränslematning men att viss trimning av lufttillförsel kan krävas för att inte knubbved skall ge högre emissioner. Försöken tyder också på att automatisk inmatning av knubbved troligen kräver utveckling av robustare inmatningsutrustning. Det föreligger idag en oro för att utsläppen från små värmeenheter i tätorter tillsammans bildar en hälsofarlig miljö. Speciellt har på senare år de submikrona partiklar som kan bestå både av inert aska och/eller olika typer av oförbrända kolväten uppmärksammats. Partikelutsläpp från biobränsleeldade villapannor och kaminer kan visa sig bli ett allvarligt marknadshinder. Huvuddelen av de projekt som genomförts när det gäller emissionsreducering har avsett närvärmepannor, men det är inte otänkbart att de resultat som framkommit t.ex. vad gäller elektrofilter eller andra sätt att minska emissionerna skulle behöva tillämpas även på mindre eldstäder. Återstående frågor är framför allt: - Kan de minskningar av villaägarens skötselinsats som förutses för de förbättrade pelletsanläggningarna bekräftas i praktisk drift och är de tillräckliga för att göra pelletsuppvärmning till ett väsentligt mer konkurrenskraftigt alternativ till värmepump? - Behöver eldningsutrustningen anpassas till nya specifikationer för pelletsbränsle som kan bli ett resultat av pelletsmarknadens internationalisering. - Vilket material bör väljas i pelletsbrännare för att undvika högtemperaturkorrosion? - Vilka krav på partikelemissioner kommer att gälla under den närmaste tio-årsperioden och kan kraven klaras med lämpligt utformad eldningsteknik. - Kan kaminers design förbättras med avseende på utsläpp vid eldning vid ej optimala förhållanden, utan att deras egenskaper vid mer standardmässiga förhållanden försämras? - Kan pålitliga och för villasegmentet tillräckligt billiga sensorer för mätning av CO utvecklas? - Kan kostnadseffektiva partikelfilter utvecklas för villasegmentet?

48 - Hur ska en vedpanna konstrueras för att ge bästa möjliga förbränningsegenskaper för knubbved? - Hur skall ett driftsäkert inmatningssystem för knubbved till pannor med effekt under 50 kw utformas? 3.3 Leverantörer av fastighets- och närvärmepannor Delmålen för pannor i gruppcentralstorlek är att det skall finnas: - pannor i storlek för gruppcentraler med kostnadseffektiv reningsteknik för rökgaser som uppfyller höga krav även med sikte på framtida skärpta krav, och som inte bara kan nyttja träråvara utan även bränslen med variationer i askhalt, kväveinnehåll m.m. - alternativ med nyckelfärdiga panncentraler för definierade effekt- och energibehov som underlättar upphandling, tillståndsprövning, upphandling av drift/skötsel. I de delmål för programmet som refereras under 1.1 nämns även distributionssystem för värme, men sådana ingår inte i leveransen från pannleverantörerna. Inga projekt avseende värmedistributionssystem har heller genomförts inom programmet. Inte heller har några projekt inriktade på standardiserade nyckelfärdiga panncentraler ingått. Pannanläggningar med effekter från 50 kw upp mot 10 MW och däröver, eldade med flis, träbriketter och träpellets bygger på teknik som har utvecklats och varit i kommersiell drift under många årtionden. Speciellt i den övre delen av effektområdet har det funnits utrymme för mer avancerad reglering och rökgasrening. I takt med sjunkande kostnad för datorkraft har en effektiv reglering och möjligheterna till fjärrövervakning sjunkit allt lägre ner i storleksintervallet. De utmaningar som de uppställda delmålen innebär, gäller dels anpassning av förbränningstekniken till besvärligare bränslen och då framförallt bränslen med högre askhalt och lägre asksmältpunkt, dels minskning av framförallt partikelemissioner, vilka också kan tänkas öka vid en övergång till bränslen med högre askhalt. De bränslen som studerats i programmet är dels rörflen, dels olika restprodukter från jordbruket. Resultaten visar att det är möjligt att med rimliga åtgärder anpassa pannor med rosteldning för effekter från några hundra kw till eldning med briketter framställda av rörflen och sågspån eller till eldning av pellets framställda ur ett antal olika restprodukter från jordbruket efter tillsats av ett lämpligt additiv. Erfarenheter från användning av briketter eller pellets framställda ur enbart rörflen i pannor i detta effektområde, liksom användning av de provade bränslena i pannor med effekter ner mot 50 kw, saknas ännu. Sameldning av GROT och rörflenspellets visade sig vid försök i en 100 kw panna med förugn ge 25-30% minskade partikelutsläpp. Användning av knubbved i pannanläggningar konstruerade för träbriketter studerades inte närmare inom programmet, men framhölls som en intressant möjlighet i rapporten från den studie som främst var inriktad på användning i mindre pannor. Bedömningen är att det i första hand är mer robusta inmatningssystem som krävs. Lovande försök med svavelrening med kalkinsprutning, partikelavskiljning med elfilter och partikelavskiljning med ett rökgaskondenseringssystem kombinerat med en absorbtionsprocess för att öka värmeåtervinningen har gjorts inom programmet. Inget av

49 dessa projekt har lett till produkter som är mogna för kommersialisering. Rökgasrening med rökgasbrunn har studerats men slutsatsen är att detta inte är ett intressant alternativ, Återstående frågor är framför allt: - Vilka blir erfarenheterna efter längre tids drift med bränslen som helt eller delvis består av rörflen eller jordbruksrestprodukter i de anpassade pannorna. - Kan dessa bränslen även användas i pannor med effekter ner mot 50 kw efter rimlig anpassning av pannorna? - Vilka utsläppskrav kommer under de närmaste tio åren att ställas på biobränsleldade anläggningar i effektområdet 50 kw 10 MW? - Kan kraven klaras med lämplig utformning av eldningsanordningar eller driftsätt? - Vilken av de rökgasreningsmetoder som studerades i programmet har bäst förutsättningar för kommersialisering? - Kan knubbved vara tillräckligt intressant som bränsle i fastighets- och närvärmepannor för att anpassning av bränsleinmatningssystem skall kunna motiveras? - För panntillverkare behövs en utökad kunskap om hantering, förbränning av nya svåra bränsle från skogen som stubbflis, grön flis från första och andra gallring med en ökad andel barr/löv i bränslet. 3.4 Fastighetsägare och rådgivare till dessa De flesta fastighetsägarna har egentligen inget annat intresse för de frågeställningar som studerats i programmet än när resultaten påverkar deras möjligheter att klara värmeförsörjningen på ett enklare och billigare sätt. För vissa fastighetsägare är det också viktigt att värmeförsörjningen är så miljövänlig som möjligt och dessa kan acceptera högre kostnader eller mer besvär för att uppnå detta. Den fråga som de flesta fastighetsägarna önskar svar på är därför: Kan jag nu köpa och installera ett billigare uppvärmningssystem baserat på biobränsle som är mer lättskött eller ett system som är väsentligt miljövänligare än de som fanns att tillgå 2007? Eftersom resultaten av projekten ännu inte visat sig i form av produkter på marknaden måste svaret bli att så inte är fallet. Särskilt intresserade fastighetsägare och framför allt de installatörer och energirådgivare som andra fastighetsägare är beroende av vid val av uppvärmningssystem bör dock kunna få användbar information i resultaten från programmet. Det kalkylprogram som tagits fram och som beskrivs under och de handböcker som beskrivs under är exempel på sådana resultat. Resultaten av knubbvedsprojektet beskrivet under liksom erfarenheterna från försöken med eldning av pellets och briketter framställda med rörflen eller restprodukter från jordbruket som råvara beskrivna under bör vara av intresse för vissa fastighetsägare inte minst ägare av jordbruks eller skogsfastigheter. Även den fallstudie avseende gårdskraftvärme som beskrivs under kan var intressant för dessa grupper. Utöver de återstående frågeställningar som angivits under 3.2 och 3.3 bör följande frågeställningar vara av intresse: - Under vilka förutsättningar kan det bli lönsamt att samproducera värme och el för eget bruk med användning av köpta biobränslen eller egna restproduktbränslen?

50 3.5 Energiföretag Vissa energiföretag är liksom fastighetsägarna beroende av att projektresultaten ger genomslag i form av nya produkter för att resultaten skall kunna utnyttjas i verksamheten. De flesta har dock kompetens för att ta beslut om modifieringar av befintlig utrustning eller ändringar av driftsätt för att minska kostnader, öka driftsäkerhet eller minska emissioner. Vissa av dessa företag bör kunna dra nytta av de resultat som beskrivs under och Utöver de återstående frågeställningarna som angivits under 3.3. bör följande frågeställningar vara av intresse: - Under vilka förutsättningar kan de processer för småskalig kraftvärmeproduktion som nu är kommersiellt tillgängliga från utländska leverantörer och under utveckling i Europa och Sverige bli lönsamma i Sverige? 3.6 Verksamhet som innefattar tillståndsgivande eller framtidsplanering Mycket av den kunskap som genererats bör vara användbar för tillståndsgivande myndigheter och för kommunal energiplanering Miljöpåverkan Resultat från programmet som sammanfattats under visar vilka och hur stora emissioner som kommer ut från olika eldningsanordningar, speciellt villapannor och lokaleldstäder för ved och pellets. Kunskap har också genererats om vilka emissioner som genereras av agrara bränsleblandningar. Det spridningsprogram, beskrivet under som utvecklats och som simulerar utsläppskällor i en tätort gör det möjligt att belysa konsekvenserna av utsläppen för den lokala luftkvaliteten. Återstående frågor är framför allt: - Vilka hälsorisker orsakas av olika slag av partiklar som kan emitteras vid småskalig eldning av biobränslen? - Vilka kostnader och andra konsekvenser skulle bli följden av skärpta krav när det gäller emissioner från småskalig eldning av biobränslen? Energiplanering För framtidplanerare och investerare har ett antal projekt genomförts som illustrerar konsekvenser av ett ökat biobränsleuttag, marknaderna för småskalig värmeproduktion och kraftvärmeproduktion, krav på framtida pelletsbrännare, Fallstudier som visar hur mer bioenergi kan användas inom industrin har också gjorts. De flesta resultat som beskrivs i avsnitt 2 bör vara av intresse för planering av den framtida energiförsörjningen och de återstående frågeställningar som nämnts tidigare i detta avsnitt är också relevanta för energiplanerare. Dessutom finns behov av att studera hela bränslekedjor från utvinning till slutanvändning och restprodukthantering med avseende på ekonomi och långsiktig hållbarhet.

51 4 Rekommendationer om framtida FoU 4.1 Behov av ökad kunskap Allmänna synpunkter Behoven av ökad kunskap när det gäller småskalig uppvärmning med biobränslen framgår av de återstående frågor som listats i avsnitt 3. Det är rimligt att dessa frågeställningar ligger till grund vid formulering av en eventuell fortsättning av Energimyndighetens insatser för att bidra till att resursbasen för biobränsleförsörjningen ökas och att uppvärmning med biobränsle blir ett mer attraktivt alternativ, såväl när det gäller användarvänlighet som ekonomi och miljöpåverkan. Det är väsentligt att utvecklingsinsatserna i fortsättningen, i högre grad än vad som skett under den nu avslutade programperioden, utgår från att det är kompletta bränslekedjor från växande biomassa till slutanvänt bränsle som skall utvecklas. En uppdelning av verksamheten i ett forskningsprogram som hanterar frågor kring de första leden i bränslekedjorna, odling och skörd och möjligen viss förädling, och ett annat som hanterar de senare leden, framförallt slutomvandling, kan förefalla lämplig ur administrativ synpunkt, men kräver att Energimyndigheten säkerställer att insatserna är koordinerade. Det är också viktigt att målen för insatserna formuleras på ett mycket tydligare sätt än vad som var fallet för det nu avslutade programmet. De frågeställningar som listats i avsnitt 3 kan tämligen enkelt omformuleras så att de beskriver konkreta mål. I det följande finns kompletterande kommentarer för de teknikområden som behandlas i avsnitt 2. Kommentarerna berör delvis också frågeställningar som har legat utanför det nu avslutade programmet. Prioriteringar av insatser diskuteras under 4.2. Det är helt avgörande för effekterna i verkligheten av de insatser som görs att kunskapen utvecklas hos de aktörer som producerar och använder utrustning för småskalig uppvärmning med biobränslen. I allt för stor utsträckning har forskningsprojekten i det nu avslutade programmet initierats och genomförts av universitet/högskolor och forskningsinstitut. Även om resultaten finns tillgängliga i rapporter och ansträngningar gjorts för att föra ut resultaten i populär form är det ofrånkomligt att större delen av kunskapsuppbyggnaden skett där kunskaperna har små förutsättningar för att bli praktiskt utnyttjade. Om Energimyndighetens avsikt faktiskt är att medverka till att nya produkter blir tillgängliga på marknaden, vilket vissa målformuleringar för programmet antyder, måste utrustningsleverantörerna involveras i verksamheten i mycket högre grad och dessutom kan det finnas behov av att utnyttja stödformer som t ex teknikupphandling Bränsle och bränslehanteringsutrustning Det finns idag en infrastruktur för skörd, lagring och transport av halm som har uppstått som på grund av spannmålsodlingens behov. Användning av halm medför en del speciella problem, men det finns betydande erfarenhet av hantera dessa svårigheter bl.a. i Danmark och beprövad förbränningsutrustning finns kommersiellt tillgänglig. Det är därför lite märkligt att stora FoU-insatser görs inom olika områden för andra ettåriga grödor. Visserligen är halmproduktionen begränsad för att inte säga obefintlig i Sveriges allra nordligaste delar, men å andra sidan är också antalet lokaler som skall värmas störst i södra och mellersta delarna av Sverige. Potentialen för användning av halm för energiändamål är 4 TWh/år med största

52 andelen i Skåne och Västra Götaland. Befintlig halmeldningsteknik borde även kunna bli en introduktion för en successivt ökad andel av andra ettåriga grödor, om dessa visar sig ha andra fördelar. Det intressanta är då att undersöka vilka faktorer som skulle göra övriga ettåriga grödor mer lönsamma än halm i utbyggda kommersiella bränslekedjor. Betydande erfarenhet finns sedan decennier tillbaka av odling av snabbväxande energiskog och användning av energiskogsbränsle framför allt i större pannor. Förutom ett motstånd att förskoga befintlig åkermark förefaller skördetekniken att vara den stora stötestenen, även om det ibland återstår vissa förbränningstekniska problem att lösa vid stora bränsleandelar energiskog. Knubbvedskonceptet som främsta avsetts och prövats i mycket små anläggningar skulle möjligen kunna vara en väg att gå ifrån den satsvisa vedeldningen, i gårdspannor och givetvis även att ersätta briketter i anläggningar av gruppstorlek. Den satsvisa helvedseldningen i gårdsanläggningar sker givetvis oftast i glesbygden, men ger i flertalet fall höga emissioner av kolväten, speciellt i uppstartskedet. Vinsterna, jämfört med flis och briketter, bör dock studeras närmare för hela bränslekedjan Biobränsle och solvärme Det finns behov av fortsatt utvecklingsprovning av villasystem som gör det möjligt för systemutvecklare att pröva och jämföra utvecklade system med de system som marknadsförs idag. Det finns också ytterligare behov att utveckla marknadsföringen av systemen mot potentiella användare. Där förväntas möjligheten att använda jämförande provningsresultat vara en viktig aspekt. Dessutom finns det behov av kunskapsspridning till såväl tillverkare som installatörer och förbättrade installationsanvisningar för att undvika bristfälliga installationer och onödiga värmeförluster. För att kunna konkurrera mot rådande alternativ i lågenergihus (värmepump) krävs det sannolikt en utveckling av system med mindre brännare som utvecklats för flytande biobränsle. När det gäller större system där man kombinerar biobränsle (flis- och brikettpannor) och solvärme finns det inte samma behov av teknisk utveckling då systemen normalt byggs samman av standardkomponenter från olika entreprenörer. Där finns det främst behov för ytterligare kunskapsspridning till konsulter och driftpersonal när det gäller systemutformning, dimensionering och driftoptimering Villapannor och lokaleldstäder Pelletspannor och kaminer Det utvecklingsstöd som programmet givit till intresserade utrustningsleverantörer har bidragit till att nya lösningar som kan medföra mindre behov av skötselinsatser från småhusägaren och minskade emissioner, är på väg att kommersialiseras. Det är dock uppenbart att fortsatt utvecklingsstöd är nödvändigt om lösningarna skall kunna komma ut på marknaden inom rimlig tid. När det gäller den vattenmantlade kaminen med ny trestegsbrännare saknas verifierande emissionsmätningar och prov för att fastställa vilka avvikelser från klass 1 pellets som kan användas utan allvarliga driftproblem. Det kan också vara motiverat med stöd för en oberoende uppföljning av drifterfarenheterna från en pilotserie som används under något år.

53 Utvecklingen av ett styrsystem baserad på en CO/O 2 -sensor bör också få fortsatt stöd för att kunna leda fram till en kommersiell produkt. Parallellt kan det finnas skäl att studera möjligheterna att finna kostnadseffektiva rökgasreningssystem som kan lämpa sig för anläggningar för kaminer och villapannor. Slutligen kan det vara motiverat att undersöka möjligheterna att anpassa brännartekniken så att även pellets framställda ur råvaror med högre askhalt och lägre asksmältpunkter skall kunna utnyttjas i kaminer och villapannor. Billigare bränsle kan vara ett sätt att klara marknadens krav att pelletseldning skall ha en årskostnad som är kr lägre än för en värmepump När det gäller teknikutveckling för pelletspannor, så finns det egentligen fyra områden att gå vidare med; - Bränsleflexibilitet - Minimalt skötsel och underhållsbehov - Minskade emissioner med bl a rökgasrening - Mer attraktiv design förutom givetvis att se till att investeringskostnaderna är attraktiva. Behovet av bättre bränsleflexibilitet sammanhänger med antagandet att vedpellets av högsta kvalitet framöver kommer att ha en ogynnsam prisnivå och att billigare, men också idag mer svåreldade, bränslekvaliteter kommer att ha en mer gynnsam prisbild. Detta skulle i så fall motivera att olika typer av mer sintringsbenägna bränslen eller bränslen med korrosiva komponenter eller andra emissionsegenskaper i övrigt skulle behöva provas och anläggningarna anpassas för dessa. Bevakning av utveckling av pelletsstandarder är viktigt i detta sammanhang. Inom innevarande forskningsprogram har stora insatser gjorts för att minska skötsel och underhållsbehovet, men eftersom jämförelseobjektet för många fastighetsägare är en värmepump, som har tämligen litet utrymmesbehov, inte manuellt behöver fyllas på med bränsle, inte behöver askas ur och rengöras, inte dammar och inte ger någon brandrisk, så finns det fortfarande mycket att göra inom området. Korrosionsproblem vid pelletseldning kan väntas öka när askrikare bränslen kommer till användning. Detta motiverar ytterligare studier kring materialval i pelletsbrännare. Rökgasrening på villapannor och lokaleldstäder förekommer inte idag, samtidigt har det pågått en successiv skärpning av emissionskraven för förbränningsanläggningar i allmänhet de sista åren. Det finns ingen anledning att tro att man nu nått den slutgiltiga kravnivån, snarare tvärt om med den forskning som bedrivs inom området för toxiska och cancerogena kolväten samt submikrona partiklar. Krav på minskade emissioner av främst kolväten och partiklar bli aktuella även för mindre villapannor och lokaleldstäder. Ett utvecklingsområde som kan förtjäna att uppmärksammas är utformning av pelletskaminerna. Det finns idag fortfarande en mängd fastigheter som har direktverkande el som uppvärmningskälla, ofta kombinerat med en luft/luft värmepump. Det finns idag tyska pelletskaminer med omvänd förbränning och automatisk bränslematning, där lågorna kan ses genom en glasvägg på samma sätt som hos braskaminer för ved. Detta skulle kunna vara en teknik som introducerar pelletseldning hos en ny kundkrets och bli en allvarlig konkurrent till värmepumpen (med sin obefintliga mysfaktor och elavbrottssäkerhet).

54 Vedpannor och vedeldade lokaleldstäder/kaminer När det gäller vedeldning i pannor kan det konstateras att även den idag bästa tekniken som består av satsvis eldningen av ved med en värmeackumulator, fortvarande inte är helt bekymmersfri, speciellt vad gäller emissioner under startförloppet. Det vore angeläget med - bättre reglering av luft och bränsle, utveckling av billiga driftsäkra sensorer - kostnadseffektiva partikelfilter för villasegmentet För lokaleldstäder har stora förbättringar av design och verkningsgrad och utsläppsprestanda gjorts. Kanske skulle ytterligare minskningar kunna göras om villaägare stimulerades att byta ut sina gamla lokaleldstäder mot nya miljömärkta modeller. Om ytterligare teknikutveckling ska ske bör den inriktas mot hur man genom optimering av lufttillförsel kan minimera utsläppen vid ej optimala förhållanden, utan att försämra utsläppen vid standardmässiga förhållanden Fastighets- och närvärmepannor Inom området gruppcentraler, dvs anläggningar mindre än 10 MW är det framförallt tre områden som bör utvecklas: - Nyckelfärdiga fjärrövervakade centraler där allt från tillståndsfrågan till uppförande/drift och kontraktsfrågor med omgivningen har utarbetats och förberetts - Utnyttjande av billigare och förmodligen besvärligare bränslen både från jord- och skogsbruk - Minskade emissioner bl a med rökgasrening samt givetvis en god total driftekonomi för anläggningarna. På samma sätt som användare av villapannor och lokaleldstäder vill givetvis gruppcentralägare driva en anläggning som kräver så lite manuella insatser som möjligt och där tillståndsfrågorna och tekniken är standardiserad och prövad i tidigare identiska anläggningar. Man kan då göra en driftkalkyl som bjuder på få oväntade överraskningar. Sådana utvecklingsinsatser har pågått och pågår inom en rad företag, men stöd till utvecklingen i form av kontanta medel eller i form av experthjälp från högskolor och forskningsinstitut skulle kunna snabba på och förbättra utvecklingen. Det är dock mycket viktigt att företagen styr FoU-insatsernas inriktning och att de riktar sig mot specifika områden identifierade av företagen. Utnyttjande av sämre bränslen hänger mycket ihop med den teknikutvecklingsmetod som beskrivit ovan, dvs att man identifierar en bränslekedja som har stora förutsättningar att vara konkurrenskraftig och att man därefter med industrin som styrande part genomför målinriktade FoU-insatser för att lösa de specifika problemen och demonstrera tillämpning av de lösningar som tagits fram. Att det bör tas fram mer kunskap om hur emissioner framför allt av partiklar kan minskas antingen med förbränningstekniska åtgärder eller rökgasrening är mer uppenbart när det gäller fastighets- och närvärmepannor än för villapannor och lokaleldstäderna. Också hantering av metallhaltiga askor kan behöva studeras. Rent generellt behövs fler demonstrationsanläggningar med god och öppen dokumentation av drifterfarenheterna, detta av två skäl, dels för att kunna visa upp tekniken, dels för att kunna identifiera relevanta kvarvarande utvecklingsbehov. Det finns idag teknik för relevanta

55 bränslen som kan demonstreras. Det bör dock noteras att det är en bättre taktik att demonstrera kombinationer av bränslen och anläggningar som har bedöms ha förutsättningar att bli kommersiella och att man inte inledningsvis bör välja att demonstrera de mest besvärliga bränslena i de minsta anläggningarna Småskalig kraftvärme Det finns idag en outnyttjad värmesänka i form av gruppcentraler, mindre industrier och andra som skulle kunna utnyttjas för elproduktion. Bäst förutsättningar för lönsam produktion av småskalig kraftvärme i Sverige torde finnas vid sågverk, vid närvärmeverk kombinerade med brikett- eller pelletsproduktion och vid jordbruksföretag med gårdsvärmesystem. Värmeeffekter över 1 MW För sågverk och närvärmeverk kombinerade med brikett- eller pelletsproduktion är i första hand träbränslen aktuella och värmeeffekten kan väntas överstiga 2 MW. Det innebär att ånganläggningar (ev. med skruvexpander), organiska ånganläggningar (ORC) och gengasmotoranläggningar med olika typer av gasgenerator kan vara aktuella. För ånganläggningar är utvecklingsinsatser som gör det möjligt att minska anläggningskostnaden utan stora försämringar av prestanda av intresse. Utnyttjande av skruvexpander istället för ångturbin skulle kunna öppna sådana möjligheter och förutsättningarna för detta bör studeras. ORC-tekniken är tillgänglig på kommersiella villkor från bl a det italienska företaget Turboden. Svenska utvecklingsinsatser skulle ändå kunna vara aktuella om svensk utrustningsleverantör identifierar utvecklingsbehov som kan förbättra förutsättningarna för att utnyttja ORC-processen i Sverige. I Hortlax uppförs nu en demonstrationsanläggning med gengasmotor som utnyttjar en förgasningsteknik som inte tidigare tillämpats kommersiellt, nämligen cyklonförgasning. En utvärdering av den förgasningsteknikens potential bör genomföras och om marknaden för tekniken bedöms som lovande, kan ytterligare utvecklingsinsatser vara motiverade. Processens förutsättningar för billigare bränslen bör klarläggas. Cyklonförgasningen kan erbjuda möjligheter till förgasning vid en väl kontrollerad relativt låg temperatur vilket är intressant för användning av bränslen med hög askhalt och låg asksmälttemperatur. Erfarenheterna från pilotanläggningen bör också utnyttjas för att definiera utvecklingsbehov. Värmeeffekter under 1 MW Kraftvärmeanläggningar med värmeeffekter från några hundra kw upp mot 1 MW är troligen främst aktuella i Sverige vid jordbruksföretag med gårdsvärmesystem. De processer som kan utnyttjas i sådana anläggningar är gengasmotor, stirlingmotor och externeldad gasturbin. Bränslet är sannolikt i första hand restprodukter från jordbruket. Bränslets aska innebär problem för alla dessa processer, men i minst utsträckning för gengasmotorer eftersom gengasens kyls innan den förbränns och alkaliföreningar därför aldrig når de känsligaste delarna av anläggningen. För gengasmotorer är emellertid tjära i gasen ett problem som i och för sig kan hanteras genom lämplig utformning av förgasningsprocessen eller genom gasrening. De försök med uppströmsförgasning som gjorts inom programmet tyder på att en betydande separation av alkaliföreningar sker i gasgeneratorn vilket skulle kunna innebära att allvarliga beläggningsproblem i högtemperaturvärmeväxlaren för en externeldad gasturbin inte uppstår. Detta måste emellertid verifieras med långtidsförsök.

56 En kartläggningen av potentialen i Sverige för kraftvärmeanläggningar i detta kapacitetsintervall bör genomföras och målinriktade utvecklingsinsatser övervägas om förutsättningarna för sådana anläggningar bedöms vara goda Miljöpåverkan Behovet av ökad kunskap när det gäller miljöpåverkan orsakad av småskalig uppvärmning av biobränslen avser framförallt: - Långsiktig hållbarhet framförallt för biobränslen med lång rotationstid - Partiklars hälsoeffekter - Validering av spridningsmodellen SIMAIR - Underlag för bedömning av samlade hälsoeffekter lokalt av omfattande småskalig uppvärmning med biobränslen Frågeställningarna kring den långsiktiga hållbarheten av stora uttag av restprodukter från skogsbruk och jordbruk sammanhänger i första hand med risker för att marken utarmas på näringsämnen. När det gäller användning av biobränslen med lång omloppstid och då framförallt utnyttjande av energived och restprodukter från skogsbruk finns också en diskussion inom EU om sådana bränslen skall betraktas som koldioxidneutrala eftersom tiden för återhämtning av den CO 2 som släpps ut vid förbränning, för svenskt skogsbruk kan uppgå till långt över 50 år. Dessa frågeställningar ligger utanför det område som programmet har omfattat, men för den fortsatta utvecklingen av den småskaliga uppvärmningen med biobränslen är det nödvändigt att frågeställningarna blir utklarade. Inte heller frågan om partiklars hälsoeffekter omfattas av programmet, men frågeställningen är av betydelse eftersom den avgör behovet och inriktningen av fortsatt forskning och utveckling kring förbränningstekniska åtgärder för att begränsa partikelutsläpp och kring teknik för rökgasrening. Farhågor för allvarliga lokala hälsoeffekter vid omfattande användning av biobränslen för småskalig uppvärmning i tätorter kan utgöra ett hinder för att biobränslen istället för eldrivna värmepumpar föreskrivs i lokala detaljplaner. Spridningsmodellen SIMAIR som tagits fram inom programmet kan bli ett värdefullt verktyg för att bedöma hur den lokala luftkvaliteten påverkas. Det finns emellertid skäl att validera modellen med oberoende fältmätningar. Det finns också betydande osäkerheter när det gäller uppskattning av de hälsoeffekter som kan orsakas av de beräknade halterna av luftföroreningar. Detta gäller som nämnts framförallt partiklar men också olika kolväten. Det slag av studier som krävs för att minska osäkerheterna ingår inte i Energimyndighetens ansvarsområde men det finns anledning för Energimyndigheten att verka för att ansvarig myndighet ägnar frågan större uppmärksamhet för att inte osäkerheten skall utgöra ett hinder för en önskvärd utveckling mot ökat användande av biobränslen för uppvärmning.

57 4.2 Prioriteringar av teknisk utveckling Förutsättningar Vilka prioriteringar och vilken teknikutveckling som bör stödjas beror givetvis till stor del på omvärldsfaktorer såsom potentiell konkurrens om biobränslen från resten av Europa eller världen, om kärnkraftens byggs ut i stor skala, om biodrivmedel blir en stor exportartikel etc. etc., dvs. till syvende och sist på vilka prisnivåer el, drivmedel och olika bioråvaror hamnar och inte minst hur man ser på bioenergins miljö- och klimatbelastning. I ett framtida scenario är det inte heller orimligt att anta att importen av returflis och hushållsavfall kommer att sina, beroende på att det kommer att användas lokalt i det egna landet. Vidare skulle man kunna anta att prisnivån på el kommer att bli ännu högre, att konkurrensen om vedråvara i form av t.ex. massaved, träpellets och träflis är stor och att den inhemska strävan då blir att få fram nya biobränslesortiment som inte tål alltför långa transportavstånd. Trots det fokus som fortsatt kommer att gälla på förnyelsebara energikällor, kan endast de bränslekedjor som ger den totalt lägsta kostnaden/kundutbytet väntas få en signifikant volym. Det finns därför skäl att genom marknadsstudier noga välja var FoU insatserna kommer att göra störst nytta. Det kan t ex finnas skäl att inte inrikta utvecklingsarbetet på de svåraste bränslen i de minsta pannorna som har de sämsta förutsättningarna att klara sådana bränslen på ett ekonomiskt sätt. Som tidigare påpekats bör framtida FoU i större grad inriktas på att hela bränslekedjor med bränsleproduktion i skog, industri och jordbruk, vidareförädling, lagring och logistik, förbränning, och miljöprestanda, inklusive restprodukthantering i form av askhantering och askåterföring. Socioekonomiska effekter kopplade till användning, betydelsen för regional utveckling etc.bör också beaktas. En fråga av avgörande strategisk betydelse för prioriteringar i den fortsatta FoU-verksamheten är om begränsning eller minskning av elanvändningen för uppvärmning är ett viktigt energipolitiskt mål. Om minskad elanvändning för uppvärmning inte anses viktigt finns knappast anledning att ge ytterligare stöd till forskning som syftar till att göra t ex pelletsvärme för villor till ett mer attraktivt alternativ än värmepumpar Bränsle och bränslehanteringsutrustning Som sagts under 3.1 kommer skogsbränslen att fortsatt att utgöra den stora basen av biomassa för energiändamål. I olika scenarior kan upp till en fördubbling av dagens nivå bli aktuell. Detta gör att ytterligare satsningar på att utveckla råvarubas, teknik och hantering av skogsråvara behövs. Här bör hela kedjan från skogen via behandling, logistik, förbränning, miljöprestanda och återföring av aska om möjligt hållas samman. Det handlar om bättre utnyttjande av grön flis, röjningsflis, stubbar etc och att få en kortare omloppstid från hygge till panna. Förutom ett nytänkande från både skogens aktörer som energibolag så kan även krävas utveckling av skogsmaskiner, logistiksystem etc. Som också sagts så kommer även bränslen från jordbrukssektorn att öka och en motsvarande utveckling krävs. Här är just förbränning och miljöpåverkan en kritisk del och behöver utvecklas ytterligare.

58 4.2.3 Kombinerade bio och solvärmesystem Den tekniska utvecklingen av kombinerade biobränsle och solvärmesystem för villor bör prioritera en systematisk utveckling av alla huvudkomponenter, panna (storlek, bränsleanpassning, styrning, rengöring), bränslelager och matning, ackumulatortank (isolering) och solfångarsystem (storlek, installation), med fokus på en förbättrad systemfunktion och ekonomi och minskade emissioner. Det genomförda programmet har att funktionen i ett antal system som marknadsförs idag dokumenterats. Detta utgör en bra bas för en fortsatt utveckling. Då den genomförda labbprovningen inte omfattat alla aktörer och ett begränsat antal nyutvecklade system är det av stor vikt att kunna fortsätta en liknande form av utvecklingsprovning och på sikt skapa en enhetlig metod att bestämma och presentera systemens prestanda Villapannor och lokaleldstäder Här följer en uppräkning av viktiga teknikutvecklingsområden för att öka bioenergiteknikens egenskaper och användning på villanivå. För att kunna optimera den tekniska designen bör det nämnas att är det viktigt att forska kring vilka typer av partiklar från är eldning som eventuellt är skadliga och om de förekommer kritiska nivåer i verkligheten. Suboptimering i framtida design av pannor och kaminer är annars tänkbar. Detta är ju dock inte teknikforskning. När det gäller teknikutveckling bör det undersökas hur kaminers design kan förbättras med avseende på utsläpp vid eldning vid ej optimala förhållanden, utan att deras egenskaper vid mer standardmässiga förhållanden försämras. Hur en vedpanna med inmatningssystem ska konstrueras och styras i detalj för att ge bästa möjliga förbränningsegenskaper för knubbved kan ges stöd under förutsättning att trovärdiga aktörer som är beredda och har förutsättningar att bygga upp bränslekedjor med knubbved kan identifieras. För att ytterligare minska utsläppen av partiklar och NOx bör undersökas om pålitliga och för villasegmentet tillräckligt billiga sensorer för mätning av CO kan utvecklas. I samma syfte bör undersökas om partikelfilter kan utvecklas för villasegmentet. Pelletspannor och kaminer I första hand bör stöd ges för att fullfölja de påbörjade utvecklingsarbetena i samarbete med företagen Effecta Pannan AB, Janfire AB, SenSic AB, Pitekaminen AB och Svebo Bioenergy under förutsättning att de berörda företagen är beredda att bidra till verksamheten enligt gällande regler. Möjligheter bör också ges till andra företag i branschen att få stöd för väldefinierade realistiska utvecklingsprojekt som kan bidra till att göra pelletseldning till ett mer attraktivt alternativ. Utvärdering av metoder för att småskaligt elda med askrik pellets där asksmältpunkten är låg innebär forskning av mer grundläggande natur. Universitet, högskolor och forskningsinstitut bör inbjudas till att lämna konkreta förslag till inriktning av sådan forskning, som bör innefatta korrosionstudier med syfte att ge rekommendationer för materialval i pelletsbrännare.

59 4.2.5 Fastighets- och närvärmepannor Inom området fastighets- och närvärmepannor bör följande insatser prioriteras: - nyckelfärdiga fjärrövervakade centraler där allt från tillståndsfrågan till uppförande/drift och kontraktsfrågor med omgivningen har utarbetats och förberetts - demonstration av möjligheter att utnyttja besvärligare bränslen med ingående erfarenhetsuppföljning - fortsatta studier av möjligheter att med bränsleberedning, förbränningstekniska åtgärder eller kostnadseffektiv rökgasrening begränsa emissioner av framförallt partiklar. Det kan också finnas anledning att genomföra ytterligare kortare eldningsförsök med olika bränslen i pannor från olika leverantörer för att ge underlag för bedömning av vilka utvecklingsbehov som kan finnas. Ytterligare insatser inriktade på knubbved bör endast genomföras om det finns aktörer som har ett uttalat intresse för att leverera knubbved och om förutsättningarna för att etablera lokala nmarknader för detta bränslesortiment bedöms som goda. Fortsatt utveckling av förbättrad och billigare rökgasreningsteknik för pannor upp till 10 MW bör ske. De genomförda projekten visar lovande resultat och en fortsatt utveckling är därför intressant. Rökgaskondensering kombinerad med stoftavskiljning och energiåtervinning är på väg att bli en produkt tillgänglig på marknaden men en pilotanläggning i full skala bör uppföras. Rökgasbrunn som avskiljare kan användas i särskilda fall på landsbygden men något ytterligare utvecklingsarbete är ej nödvändigt Småskalig kraftvärme Inriktningen av Energimyndighetens insatser inom området småskalig kraftvärme bör även fortsättningsvis vara att följa utvecklingen inom området framförallt i Europa och då med fokus på erfarenheter från anläggningar i kommersiell drift och demonstrationsanläggningar. Stöd till forsknings- och utvecklingsverksamhet i Sverige bör inriktas mot processer som kan finna tillämpning i de typer av anläggningar som bedöms ha störst förutsättningar för lönsamhet och där svenska företag är beredda att agera som utrustningsleverantörer. För anläggningar vid jordbruksföretag är möjligheten att utnyttja restprodukter från jordbruket som bränsle utan alltför kostsam bränsleberedning. Möjligheter till samarbete med forskningsstödjande myndigheter i andra länder, framförallt i Europa, när det gäller användning av sådana bränslen för småskalig kraftvärmeproduktion bör utnyttjas. Kravet på säker obemannad drift är för närvarande det största hindret för kommersialisering av små kraftvärmeverk. Erfarenheter från demonstrationsanläggningar i flera länder visar att utformning av styr- och övervakningssystem som medger säker obemannad drift till rimliga kostnader är ett stort problem för små kraftvärmeverk. Detta måste beaktas vid prioritering av utvecklingsinsatser inom området.

60 4.2.7 Miljöpåverkan Bland de behov av ökad kunskap som anges under är det enbart frågeställningarna kring den långsiktiga hållbarheten i biobränsleförsörjningen och valideringen av spridningsmodellen SIMAIR som direkt ingår i Energimyndighetens ansvarsområde. Bland dessa bör framförallt klarläggande av den långsiktiga hållbarheten för biobränsleförsörjning baserad på skogsbränslen med lång omloppstid prioriteras.

61 5 Avslutande kommentarer 5.1 Måluppfyllelse Övergripande mål Som framgått under 1.1 var programmets övergripande mål formulerat som att utveckla en trygg småskalig värmeförsörjning baserad på bioenergi som vid sidan av övriga alternativ blir ett uthålligt och miljösäkert val för uppvärmning av nya och befintliga bostäder, lokalfastigheter och industrier utanför fjärrvärmenät. Formuleringen innebär en beskrivning av en vision snarare än ett konkret mål för verksamheten. Det kan dock konstateras att de projekt som genomförts samtliga kan komma att bidra till realiserande av en sådan vision. Uppfyllelsen av de delmål som har gällt för programmet kommenteras i det följande Informationsspridning Målet var att kunskap om bioenergi för småskalig värmeförsörjning från bränsle till värme skall vara lätt tillgänglig för användare och övriga aktörer vid programmets slut. Sammanfattande rapportering av resultat från programmet har fortlöpande publicerats i branschtidningen Bioenergi, där varje nummer innehållit minst en helsida med lättillgänglig information. Denna syntesrapport samt samtliga projektrapporter kommer att finnas tillgängliga för nerladdning på Energimyndighetens hemsida. Målet måste anses vara uppfyllt i och med detta Villavärme Målet var att pannor för pellets och ved i villastorlek, för väldefinierade pellets- och vedbränslen från träråvara, som möter höga krav även med sikte på framtida skärpta krav ska finnas vid programmets slut. Pannor, kaminer och lokaleldstäder som uppfyller nuvarande svenska krav vid eldning med väldefinierade pellets- och vedbränslen från träråvara fanns på marknaden redan när programmet inleddes. De projekt som genomförts har inte ännu lett till att nya produkter har nått marknaden. Detta sammanhänger dels med att få utrustningsleverantörer visade intresse för att aktivt engagera sig i verksamheten, dels med att de projekt som hade som mål att bidra till utveckling av kommersiella produkter kom igång sent under programmet. Målet är ännu inte uppfyllt, men med fortsatta kompletterande insatser bör flera nya kommersiella produkter kunna komma att introduceras som ett resultat av programmet Större pannor Målet var att pannor i storlek för gruppcentraler, kostnadseffektiv reningsteknik för rökgaser, mindre värmenät inkl. kulvert och undercentraler som möter motsvarande krav som för villavärmeutrustning och som inte bara kan nyttja träråvara utan även bränslen med variationer i askhalt, kväveinnehåll m.m. ska finnas vid programmets slut. Målet omfattar hela system för värmeförsörjning men verksamheten inom programmet kom att begränsas till bränsleberedning, förbränning och rökgasrening. Skälet till att

62 värmedistributionssystem inte omfattades är att inga projektförslag avseende utveckling av sådana kom in. Liksom för villavärmeutrustning fanns redan när programmet inleddes pannor och rökgasreningsutrustning på marknaden som uppfyller gällande krav i Sverige om väldefinierade pellets- och vedbränslen från träråvara används. Verksamheten inriktades därför mot att ge förutsättningar för användning av svårare bränslen och studier av möjligheter att åstadkomma kostnadseffektiv rökgasrening om emissionskraven skulle skärpas. De projekt som genomförts visar hur bränsleegenskaper kan modifieras och kommersiella pannor kan anpassas med rimliga åtgärder för att klara svårare bränslen utan allvarliga driftstörningar. Kunskapen finns hos kommersiella aktörer och bör kunna tillämpas om den efterfrågas av användare. När det gäller rökgasreningsutrustning har lovande försök genomförts med flera koncept men ytterligare utvecklingsarbete krävs för att möjliggöra kommersialisering. Målet kan anses vara uppfyllt när det gäller pannor och eldningsutrustning, men inte när det gäller värmedistributionssystem och rökgasrening. För rökgasrening krävs fortsatta kompletterande insatser baserade på de rön som gjorts inom programmet Nyckelfärdiga panncentraler Målet var att alternativ med nyckelfärdiga panncentraler för definierade effekt- och energibehov som underlättar upphandling, tillståndsprövning, upphandling av drift/skötsel ska finnas vid programmets slut. Inga projekt kring standardiserade nyckelfärdiga panncentraler har genomförts. Skälet är att inga projektförslag avseende sådana kom in. Målet är inte uppfyllt Kombination av solvärme och bioenergi Målet var att system skall finnas på marknaden som på ett kostnadseffektivt och funktionssäkert sätt integrerar solvärme med bioenergi, från villastorlek och uppåt. Verksamheten inom programmet har fokuserats på utveckling av kombination av solvärme och biobränsle för villauppvärmning. Som resultat av programmet har flera system tagits fram som är nära marknadsintroduktion, varför målet är nära uppfyllt för villasystem. När det gäller större system var syftet att utveckla en fältprovningsmetod, medan arbetet fått begränsas till att omfatta utveckling av rutiner för utökad besiktning Underlag för utbildning Målet var att underlag för utbildningar för berörda kategorier samt för högskoleutbildning inklusive industridoktorander ska finnas vid programmets slut. En utbildningsinsats avseende minimering av partikelemissioner har genomförs och utbildningsmaterial för denna har tagits fram. De handböcker gällande kombination av soloch biovärme samt pelletsteknik som producerats bör kunna användas som undervisningsmaterial. Målet kan anses uppfyllt i rimlig utsträckning.

63 5.2 Målformulering I efterhand kan konstateras att de målformuleringar som fanns i programbeskrivningen och som skulle vara styrande för inriktningen av verksamheten, skulle kunna ha varit mer specifika och bättre baserade på tydligt definierade behov av att undanröja hinder mot ökad användning av biobränslen för småskalig uppvärmning. Delmålen kunde också varit mer realistiska med hänsyn till möjligheterna att nå fram till kommersiella produkter med det arbetssätt som valts. Det finns skäl att beakta detta i den fortsatta verksamheten inom området.

64

65 Bilaga 1 Delprogram

66

67 Delprogram A1: Biobränsle och solvärme Delprogrammet omfattar ett sammanhållet projekt (ett gemensamt utvecklingsprojekt med >25 företag och två företagsspecifika utvecklingsprojekt, nr A), som administrerats av Svensk solenergi, och ytterligare ett företagsspecifikt utvecklingsprojekt som administrerats i egen regi (nr ). Programledare: Lars Andrén, Svensk solenergi Kontaktuppgifter: Telefon Lars Andrén Jan-Olof Dalenbäck Total budget (inkl EM) ksek lars@svensksolenergi.se jan-olof@svensksolenergi.se Bakgrund Delprogrammet skapades för att ge stöd till utveckling av system där man kombinerar biobränsle (pellets) och solvärme. Tillämpningen finns redan men marknadsförda system behöver bli bättre och enklare att installera och sköta. Mål Det konkreta huvudsakliga målet(n) med delprogrammet var bättre marknadsförda system och därmed ökad marknad. Målet(n) skulle uppnås genom stöd till utveckling av system: - Marknadsanalys - Handbok - Fältprovningsmetod - Labbprovning av system Visionen var/är att väl integrerade system med hög verkningsgrad som är enkla att installera och sköta och som fått ett betydande genomslag på den svenska värmemarknaden. Projekten Vi valde ut projekt som avsåg utveckling av system där man kombinerar biobränsle (pellets) och solvärme. A. Integrerade system för bio- och solvärme - SP, Chalmers och SERC Projekt nr A Samarbete mellan forskare och företag inom branschen för ökad kunskap om hur man bäst integrerar sol- och biovärme till ett effektivt värmeförsörjningssystem ur såväl ett ekonomiskt som ett miljömässigt perspektiv. Resultatet ska användas av branschföretagen i utveckling och marknadsföring av nya och väl fungerande integrerade biobränsle och solvärmesystem på den svenska värmemarknaden. B. Komplett integrerat pellet/solvärmesystem - Aquasol AB Projekt nr B Utveckling av ett kostnadseffektivt värmesystem där pellets- och solvärme integreras med styrsystem och värmelager. Systemet ska infria kundens krav på funktion, ekonomi, miljöprestanda, design, trygghet samt säkerhet. I projektet ingår också kompetensutveckling för installatörer/återförsäljare, energirådgivare, konsulter och husfabrikanter. C. Energisparboden - Örebro VVS AB (Aduro AB) Projekt nr C

68 Utveckling av en fristående byggnad, Energiboden, med ett integrerat sol- /pelletsystem för fastigheter, lokaler, villor etc. som inte har utrymme för ett biobränslesystem inom befintlig byggnadsarea. Syftet är att förenkla anslutningen till befintligt vattenburet system, göra monteringsarbetet enklare och billigare samt ge ökad driftsäkerhet. I projektet ingår en kartläggning av marknaden samt undersökning vilka kriterier som avgör målgruppernas val av värmesystem. D. Solkompatibel pelletskamin Effecta Projekt nr Anledningen till att projektet genomförts är för att utveckla ett pellets/sol system som tilltalar villaägaren med direktverkande el. Vilken idag oftast väljer alternativet värmepump då det (SAKNAS) tilltalande alternativ med låg servicegrad. Delprogrammets resultat De generella resultat som har producerats inom delprogrammet har främst besvarat och kommer att besvara följande frågor (synergier eller enskilda resultat att uppmärksamma inom delprogrammet). Marknadsanalysen visar på potentialen och handboken beskriver hur man utformar och dimensionerar system där man kombinerar biobränsle (pellets) och solvärme. Fältprovningsmetoden ger möjligheter att kontrollera anläggningars funktion i fält och labbprovningarna har fungerat som utvecklingsprovning och som underlag för framtida provningsmetoder. Marknadsanalysen visade på en förhållandevis stor potential medan de inledande resultaten av labbprovningarna visar med all tydlighet att det fanns ett behov att prova system där man kombinerar en pelletpanna eller pelletkamin med en ackumulatortank och solfångare. Flera system har prestanda som ligger en bra bit ifrån vad som bör vara tekniskt och ekonomiskt möjligt. Tyvärr tillät inte projektens tidplan att provningen också omfattade det system som utvecklades inom projektet Solkompatibel pelletskamin. Det är därför en ambition att ha med det systemet i en fortsatt utvecklingsprovning tillsammans med flera nyutvecklade system. Avnämarna för resultaten är främst leverantörer av kombinerade sol- och pelletsystem och projektet syftar till ökade marknadsandelar. Tillämpningen finns redan men marknadsförda system behöver bli bättre och enklare att installera och sköta. Projektresultaten kan omsättas direkt. Framtida utvecklingsinsatser Förutom det återstående arbete som är angeläget att genomföra för att uppnå de mål som ställdes upp i delprogrammet, så kan det konstateras att det fortfarande krävs utvecklingsinsatser när det gäller systemutformning, provning och marknadsföring, där vi hoppas det branschöverskridande samarbetet kring 100%-kampanjen ska ge resultat.

69 Delprogram A2: Närvärme Programledare: Hans Gulliksson Kontaktuppgifter: Energikontor Sydost, Framtidsvägen 10 A Växjö Telefon Total budget (inkl EM) ksek hans.gulliksson@energikontorsydost.se Bakgrund Delprogrammet 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. Viktiga krav är att tekniken ska: - möta höga miljökrav; låga utsläpp av partiklar, kväveoxider, kolväten och andra hälsooch miljöfarliga ämnen. - ge trygg och säker drift, vara enkel att använda, kräva litet underhåll samt ge kostnader för brukaren som är konkurrenskraftiga jämfört med alternativa uppvärmningssätt - vara lätt att installera och integrera i fastighetens energisystem och i system för mottagning och lagring av bränsle, bränsleinmatning samt askhantering - ha en reglering, reningsteknik och askhantering som klarar inte bara dagens träbränslen pellets, flis och träpulver utan även väl definierade bränslen av de nya råvaror som är aktuella, exempelvis från rörflen, halm och spannmål samt grot och torv. En särskild fråga är förutsättningar för att med goda miljöprestanda använda bränslen med inslag av skogsavfall eller agrara råvaror ofta med högt innehåll av kväve, svavel och alkalimetaller. Delområdet Närvärme drivs i två delar, Närvärme bränslen och process samt Närvärme rening. De olika delprojekten har formats utgående från erhållna idéskisser men bearbetats i samarbete mellan projektledningen, förslagsställarna samt deltagare från forskning och näringsliv. Målet för projektet som helhet är att utveckla en trygg småskalig värmeförsörjning baserad på bioenergi, för uppvärmning av nya och befintliga bostäder, lokalfastigheter och industrier utanför fjärrvärmenät. Delmål som ingår är att - utveckla billigare reningsteknik för särskilt torra bränslen. - utveckla en ny generation av pannor för närvärmeanläggningar från 50 kw till 10 MW som klarar höga miljökrav och säker drift till låga kostnader. Delprojekten med kort resultatredovisning Totalt ingår 14 projekt i delen Närvärme, dessa är: A. Biobränslen i mindre industrier, nr A Björn Zethraeus, Växjö Universitet. Projektet förändrat så att enbart en branschanalys med potential och teknik gjorts men inga praktiska försök. Branschanalysen visar på goda möjligheter att använda

70 biobränslen inom olika processer för smältning och varmhållning i glas,- stål- och metall-, tegel och gjuteriindustrin. Projektet visar på att det är fullt tekniskt möjligt att använda bioenergi i industriella processer men att det finns ett motstånd mot detta. Vidare är ekonomin mindre bra då det ofta krävs förgasning eller pulvereldning. Min bild är dock att flera branscher inom 4-8 år kommer att använda bioenergi. Det handlar om dels att använda träpulverteknik samt till viss del också förgasning vid krav på en ren miljö som för glas samt i vissa enklare fall som för tegel traditionell teknik. B. Optimalt utnyttjande av svårare bränslen eldade i pannor avsedda för närvärme. Nr B Joakim Lundgren, Luleå tekn. Högskola. Sameldningsförsök mellan fuktiga traditionella bränslen och rörflen har fungerat väl. Sameldning av träbränsle och rörflen innebär mindre askmängder men enligt mätningar gjorda inom programmet en väsentlig sänkning av asksmältpunkten. För en blandning av 20 % rörflensaska och 80 % träaska sänktes asksmälttemperaturen från 1420o C för ren rörflensaska till 1190o C för blandningen. Inblandning av 50% kiselrika rörflenspellets vid eldning av GROT eller flis visade sig vid försök i en 100 kw fastrosterpanna ge 25-30% minskade partikelutsläpp. Askmängden ökade markant, vilket dock inte gav några driftproblem under försöken." Några försök med sameldning av stallgödsel med rörflen kunde ej utföras, men vid eldningsförsök med hästspillning och spån, uppmättes låga halter av CO (ca 50 mg/nm3 vid 10 vol% O2) och förhöjda halter av NOx ( mg/nm3 vid 10 vol% O2). C. Förbränning av biobränsleblandningar i små rostpannor Eskilstuna Energi & Miljö, TPS. Projektet startade inte och har avförts. Inga resultat är redovisade. D. Inverkan av bränslekvalitet på högtemperaturkorrosion, Gunnar Johansson, CTH, nr D. I projektet har konstruerats en välfungerande korrosionsprovningssond som tillåter jämförelser av olika materials benägenhet att korrodera i en realistisk pannmiljö. Eftersom de exponerade proverna ännu inte undersökts återstår det att jämföra materialens tendens att korrodera. Problemen med askuppbyggnad i brännkammaren under riggförsöket beror inte på korrosionssonden eller på korrosionsprovningen. Projektet mål är att öka förståelsen för hur korrosionen beror av samspelet mellan materialsammansättning, materialtemperatur, asksammansättning och eldningsförhållandena. På längre sikt är målet att lösa korrosionsproblemen genom en kombination av materialval, kontroll av asksammansättning och konstruktiv utformning av pannan. Inom projekt identifieras och undersöks högtemperaturkorrosionsproblem vid eldning av pellets, särskilt askrika pellets. Projektet består av fyra delar: Inventering och dokumentation av erfarenheter av korrosion från fält, design och konstruktion av en kyld korrosionssond, genomförande av korrosionsförsök med sonden i en kommersiell pelletspanna samt laboratorieundersökningar av sambandet mellan askans och rökgasens sammansättning, temperatur och korrosionsangrepp för relevanta material. Inventeringen har gett värdefulla insikter om när och var korrosionsproblem uppträder medan laboratorieförsöken gjort det möjligt att undersöka korrosionsangreppet på ett detaljerat sätt. Projektet har lyckats med sin föresats att ta fram en fungerande korrosionssond för denna typ av brännare. Korrosionssonden är den första i sitt slag och gör det möjligt att jämföra korrosionsbeständigheten hos olika material i en viss

71 panna som funktion av materialtemperaturen. Dessutom kan korrosiviteten hos olika bränslen jämföras och det är möjligt att undersöka hur förändringar i panndesign och i panndrift påverkar korrosionen. E. Reningssystem för sura rökgaser för närvärmepannor. ETC. Koncentrationen av SO2 i rökgaserna reducerades från 100 ppm till 28 ppm och från 400 till 200 ppm när kalkstenspartiklar tillsattes till rökgaserna. Koncentrationen av stoft i rökgaserna ökade dock något från ca 20 mg/nm3 till 30 mg/nm3 (13 % CO2). Ökningen av stoft är dock inte speciellt stor om man tar hänsyn till de generella utsläppskraven för stoft (100 mg/nm3, 13 % CO2). I detta arbete har visats att centrifugalavskiljning i labbskala kan kombineras med kalkstentillsatts (partiklar) för att reducera SO2 i rökgaserna utan att partikelkoncentrationen i rökgaserna ökar väsentligt trots att partiklar (kalksten) tillsätts till rökgaserna. Inga andra negativa aspekter som exempelvis igensättning av lamellerna i separatorn med kalksten kunde noteras under experimenten. Svårt att dra slutsats om när det kan komma till kommersiell användning F. Avskiljning av stoft med rökgaskondensering, Marie Rönnbäck, SP. En första litteraturstudie av olika tekniker och företag är genomförd som visar att teknik fungerar och det finns leverantörer. För anläggningar < 10 MW med stoftrening till låga nivåer med konventionell teknik blir dyrare ju mindre anläggningen är. Halten submicrona partiklar minskar och i vilken omfattning. Hantering av avskilt material? Ej helt klart. Att detta minskar halten submicrona partiklar är klart och tekniken används delvis idag men förfinas ytterligare. Hantering av förorenat kondensat bör studeras ytterligare. G. Rökgasbrunn för minimering av stoft och sura rökgaser- vidareutveckling. Johan Yngvesson, SP. Beskriva två anläggningar med rökgasbrunn och utvärdera dem med avseende på avskiljning av stoft och sura komponenter i rökgaserna vid förbränning av åkerbränslen samt föreslå hur kondensatet kan hanteras på bästa sätt. Pågår fortsatt. Tveksamt om detta kommer att bli en kommersiell användningsmetod men det är ännu för tidigt att värdera. H. Utveckling av energieffektiv partikelavskiljning för närvärmepannor ( H ) som letts av Roger Hermansson vid LuTH använder den s.k. ADIAK-tekniken för att öka energiåtervinningen i en rökgasskrubber samtidigt som man uppnår minst lika bra partikelavskiljning som i en traditionell skrubber. Rökgaserna passerar genom en absorbator i systemet och avger värme till vätskan som cirkulerar i absorbatorn. Rökgaskondensering är främst ett medel att återvinna energi och är mest intressant ur den synpunkten för fuktiga bränslen. Viss partikelavskiljning blir också följden. Rökgaskondensering baserad på en absorbtionsprocess kopplad till mindre pannor eldade med råflis med 35-52% fukt visades kunna ge mellan 33 och 45% minskade partikelutsläpp,t.ex från 45 till 25mg/Nm 3 vid 10% O 2 och eldning av grot. Även de allra minsta partiklarna nm minskade i samma förhållande. I jämförelse med konventionell rökgaskondensering gav absorbtionsprocessen en ökning med kw av det nyttiggjorda värmet från en 100 kw-panna, beroende av returtemperaturen. Övervägs rökgaskondensation för partikelavskiljning måste man

72 beakta att de avskilda partiklarna hamnar i kondensatet och att detta eventuellt också måste renas innan det släpps ut till omgivningen. För fortsatta insatser bör försök med en pilotanläggning i nära kommersiellt utförande prioriteras. I. Kostnadseffektiv partikelavskiljning i mindre närvärme anläggningar. Michael Strand, Växjö Universitet. Syftet med projektet är att undersöka om en ny elfilterteknik baserad på separerad partikelladdning och partikelavskiljning kan möjliggöra mera kostnadseffektiv reningsteknik för tillämpning i effektintervallet MW. Olika koncept för partikelladdning baserad på teknik med korona jonisering av luft har undersökts genom teoretiska beräkningar och laboratorieförsök. Utrustning för partikelladdning i kritiskt munstycke har tillverkats och optimerats. Mätningar har även gjorts i fält. Projektet löper på bra och samverkan sker med industrin. Även här väl tidigt att dra slutsats om användning men detta torde vara realistiskt att detta kommer att användas inom några år. En demonstrationsanläggning är av intresse. J. Bioenergi i mindre anläggningar i industrin, Olov Arkelöv, KanEnergi AB. Handlar om att ta fram metoder och modeller både tekniskt och avtalsmässigt för att få SME att öka sin användning av bioenergi. Testa modellen på 10 företag och sen också genomför regionala utbildningar i Västra Götaland, Småland och Jämtland. Klart vid slutet Ja, det kommer att ske ökad bioenergianvändning inom industrin successivt när höjning av CO2 avgift slår igenom. Det finns också ett intresse från många industrier kring arbete med förnybar energi. K. Förbränning av stråbränslen i olika bränsleblandningar, Henry Hedman, ETC/ Hushållningssällskapet. Tre olika försök och mätningar har gjorts och med resultat som pekar mot att om max. 5 % rörflen är inblandning så fungerar bränsleinmatning, förbränning och askhantering medan vid 20 % så börjar problem uppstå med alla delar men inmatning är ok. Försök med briketterad rörflen/flis med 20/80 min ska testas. För tidigt att dra slutsats men rörflen är inte lätt att använda och ytterligare utvecklingsarbete krävs. Så länge annat bränsle finns att tillgå så dröjer ett stort genomslag. L. Förbränning av olika typer av briketter i befintlig värmeanläggning, Susanne Paulrud SP. Projektet har dels testat briketter med blandning av rörflen, 20 % och flis, 80 % från Låttra gård i en anläggning i Sörmland, 500 kw och i en annan panna i Kungälv, 60 kw. Resultaten är goda och även en utveckling av pannkonstruktionen har skett. Användning av rörflen är ännu i sin linda men har ett intresse. Svårigheter är dels ett relativt högt pris och den mycket höga askhalten vilket kräver en speciellt anpassad panna. Ytterligare behov av utveckling i demonstrationsanläggningar kommer att behövas. M. Dessutom finns direkta beslut till respektive part för nedanstående två delprojekt. Dessa samordnas via del Närvärme men ligger beslutsmässigt separat. i. Bioagro - förbränning av agrara bränslen i småskalig rosterpanna, nr , Magnus Hermansson, Hotab Eldningsteknik AB. Projektet har genomförts vid

73 Skånefrös anläggning i Tommarp. Det handlar i första hand om förbränning av olika blandningar av pelleterade agrobränslen. Bioagroprojektet har gjort analyser, testat och sammanställt vilka lämpliga additiv som behövs för att ändra materialets egenskaper. Normalt avgår svavel och klor i rökgaserna men additivet binder dessa förutom att de höjer askans sintringstemperatur. För att få en lugn förbränning, där nu en större volym material passerar och torkning, förgasning, pyrolys och kolförbränning sker, har inom projektet utvecklats och konstruerats en rörlig planrost med vattenkylda mothållsjärn och zonindelning för luften under rostern. Har gått bra och visar på att restprodukter från jordbruket kan vara av intresse även för mellanstora anläggningar. Ytterligare utvecklingsbehov finns. ii. Kompakt och kostnadseffektivt elektrostatiskt filter. Nr , SP. Linda Bäfver. Kompakt och kostnadseffektivt elektrostatiskt filter för rökgasrening Anpassning till askrika bränslen. Delmålet att avskilja 85 % av partiklarna nåddes vid normaldrift av filtret (d v s 60 W effekt Svårt att dra slutsats om när användning kan ske men det är intressant med elektrofilter även för mindre anläggning. iii. Bränsleinmatningssystem för småskalig eldning av halm nr har visat på att det är möjligt att finna lösningar för detta. Projektet är lett från ÅF, Malmö, Jakob Thynell och bygger i första hand på kunskaper från Danmark. iv. Från Umeå Universitet har projektet Strategiska FoU resurser för studier av partikel- och beläggningsbildande ämnens beteende vid förbränning av askrika bränslen med fokus på mellanskaliga rosteranläggningar, nr , Christoffer Boman, Umeå Universitet redovisats. En sammanfattning av resultat och slutsatser som berör projektets utredande delar som inkluderar genomgången av experimentella forskningsresurser, kritiska forskningsfrågor kopplade till området samt uppbyggnaden av en experimentell forskningsresurs vid Umeå universitet finns och är redovisad i den kortfattade rapporten i bilaga 2. Resultat och utvärdering av inledande tester i den nya forskningsuppställningen redovisas vid senare tillfälle. v. Kopplat till FUP för pelletsutveckling inom bränsleprogrammet har samverkan skett med Närvärmedelen inom småskalig bioenergi. Redovisas sommaren 2011 inom bränsleprogrammet. Delprogrammets resultat Delprogrammets resultat har två delar med process respektive rening och bör egentligen dels sammanfattas som generella och för varje delprojekt. De generella resultat som har producerats inom delprogrammet har främst besvarat frågan om olika reningstekniker och förbränning av olika bränslen och bränsleblandningar. Flertalet av projekten har nu slutförts och allmänt kan resultat ses i projekten som är av stort intresse. Detta med att samverka i gruppen Närvärme och de fördelar det kan ge har egentligen kommit fram vid de tre gemensamma möten som hållits del i Stockholm initialt i november 2007, vid seminariet i

74 Umeå 2008 och främst vid seminariet i Växjö Dessa tillfällen har utnyttjats till att presentera projekt och resultat på ett bra sätt. Flera synergieffekter har uppnåtts och inte minst genom en personlig kontakt. Vad som skett däremellan har nog haft mindre betydelse. Den regelbundna redovisning kort i skriftlig form har mer varit ett sätt för mig som samordnare att se projektutvecklingen. Delprojekten resultat är kort redovisade ovan under punkt 3. Flera av dem kan leda till konkreta satsningar inom något eller några år. Jag gör en bedömning efter varje delprojekt ovan. Avnämarna för resultaten angående bränslen och filter är främst dels anläggningsägare för mellanstora pannor i industrin och närvärme, produkttillverkare, konsulter och bränsletillverkare både inom jordbruk och skog. Detta kan leda till användning av nya bränslen, nya reningsteknik, pannor för sämre och svåra bränslen, ny användning för agrobränslen Tillämpningen kanske inom ca 2-8 år. För varje delprojekt finns en kort värdering. Framtida utvecklingsinsatser Att ett fortsatt behov av FoU inom området Närvärme/industriapplikationer behövs är helt klart. Vill ge följande kommentarer mer allmänt som knyter an till detta med att ha ett mer samlat grepp på utvecklingsbehov. I punktform så är de enligt nedan: - Slå samman bränsleprogram och småskalig bioenergi - För ut mer FoU till företag och demoanläggningar - Industriapplikationer behöver utvecklas mer och särskilt för processer - Fortsatt behov kring CHP för anläggningar 1-10 MW värme - Bränslekedjan och förbränning, logistik, askhantering är fortsatt viktigt - Hur använda nya och sämre bränslen från skogen bör värderas och med kortare omloppstid - Verka för fler samverkansprojekt mellan olika forskningsaktörer - Bränslepåverkan och pannutformning på stoft, NOx, metaller så att askåterföring är möjligt - Metallinnehål i bränsle/aska behöver få ökad kunskap kopplat till askåterföring och FSC skogsbruk. - Hur nå ut med vårt koncept Närvärme över världen? - Jobba med en helhet av bränslekedjan i ett gemensamt program men gärna i delområden och syntesgrupp. Kortare omloppstid, ha med barr, löv, småkvistar - Förbränningsteknik fortfarande i mellansegmentet MW som fortsatt kommer att stå för de stora volymerna med skogsbränsle som bas - Bättre mätteknik bränslen - Integrera FoU mer samverkan företag och högskola

75 Delprogram A3: Pelletsteknik Programledare: Björn Kjellström Kontaktuppgifter: Exergetics AB Stockvik Trosa Telefon Total budget (inkl EM) ksek Bakgrund Användningen av pellets vid småskalig uppvärmningen har under flera år vuxit kraftigt och 2006 nåddes toppnoteringen med ca sålda brännare. Detta sammanföll med det statliga bidraget för konvertering från el och olja till bl.a. biobränsle. Det är sannolikt att de installationer som gjorts finns i de fastigheter där förutsättningarna varit särskilt gynnsamma och där fastighetsägarna har varit särskilt motiverade att satsa på pellets som alternativ till främst oljeeldning. För att i framtiden kunna konkurrera med främst värmepumpar krävs att pelletseldning skall bli mer attraktivt för användaren. Motivet för att förbättra pelletseldningens konkurrensförmåga med värmepumpar är att de senare på marginalen ger upphov till betydande utsläpp av koldioxid7. Tillverkarna av pelletspannor/kaminer är traditionellt sett små företag utan större resurser för egen forsknings- och utvecklingsverksamhet. Ett samlat grepp behövs därför för att påskynda utvecklingen. Utvecklad pelletsteknik bör kunna få stor betydelse för möjligheterna att ersätta uppvärmning med olja och el inte bara i Sverige utan även i andra länder med omfattande enskild uppvärmning av bostäder. Mål En prioriterad uppgift i programmet är utveckling av en ny generation pelletspannor, pelletsbrännare och pelletskaminer i storleken under 50 kw. Viktiga krav är att tekniken ska: 1) möta höga miljökrav, d v s ge låga utsläpp av partiklar, kväveoxider, kolväten och andra miljö- och hälsofarliga ämnen 2) vara driftssäker, kräva litet underhåll och sammantaget ge kostnader för brukaren som är konkurrenskraftiga med andra uppvärmningssätt 3) vara lätt att installera och integrera i fastighetens energisystem och inkludera system för mottagning och lagring av bränsle, bränsleinmatning och askhantering 4) fungera för väl definierade pellets från träråvara, men ha styrsystem som klarar variationer i bränsleegenskaper, pelletskvalitet och sammansättning 5) vara estetiskt tilltalande och inte vara för skrymmande 7 Elforsk 08:30: CO 2 -utsläpp för marginalel c.a 700 kg/mwh(el) vilket för värmepump med värmefaktor 3 ger CO 2 - utsläpp c:a 230 kg/mwh(värme)

76 Projekten Av de 70-tal projektskisser som programrådet inledningsvis hade att behandla, bedömdes 12 ligga inom delområdet Pelletsteknik. Med avseende på inriktning mot de mål som projekten avsågs bidra till framgår fördelningen av tabell 1. Tabellen visar också vilka ansökningar som behandlats samt utfallet för dessa. Flera av de nio projekt som finansierats inom programmet är av en övergripande karaktär. Fem av dessa har antingen haft som mål att ta fram hjälpmedel vid beslut om val av uppvärmningssystem eller precisera vilka utvecklingsbehov som föranleds av strävan att göra pelletseldning mer attraktiv än värmepumpar. Den förra typen representeras av projekten Testanläggning för värmesystem ( ), IEA pellet handbook ( ) och Dataprogram för dimensionering av värmesystem i fastigheter ( ). Till den senare typen av projekt kan hänföras Krav och lösningar för framtidens pelletsteknik ( ) och Upplevda barriärer för fortsatt pelletseldning ( D). Till de övergripande projekten kan också räknas Småskalig pelletanvändning i Chile ( ) som närmast har karaktären av en marknadsundersökning. Tre projekt är enbart inriktade på att åstadkomma tekniska förbättringar med syfte att göra pelletseldning mer attraktiv. Dessa projekt som samtliga drivs av eller i nära samarbete med utrustningsleverantörer är Fjärrstyrning och fjärrövervakning av pelletsenheter ( ) och Integrerad pelletsenhet med ny förbränningsteknik ( ) som genomförs av Effecta AB samt Strömningsteknisk modellering och konstruktion av pellets-brännare och kaminer ( ) som i första hand är inriktat mot förbättring av konstruktioner använda av Pitekaminen 8 och Svebo Bioenergi AB. Även projektet Krav och lösningar för framtidens pelletsteknik ( ) innehåller i sin andra och tredje etapp konkreta studier av möjligheter till tekniska förbättringar. Detta arbete sker i samarbete mellan SP i Borås och respektive SenSiC AB, Janfire AB och Effecta AB. Dessa projekt har mål som i första hand täcker in delmålen 2)-4). Inget projekt är inriktat mot delmål 5), att ta fram utrustning som är estetiskt tilltalande och inte utrymmeskrävande, men sådana aspekter studerades i projektet Krav och lösningar för framtidens pelletsteknik ( ) och ingår även i de tre tekniska utvecklingsprojekten. 8 Varumärke ägt av Bioenergi i Piteå (Uno Petzäll) och Lundströms Maskinteknik AB

77 Projektskisser och ansökningar Målområde Ursprungliga projektskisser Ansökningar under perioden Projekt Utfall Låga emissioner Bränsle- och konstruktionsparametrars inverkan på emissioner 9 Driftsäkerhet och användarvänlighet Integrerbar systemlösning Bränsleflexibilitet Utseende och utrymmesbehov Övergripande Åtgärder mot askrelaterad korrosion i pelletsbrännare Askkemisk modell för minimering av driftproblem och emissioner vid förbränning av åkerbränslen Handledning för byggande av pelletsförråd Robust reglering av pelletsbrännare Brännare för halmpellets Förbränningsteknisk utvärdering av pelletskvalitet 10 Styrning med kiselkarbid-sensor Bestämning av finfraktion hos säckad pellets Finansiering av pelletsnätverk Dimensioneringsprogram för energirådgivare Certifierad utbildning av VVS installatörer Fjärrstyrning och fjärrövervakning av pelletsenheter ( ) Strömningsteknisk modellering och kon-struktion av pelletsbrännare och kaminer ( ) Integrerad pelletsenhet med ny förbränningsteknik ( ) Småskalig pelletanvändning i Chile ( ) Krav och lösningar för framtidens pelletsteknik ( ) Testanläggning för värmesystem ( ) IEA pellet handbook ( ) Dataprogram för dimensionering av värmesystem i fastigheter ( ) Upplevda barriärer för fortsatt pelletseldning ( D) B B B B B B B B 9 Alla renodlade emissionsprojekt överfördes till ett speciellt projekt Emissionsklustret 10 Projektet kom att finansieras inom Bränsleprogrammet

78 Delprogrammets Resultat De flesta projekten är inte slutrapporterade. Den sammanfattning av resultaten som följer är därför preliminär. Av de studier som gjorts av värderingar hos villaägare som har betydelse för val av uppvärminingssystem är endast en genomförd (projekt Krav och lösningar för framtidens pelletsteknik ( ). Där framgår bl a att villaägare i genomsnitt kräver att pelletseldning skall vara minst kr billigare per år än en värmepump om pelletseldning skall väljas. För serviceavtal och för fjärrövervakning är man i genomsnitt beredd att betala högst 2000 kr/år för vardera tjänsten. Hela 90% av villaägarna anser att en damm- och sotfri innemiljö är viktig, 46% vill inte ha värmesyestem med förbränning, 73% att det är viktigt att slippa fysiskt arbete och 60% att uppvärmningssystemet skall vara utrymmessnålt. Inga resultat från projektet Upplevda barriärer för fortsatt pelletseldning ( D) finns när detta skrivs. Projektet Dataprogram för dimensionering av värmesystem i fastigheter ( ) förväntas leda till ett användarvänligt verktyg för energirådgivare som även kan användas av enskilda villaägare för en bedömning av det ekonomiska utfallet av olika uppvärmningsalternativ. Projektet Testanläggning för värmesystem ( ) har resulterat i en provanläggning som möjliggör test av kombinationsvärmesystem (solfångare, pelletspanna, ackumulatortank och värmepump) med max effektbehov 120 kw som bl.a. kan utnyttjas för validering av datormodeller för kombinationsvärmesystem. IEA pellet handbook ( ) är nu under tryckning och innehåller en sammanställning av erfarenheter rörande produktion och användning av biopellets som bränsle i Europa och på den nordamerikanska kontinenten.den kan bl a få betydelse för marknadsföring av svenskt pelletskunnande på en internationell marknad. Den studie som gjorts av förutsättningar för svensk pelletsteknik i Chile tyder på att det finns bra förutsättningar framförallt för pelletskaminer i Chile men tydliga kostnadssänkningar är nödvändiga om svenska produkter skall konkurrera med de befintliga systemen i Chile. Mer avancerade system som inkluderar vattenmantlade pelletskaminer och solvärme skulle också vara lämpliga men måste först utvecklas med hänsyn till byggnadsutforming och kostnader. Befintliga svenska pelletskaminer måste testas med den träpellets med relativ höga askhalten som finns i Chile. Möjligheterna att använda avancerad strömningsmodellering för utformning av pelletsbrännare för att skapa estetiskt tilltalande flamma, låga emissioner och fungerande askutmatning har demonstrerats i projektet Strömningsteknisk modellering och konstruktion av pellets-brännare och kaminer ( ). Därmed borde mycket trial-and-error - verksamhet kunna undvikas i framtiden, förutsatt att företagen i branschen är beredda att tillägna sig metodiken eller betala för att andra med beräkningskompetens medverkar i utvecklingsarbetet. Utveckling av fjärrstyrning och fjärrövervakning av pelletsenheter ( ) förefaller i stort sett genomförd. Om tjänsten kan erbjudas till det pris som enligt ovan villaägarna kan acceptera är ännu oklart. När detta skrivs (SAKNAS) information om resultaten av projektet Integrerad pelletsenhet med ny förbränningsteknik ( ). En prototyp skall emellertid testas inom ramen för projektet Krav och lösningar för framtidens pelletsteknik ( ) Framtida utvecklingsinsatser Projekten inom denna del av programmet Småskalig uppvärmning med biobränslen har endast avsett användning av biopellets för mycket småskalig uppvärming med kaminer och villapannor. Ett viktigt syfte har som nämnts varit att förbättra pelletseldningens

79 konkurrensförmåga med värmepumpar. Det är mycket oklart om det målet överhuvudtaget är realistiskt med de el- och bränslepriser som gäller och väntas gälla under överskådlig tid. Innan ytterligare omfattande insatser görs från Energimyndigheten för att utveckla tekniken för den mycket småskaliga eldningen av biopellets bör en förutsättningslös analys göras av biopellets roll i den fortsatta omställningen av det svenska energisystemet. En sådan analys bör kunna göras inom ramen för programmet och tillgängliga medel för syntesarbetet. Oavsett detta finns det anledning att försöka överföra erfarenheterna från projektet Strömningsteknisk modellering och konstruktion av pellets-brännare och kaminer ( ) till de företag som idag tillverkar eldningsutrustning för pellets.

80

81 Delprogram A4: Systemaspekter och syntes Programledare: Rikard Gebart Kontaktuppgifter: Telefon Total budget (inkl EM) ksek Bakgrund Delprogrammet skapades för att samordna verksamheten mellan programmets olika projekt, samt hantera frågor av gemensam karaktär t.ex. system, miljö och informationsfrågor. Mål Delprogrammet ska ge svar på viktiga systemfrågor inom fyra huvudområden: A. Syntes av hela det småskaliga programmet och dess delprojekt. B. Spridning av emissioner till omgivande natur och samhälle och hälsoeffekter på befolkningen från detta C. Standarder på svensk- och Europanivå med bäring på småskalig uppvärmning med biobränslen D. Ämnen inom systemområdet som täcks av indockade projekt som beslutas under programmets löptid. Dessutom ska delprogrammet sprida information om resultat både inom programmet och till den breda allmänheten med intresse för de frågor som hanteras av programmet. Delprogrammet ska också hantera koordineringen av programmets olika delprojekt dels inom programmet och dels med aktiviteter utanför programmet genom att organisera en syntesgrupp bestående av de olika delprogramledarna. Projekten Vid projektstarten ingick följande projekt i delprogrammet: A. Syntesgruppens arbete (1 projekt) i. Ta fram en syntesrapport för programmet ii. iii. iv. Sköta info-verksamheten från programmet Samordna de olika delområdena med varandra och med andra forskningsprogram, t.ex. Bränsleprogrammet Genomföra förstudier på nya områden som inte täcks av befintliga delprojekt inom programmet v. Hantera utvecklingscheckar till företag som vill ha kvalificerad hjälp med utveckling av teknik inom programmets ramar vi. Vara bollplank för Energimyndigheten gällande planering och prioritering av planerade satsningar på forskning, utveckling och demonstration inom programmets ramar B. Spridningskluster (3 delprojekt) i. VEDAIR; utveckla ett beslutsstödssystem där effekten av förändringar av emissioner i bostadsområden kan analyseras med avseende på miljökvalitetsnormer, hälsoutfall och externa hälsokostnader. Delprojektledare är Gunnar Omstedt, SMHI.

82 ii. iii. Sotdata; Sprida information om Sotdata-verktyget som utvecklats i ett tidigare projekt. Delprojektledare är Bengt-Erik Löfgren, ÄFAB. Epidemiologisk pilotstudie angående vedröksemissionernas långtidseffekter (lungcancer, hjärtsjukdom och förtida död) med hjälp av VEDAIR-verktyget. Delprojektledare är Bertil Forsberg, Umeå universitet. C. Standardiseringsarbete; Delta i och bevaka svenska intressen i det europeiska standardiseringsarbetet kring småskalig biobränsleförbränning. Delprojektledare är Lennart Gustavsson, SP. Efter starten av delprogrammet beslutade Energimyndigheten om indockning av följande projekt som hanteras som om de tillhörde programmet men där finansieringen kommer från andra program: D Emissionskluster (7 delprojekt som koordineras av Christoffer Boman, UmU) i. Påverkan av bränsle och konstruktionsparametrar på partikelemissioner, Henrik Wiinikka, ETC ii. iii. iv. Inverkan av förbränningsteknik och bränsle på hälsofarligheten, Christoffer Boman, Umeå universitet. Partiklar från förbränning av askrika biobränslen, Linda Bäfver, SP Aerosolmasspektrometri (AMS) för karakterisering av partiklar, Joakim Pagels, Lunds Tekniska Högskola v. Minimering av dioxinbildning, Marie Rönnbäck, SP vi. vii. Endotoxin i rökpartiklar, Lennart Larsson, Lunds universitet Utveckling av ny kaskadimpaktor, Michael Strand, Växjö universitet E Emissionsprestanda för moderna vedkaminer, Christoffer Boman, Umeå universitet F Konsekvenser av en ökad tillförsel och förädling av nya biobränsleråvaror för småskalig värmeförsörjning; identifiera och föreslå tekniskt, ekonomiskt och miljömässigt fördelaktiga bränslekedjor, med fokus på produktion och förädling av nya biobränslen, i första hand bränslen från jordbruket och i ett lokalt perspektiv. Susanne Paulrud, IVL G Undersökning av några kommuners problemställningar med avseende på luftkvalitet i samband med småskalig biobränsleeldning - Tillämpningar av VEDAIR. Gunnar Omstedt, SMHI H Förbättring, utvärdering och känslighetsanalys av urbana spridningsmodellen i SIMAIR. Stefan Andersson, SMHI I Framtida behov och system för småskalig värmeproduktion med biobränsle; studie av hur utbudet av olika biobränsleråvaror och olika uppvärmningsalternativ kan kombineras på ett ekonomiskt och miljömässigt bra sätt. Åsa Jonsson, IVL J Utveckling av framtida konkurrenskraftig närvärme (< 20 MWth) med säkrad bränslekvalitet samt hög tillgänglighet, effektivitet och miljöprestanda. Marie Rönnbäck, SP

83 Delprogrammets resultat De generella resultat som har producerats inom delprogrammet har främst besvarat olika frågor gällande emissioner, standarder och bränsleförsörjning via projekt B - J. I delprojekt D har fokus legat nära utsläppskällorna, på utsläpp av partiklar, tungmetaller, dioxin och endotoxin från olika typer av uppvärmningsanordningar. I delprojekt B har man istället fokuserat på hur utsläppen sprids till omgivningen och hur farlig den resulterande exponeringen är för befolkningens hälsa. Delprojekt B har som en del av projektet tagit fram en databas (Sotdata) med detaljerad information om befintliga uppvärmningsanordningar och ett simuleringsverktyg (SIMAIR) med vilket man kan prediktera koncentrationer av rökgaskomponenter i omgivningsluften. Både Sotdata och SIMAIR är lättanvända och avsedda att användas av beslutsfattare och tillståndsgivare som behöver underlag för beslut rörande utsläpp från småskalig uppvärmning. Delprojekt G och H har koppling till arbetet med SIMAIR i delprojekt B och handlar om vidareutveckling av beräkningsmodellen samt undersökning av några kommuners problemställningar runt luftkvalitet. I delprojekt E genomfördes mätningar av utsläppen från ett antal moderna vedkaminer för att se hur de skiljer sig från äldre konstruktioner och på så sätt skapa underlag för fastställande av krav på vedkaminer från tillståndsgivande myndigheter samt för fortsatt utveckling av vedkaminer med låga utsläpp. I delprojekten F, I och J genomfördes systemanalyser med olika infallsvinklar, både med bränsleförsörjnings- och utrustningsperspektiv. Inom ramen för delprojekt A har ett antal förstudier genomförts inom följande områden: - Behov av forskning på partikelemissioner från småskalig uppvärmning med biobränsle (UmU, 13 kkr). Denna förstudie var ett villkor för beviljandet av projekt D ovan. - Utbildningsinsats inom Minimering av partikelutsläpp från småskalig förbränning med biobränsle (SP, 200 kkr). - Bevakning av kommande EU-krav och standardisering av mindre fastbränsleeldstäder (SP, 100 kkr). - Minikraftverk vid Erikslunds gård eldat med halm (Agrofuel Sweden AB, 150 kkr). - Studieresa till Polen för studier av teknik för småskalig brikettering och användning av stråbränslebriketter (SP, 57 kkr) - Bränsleberedning och förbränning av exakthackad rörflen (ETC, 170 kkr) Delprojekt A har också hanterat s.k. utvecklingscheckar som kan användas av mindre företag för att finansiera anlitandet av experter för koncentrerade utvecklingsinsatser. En expert definieras i detta sammanhang som någon som tidigare erhållit stöd av Energimyndigheten för forskning inom området småskalig förbränning av biobränslen. De förstudier som genomförts är: - Tester av kompakt, pelletseldad varmluftspanna. Beställt av Vänertekno, utfört av ÄFAB (75 kkr). - Miljömätning och verifiering av kombinerad ved- och pelletskamin. Beställt av Combiheat, utfört av ETC (75 kkr).

84 - Utveckling och optimering av bandmatare för pulverformiga biobränslen. Beställt av WTS, utfört av ETC (75 kkr). - Separation av finandelar i ett pelletsflöde. Beställt av ÄFAB, utfört av ÄFAB (75 kkr). Avnämarna för resultaten från delprojekt A är samtliga deltagare i programmet, Energimyndigheten, företag med intresse av småskalig uppvärmning med biobränsle, berörda myndigheter och samhällsplanerare. För att kontinuerligt nå ut till dessa med information från programmet så har de olika delprogrammen turats om att skriva två sidor med projektinformation i varje nummer av tidskriften Bioenergi. I slutet på varje år har dessa sidor samlats i en snygg årssammanfattning som har distribuerats till avnämarna via deltagarna i programmet och Energimyndigheten. För att ytterligare öka interaktionen mellan alla delprojekt och intresserade företag så har en årlig programkonferens genomförts. Presentationerna från programkonferenserna har gjorts tillgängliga för intresserade via Energimyndighetens, Energikontor Sydost och ETCs hemsidor. Avnämarna för resultaten från delprojekt B - J är främst offentlig sektor med ansvar för miljöoch energifrågor. Resultaten är avsedda att bidra med saklig information om konsekvenserna av småskalig uppvärmning med biobränslen som i sin tur kan leda till väl underbyggda beslut. Avnämarna för resultaten från förstudierna är Energimyndigheten, branschen och enskilda företag med intresse för teknikområdet. Resultaten underlättar Energimyndighetens planering och berörda företags strategiska beslut och teknikval. Avnämarna för resultaten från utvecklingscheckarna är berörda företag. Målet med utvecklingscheckarna är att resultaten omedelbart efter avslutat konsultarbete ska integreras i den kommersiella verksamheten hos företaget i fråga. Framtida utvecklingsinsatser Det nu aktuella programmet och det tidigare programmet Biobränsle-Hälsa-Miljö (BHM) har lett till en stor kunskapsuppbyggnad vid svenska universitet och forskningsinstitut om partikelformiga emissioner och den grundläggande förståelsen för de partiklarnas sammansättning och deras bildningsmekanismer är god. Denna kompetens är viktig men det verkar inte troligt att ytterligare forskning med denna inriktning skulle leda till snabbare utbyggnad av småskalig uppvärmning med biobränsle. Däremot kan det finnas anledning att upprätthålla en viss beredskapsforskning på grundläggande frågor runt utsläpp för att bibehålla kompetensen. Kunskapen om metoder för att minska utsläpp genom förbättrade konstruktioner eller ändrade handhavanderutiner är däremot inte lika utvecklad. Jämförande mätningar har visat att skillnaden mellan olika konstruktioner och handhavandesätt har stor betydelse. Förmodligen finns det en stor outnyttjad potential för utsläppsminskningar som skulle kunna realiseras genom tillämpade forskningsprojekt. Om dessa projekt ska få något praktiskt genomslag är det utomordentligt viktigt att utrustningstillverkarna deltar i projekten. Som en del av delområde 6 så har olika typer av verktyg (SIMAIR, SotData, Energikalkyl) för beslutsstöd till tillståndsgivande myndigheter, brukare och samhällsplanerare utvecklats. Fortsatt utveckling kommer förmodligen att krävas men den viktigaste insatsen kommer antagligen att vara att sprida information om att verktygen finns och att utbilda potentiella användare.

85 Delprogram A5: Teknikbevakning och utredningar Programledare: Björn Kjellström Kontaktuppgifter: Exergetics AB Stockvik Trosa Telefon Total budget (inkl EM) ksek bjorn.kjellstrom@exergetics.se Bakgrund Det pågår omfattande forskning och utveckling av småskalig bioenergiteknik i andra länder. Insatser för att bevaka utvecklingen, bedöma alternativa tekniker och undersöka konkurrenskraften i ett internationellt och nationellt perspektiv ska genomföras i programmet. Ett område som utpekats som särskilt intressant är småskalig kraftvärme baserad på fasta biobränslen. För det effektområde under 10 MW(v) som är aktuellt i programmet har det hittills inte varit möjligt att nå en tillräckligt låg elproduktionskostnad för den svenska marknaden. FoU avseende storskalig kraftvärme från bioenergi finansieras i ett annat program inom Energimyndigheten. Det finns också behov av en genomlysning av konkurrensfrågor och jämförelse mellan olika småskaliga uppvärmningssystem som utgör alternativ till olja och el i Sverige, och som kan ersätta fossilbaserad värme i små anläggningar i Europa. Detta skulle kunna ge värdefull kunskap om tillgängliga alternativ för svensk värmeförsörjning och att ge svenska producenter/tillverkare kunskap om förutsättningar för och krav på utrustningar vid export till andra länder. Mål Mål för verksamheten inom delområdet Teknikbevakning och utredningar har varit att: - följa den internationella utvecklingen inom småskalig kraftvärme baserad på fasta biobränslen för att vid programperiodens slut kunna presentera en aktualiserad lägesrapport med bedömning av förutsättningarna för sådana anläggningar i Sverige - ge ökad kunskap om förutsättningarna för att använda flytande biobränslen som biooljor och alkoholer för ersättning av fossil eldningsolja i oljepannor - ge underlag för bedömning av rökgasvärmepumpar som komplement för anläggningar i den övre delen av effektområdet för ökad effektivitet och minskade emissioner - analysera möjligheter att använda rena fraktioner av avfallsbränslen i sameldning med andra bränslen i glesbygd med långa transportavstånd och med uppfyllande av EU:s avfallsdirektiv - belysa förutsättningar för utnyttjande av värmedrivna värmepumpar i samverkan med programmet EFF-SYS2 Projekten Av de 70-tal projektskisser som programrådet inledningsvis hade att behandla, bedömdes 11 ligga inom delområdet Teknikbevakning. Med avseende på inriktning mot de mål som projekten avsågs bidra till framgår fördelningen av tabell 1. Tabellen visar också vilka ansökningar som behandlats samt utfallet för dessa.

86 Projektskisser och ansökningar Målområde Ursprungliga projektskisser Ansökningar under perioden Projekt Utfall Småskalig kraftvärme Uppskatta svenskt värmeunderlag Uppskatta svenskt värmeunderlag B ( ) Bio-oljor Bioeldad stirlingmotor Pelletseldad stirlingmotor Gengasmotorkraftvärme Småskalig produktion av el/värme/fordonsbränsle Småskalig kraftvärme i Pajala Följa internationell utveckling Glycerol som oljeersättning Rapsfettsyra och solenergi Följa internationell utveckling ( ) Förbränningsteknik för externeldad gasturbin ( ) Glycerol som oljeersättning ( ) B B Rökgasvärmepumpar Avfallsbränslen i glesbygd Värmedrivna värmepumpar Bioheatpump med elgenerering Programrådet rekommenderade vid möte under våren 2007 att inom området småskalig kraftvärme i första hand en ansökan avseende uppföljning av internationell utveckling skulle inhämtas eftersom det föreföll uppenbart att de projektskisser som avsåg teknikutvecklingsinsatser hade formulerats utan större insikter om det tekniska utvecklingsläget. Även inhämtande av en ansökan avseende uppskattning av värmeunderlaget för småskalig kraftvärme i Sverige rekommenderades. Inom målområdet biooljor rekommenderades inhämtande av en ansökan avseende inventering av potentiella kvantiteter av biooljor för eldningsoljeersättning i Sverige samt erfarenheter av att använda sådana oljor som bränsle. Sådana ansökningar lämnades till Energimyndigheten och samtliga bifölls och sammanfördes under ett projekt: Teknikbevakning inom Energimyndighetens program Småskalig bioenergi Detta projekt delades upp i fyra delprojekt A-D (se bilaga 2). Inga projektskisser hade inkommit till målområdena Rökgasvärmepumpar och Avfallsbränslen i glesbygd. Projektskissen inom Värmedrivna värmepumpar bedömdes inte kunna leda till ett realistiskt projekt. Vid en senare utlysning inkom en ansökan avseende studier av förbränningsteknik för biobränslen till externeldade gasturbiner. Ansökan bifölls eftersom den bedömdes som innovativ och kunna bidra med viktig kunskap kring användning av biobränslen för gasturbiner i allmänhet.

87 Delprogrammets Resultat De generella resultaten som delprogrammmet har levererat eller kommer att leverera, besvarar eller kommer att besvara följande frågor: - Hur stort kan värmeunderlaget för småskalig kraftvärme i olika värmeeffektintervall uppskattas vara 2010 och 2030? - Hur stor är potentialen för ersättning av eldningsoljor med flytande biobränslen som inte också kan utnyttjas direkt som drivmedel i bilar? - Vilka processer för samtidig el och värmeproduktion, anpassade till värmeeffekter under 10 MW, som uppfyller europeiska krav på miljövänlig och säker drift, finns kommersiellt tillgängliga och vilka erfarenheter finns när det gäller prestanda och driftkostnader för anläggningar som utnyttjar dessa processer? - Vilka FoU insatser är önskvärda för att ta fram ytterligare processer för småskalig samproduktion av el och värme till demonstrationsstadiet? - Är det möjligt att med anpassad förbränningsteknik producera en het rökgas från biobränslen som innehåller så låga halter av flyktiga askämnen att beläggningar i högtemperaturvärmeväxlare eller i gasturbiner som genomströmmas av sådana gaser begränsas till hanterbar nivå? Den värmeunderlagsutredning som gjorts tyder på att det i Sverige 2030 finns värmeunderlag för drygt 1900 små kraftvärmeanläggningar med värmeeffekter mellan 1 10 MW. De flesta, drygt 1000, finns i effektområdet 1 3 MW. En mycket ambitiös energibesparingsinsats för bostads- och lokaluppvärmning påverkar inte antalet tänkbara anläggningar mycket, men innebär en förskjutning mot minskade värmeunderlag. Det skulle betyda att teknik lämpad för anläggningar med värmebehov under 1 MW blir allt mer intressant. Samtliga nu tillgängliga biooljor som lämpligen kan utnyttjas i anläggningar med värmeeffekt under 10 MW måste betraktas som marginella tillskott till energiförsörjningen. Den totala tillgången uppskattas till högst 0,5 TWh(br)/år. Även om dessa kan kräva viss anpassning av eldningsutrustning bedöms potentialen för liten för att motivera FoU-insatser kring dessa frågeställningar inom programmet. Pyrolysolja, som inte finns tillgänglig i Sverige, beaktades inte i studien. I bl.a. Tyskland, Österrike och Italien är samproduktion av el och värme i små biobränsledrivna anläggningar intressant som ett resultat av de statliga subventioner som finns för anläggningar som producerar el från förnybara energikällor. I Sverige är det svårt att hitta tillämpningar där sådana anläggningar blir lönsamma. För värmeeffekter ner mot 8-10 MW är ångprocess med mottrycksturbin ett självklart kommersiellt tillgängligt alternativ. Elutbytet uttryckt i kw(e)/kw(v) är emellertid relativt lågt, ofta under 30 %. För anläggningar med värmeeffekter ner mot c:a 2 MW är organisk ångcykel (ORC) ett kommersiellt alternativ som utnyttjas i relativt stor omfattning i bl a Italien. Elutbytet blir omkring 22 %. Gengasmotoranläggningar kan ge betydligt bättre elutbyte, %, och är tänkbara även för anläggningar med värmeeffekter ner mot några 100 kw. För anläggningar med värmeeffekt kring några MW kan tekniken bedömas vara väl demonstrerad, men det finns bara enstaka anläggningar i drift. För mindre anläggningar finns flera leverantörer med ambitioner att ta fram kommersiellt gångbara produkter men tekniken för miljövänlig, säker och övervakningsfri drift är ännu på prototypstadiet. Anläggningar med tjärskrubber, som lämnar ett tjärhaltigt avloppsvatten och som kräver i stort sett kontinuerlig tillsyn kan levereras av indiska företag men den tekniken kräver omfattande kompletteringar för att

88 utnyttjas i Sverige. Riktlinjer för säker och miljövänlig utformning av gengasmotoranläggningar har tagits fram inom ett EU-finansierat projekt. Även stirlingmotoranläggningar som erbjuds kommersiellt för värmeeffekter kring 150 kw med elutbyte kring 25% bedöms befinna sig på prototypstadiet eftersom drifterfarenheterna är tämligen begränsade. En anläggning med externeldad gasturbin för 100 kw(e)/200 kw(v) har identifierats i England men uppgifter om drifterfarenheter (SAKNAS) ännu. Även denna teknik finns på prototypstadiet. Försöken med ny förbränningsteknik för externeldade gasturbiner baserad på en två-stegs process med motströmsförgasning i första steget visade att - En alkaliuppbindning på 99 % erhölls vid träpelletsförgasning d v s endast 1% av bränslealkalit återfanns i produktgasen - Koncentrationen av alkali i produktgasen (1200 ppb-w) var dock betydligt högre än de kriterier som angetts för direkteldning av gengas i gasturbin (20 ppb-w) - Kalium bands vid träförgasning till största delen upp i bottenaskan i form av K2Ca(CO3)2 (Fairchildite) Sammanfattningsvis bedöms riskerna för beläggningsbildning uppkommen p g a askkomponenter såväl som riskerna för Cl-inducerad korrosion i hetgasvärmeväxlaren torde vara lägre än vid nyttjande av (många/flesta) andra biomassabaserade förbränningsgaser. En andra etapp kommer att genomföras där bl a beläggningsbildning i en en-rörsvärmeväxlare skall studeras. Resultaten från delprogrammet Teknikbevakning bör i första hand vara till nytta för Energimyndighetens planering när det gäller inriktning av FoU-verksamheten men kan också vara till nytta för dem som är engagerad i kommunal energiplanering eller intresserad av att utnyttja teknik för småskalig kraftvärme som inte demonstrerats i Sverige. Framtida utvecklingsinsatser Inga projektförslag har kommit in när det gäller rökgasvärmepumpar i små anläggningar eller användning av avfallsbränslen i glesbygd. Det förslag som förelåg om värmedrivna värmepumpar bedömdes inte som värt att finansiera. Om ämnesområdena fortfarande bedöms intressanta måste aktiva insatser göras för att ta fram förslag till projekt som ger svar på de frågeställningar som är aktuella. När det gäller biooljor kan fortsatt teknikbevakning avseende pyrolysoljor vara aktuell. Informationsutbyte om produktion och användning av pyrolysoljor ingår i IEA:s verksamhet, men Sverige deltar inte i detta. Fortsatt uppföljning av internationella erfarenheter från gengasmotoranläggningar, anläggningar med organisk ångprocess, anläggningar med stirlingmotor och externeldad gasturbin är också motiverad. Det tycks finnas ett ökande intresse för små biobränsleeldade kraftvärmeverk i Sverige. Fortsatt verksamhet när det gäller den utveckling av den process för externeldning av små gasturbiner som inletts inom programmet måste vara beroende av att det går att engagera en leverantör av lämpliga gasturbiner i utvecklingsarbetet. Compower (Sverige), Turbec Spa (Italien), Bowman Power group Ltd (England), Capstone Turbine Corporation (USA) är inriktade på gasturbiner för små effektbehov.

89 Delprogram A6: Vedeldad teknik och lokaleldstäder Programledare: Magnus Davidsson Kontaktuppgifter: Telefon Total budget (inkl EM) ksek magnus.davidsson@teknikforetagen.se Bakgrund Vedeldade pannor och lokaleldstäder är idag den vanligast använda tekniken i villasegmentet. Tekniken har utvecklats och för såväl pannor som lokaleldstäder har högre effektivitet och lägre utsläppsvärden uppnåtts genom de senaste decenniernas teknikutveckling. Trots det är det en viktig faktor för bioenergins fortsatta expansion i villasegmentet att kunna minska utsläppen än mer. Utsläppskrav kan komma att bli hårdare både i Sverige och Europa. Därför är vedeldad teknik ett av delområden i forskningsprogrammet. Inom området vedeldad teknik tas orsaker till att partikelutsläpp uppstår och vad som kan göras designmässigt upp. Andra frågeställningar är att undersöka vägar för att minska utsläpp vid start och stopp av eldningsprocessen, samt att kartlägga vilka tekniker och handhavande som ger utsläpp. Mål Det konkreta huvudsakliga målet(n) med de godkända projekten i delprogrammets beslut var att: - sammanställa information om förutsättningarna att kunna direktelda en vedpanna mot effektbehovet - demonstrera modulerande kontinuerligt eldande vid låg effekt - försöka fastställa den nedre effektgränsen för modulerande vedförbränning vid utsläpp som motsvarar pelletseldning enligt Boverkets krav. samt att: - förbättra kunskapsläget vad gäller emissioner från olika typer av lokaleldstäder m a p typiska emissionsnivåer och variationer under normala och varierande driftbetingelser, och på så sätt förbättra underlaget för olika tekniska och miljömässiga bedömningar. - bestämma emissionsprestanda och utsläppsnivåer vid "normal" rekommenderad användning för olika moderna och äldre lokaleldstäder, främst vedkaminer men även kakelugnar - bestämma olika typiska anläggningars funktion, prestanda och känslighet vid varierande driftbetingelser och effektuttag - Applicera AMS och en ny stoftprovtagare på vedeldad teknik för att få information om den kemiska sammansättningen av partiklar i rökgaserna

90 Projekten Här följer en beskrivning av samtliga delprojekt och deras resultat. Detaljer om projekten finns i bilagor. Projekt inom delprogrammets beslut Energimyndigheten valde att till delprogrammet godkänna tre delprojekt: A. Konstruktiva förbättringar och begränsningar för miljövänlig direkteldad vedpanna B. Inverkan av teknik och handhavande på emissionsprestanda för moderna vedeldade lokaleldstäder C. Utbildning Minimering av partikelutsläpp A. Konstruktiva förbättringar och begränsningar för miljövänlig direkteldad vedpanna Projektet syftar till att undersöka vilka möjligheter och begränsningar som finns att elda en vedpanna direkt mot husets värmebehov och inte via en ackumulatortank som är brukligt idag. Förutsättningen var att detta skulle kunna göras med utsläpp motsvarande en pelletspanna. Fördelarna om detta skulle vara möjligt är att utsläppen i start och stoppfas (som är de högsta) då skulle kunna undvikas eftersom pannan istället eldas mer kontinuerligt, ofta med lägre effekt. En annan fördel skulle vara den lägre kostnaden för utrustningen. Projektet har genomförts under ledarskap av ETC i Piteå. B. Inverkan av teknik och handhavande på emissionsprestanda för moderna vedeldade lokaleldstäder Det andra projektet Inverkan av teknik och handhavande på emissionsprestanda för moderna vedeldade lokaleldstäder syftar till att ta reda på vilka tekniska aspekter i designen och vilket manuellt handhavande som påverkar utsläppen av partiklar. Projektet syftar också till att utveckla kunskap om användandet av en ny teknik (AMS) som kan användas för att betydligt mer detaljerat än tidigare visa vilka ämnen som släpps ut under eldningscykeln. Projektet har genomförts under ledarskap av ETC i Piteå. C. Utbildning Minimering av partikelutsläpp Projektet syftar till att föra ut kunskap om bästa möjliga teknik till de som arbetar med design av pannor, kaminer, reningsutrustning och mätteknik. Projektet har genomförts under ledarskap av SP. Projekt utanför delprogrammets beslut Under programmets fortgång har projekt dockats på arbetsområdet vedeldad teknik. Dessa projekt är: 1) Bevakning av och deltagande i arbetet med produktkrav inom Ecodesigndirektivet 2) Styckeved för småskalig eldning 3) Bestämning av verkningsgrad och förlustposter för biobränslepannor - Metodförbättringar

91 1. Bevakning av och deltagande i arbetet med produktkrav inom Ecodesigndirektivet Projekt 1 syftar till att bevaka utvecklingen av framtagandet av nya EU-regler Ecodesign Lot 15 för fastbränsleutrustning. Reglerna ska bland annat omfatta energieffektivitets och utsläppskrav på pellets och vedutrustning som får säljas på den Europeiska marknaden. Det vill säga regler kring några av de mest centrala aspekterna som detta forskningsprogram handlar om. Projektet har genomförts under ledarskap av SP. 2. Styckeved för småskalig eldning Projekt 2 syftar till att utvärdera befintlig utrustning för småskalig produktion, torkning, lagring, hantering, matning och eldning av mm lång styckeved (knubbved) och att identifiera tekniska lösningar som behöver utvecklas. Projektet har genomförts under ledarskap av SLU. 3. Bestämning av verkningsgrad och förlustposter för biobränslepannor Metodförbättringar Projekt 3 syftar till att jämföra olika metoder för att bestämma verkningsgrad och förlustpost för biobränslepannor. Frågan är särskilt relevant just nu när europeiska krav på detta håller på att tas fram. Då är det mycket viktigt ur tillverkare och konsumentperspektiv att dessa metoder är så lika och rättvisande som möjligt. Projektet har genomförts under ledarskap av SP. Delprogrammets resultat Delprogrammets projekt har arbetat inom de områden som beslutades och båda projekten har besvarat frågor inom dessa områden. A. Konstruktiva förbättringar och begränsningar för miljövänlig direkteldad vedpanna besvarar frågan på om det går att elda en panna mot husets momentana värmebehov, alltså vid lägre effektvärden och med utsläpp motsvarande en pelletspanna. Projektet konstaterar att detta är svårt, vilket ju är ett negativt men värdefullt svar. Man har testat att variera luftinflödets ingång i pannan, förbränningsutrymmets storlek samt tillförda luftflöden. Den tillhörande litteraturstudien visade att det finns lite teknisk forskning i ämnet, men att teknik för kontinuerlig reglering av luftöverskott och utbränningsgrad (dvs. luftflöden) är under stark utveckling och visar lovande resultat. B. Inverkan av teknik och handhavande på emissionsprestanda för moderna vedeldade lokaleldstäder indikerar att det finns tekniska lösningar som bör studeras vidare och undersökas om de kan användas för att minska utsläppen då förbränningsförhållandena inte är enligt eldningsinstruktionen. Med detta avses vedmängd, fukthalt på ved och hur veden satsat i kaminen. Ett annat resultat av detta projekt är ökad kunskap om hur en ny teknik (AMS) kan användas för att betydligt mer detaljerat än tidigare visa vilka ämnen som släpps ut och när under eldningscykeln dessa släpps ut. C. Utbildning i partikelutsläpp förde ut kunskap till tillverkare. Utbildningen fick relativt höga betyg av deltagarna. Av de pådockade projekten har projekt 1 lett till en ökad kunskap hos tillverkare och Energimyndigheten om EUs arbete med nya krav. Men inte minst har vi från svensk sida kunnat ge viktig input till arbetet, bland annat att pelletpspannor ses som en egen produkt. Detta torde vara väsentligt för när man ska utforma utsläppskrav etc. Projekt 2 har undersökt tekniska och praktiska möjligheter för en ny en ny bränslefraktion att introduceras på den svenska marknaden. Bränslet Knubbved har potential att vara ett billigare och mer praktiskt alternativ hos vissa användare. Man har undersökt hela kedjan från

92 bränsleproduktion till eldning. Kunskapen har ökat markant och en introduktion/försöksverksamhet har kommit betydligt närmare. Projekt 3 är ej slutrapporterat vid skrivandet av denna rapport men kommer att leda till att bättre och mer samstämmiga metoder används. Avnämarna för resultaten är främst tillverkare och svenska myndigheter vilket kan leda till bättre designkunskaper och kunskaper om kommande lagstiftning. Tillämpningen av resultat från projekten kan komma att ske inom de närmaste två åren. Särskilt när det gäller projekt B samt projekt 1 och 2 av de pådockade projekten. Framtida utvecklingsinsatser Inom vedområdet är partikelfrågan central. Till att börja med behövs, även om det är en svår uppgift, det fortstatt hälsorelaterad forskning kring vilka partiklar det är som eventuellt har hälsopåverkan. I en nyligen inkommen forskningsrapport från Österrike/Finland indikeras att det är partiklar från andra källor än biobränsle som leder till hälsofara. Att ta reda på detta torde vara väsentlig kunskap om tillverkare ska kunna optimera pannor och kaminer så att de släpper ut så lite som möjligt av de (eventuellt) skadliga typerna av partiklar. Det blir då i nästa steg relevant att veta vilka tekniker och förbränningstekniska förhållanden som leder till vilka typer av partikelutsläpp. Delprogrammet har tagit en del steg på vägen i denna forskning men mer finns att göra. När det gäller konkret teknikutveckling så finns behov att utveckla partikelfilter av typ HEPA för villastorlek samt ett behov av att utveckla billiga och robusta sensorer som mäter utifrån CO istället för O 2. Detta skulle ge möjlighet att optimera förbränningen bättre. För teknikutveckling av kaminer kan forskning bedrivas för att om möjligt ytterligare förbättra utsläppsprestanda i början/slutet av eldningsfasen samt under ej optimala förbränningsförhållanden. Dock måste beaktas att denna lösning ej försämrar prestandan under normala förbränningsförhållanden. För teknikutveckling för förbränning av styckeved behöver inmatningsutrustning verifieras ytterligare.

93 Bilaga 2 Projektsammanfattningar

94

95 Tillämpning av VedAir Projekt ID: Projektledare: Gunnar Omstedt Projektledande organisation: SMHI Övriga deltagande: Delprojekt-ID Total budget (inkl EM) 1397 ksek Christer Johansson (ITM) och Bengt-Erik Löfgren (ÄFAB) Kontaktuppgifter SMHI Norrköping Telefon: Bakgrund Energimyndigheten har i samarbete med SMHI, ITM och ÄFAB utvecklat en modell som ska utgöra ett verktyg för kommunerna för att bestämma luftkvalitet i områden med faktisk eller planerad småskalig biobränsleeldning. Meningen var att kommunerna ska få tillgång till ett verktyg som ska ge underlag för planarbete med inriktning på luftkvalitet. Utvecklingsfasen för modellsystemet blev färdigt och rapporterades En slutrapport skrevs som finns på webbadressen: Därefter övergick VEDAIR i driftfas. I samband med driftfasen ställdes vi inför en rad nya frågeställningar som har att göra med kommunernas användning av modellsystemet. För att introducera VEDAIR och undersöka kommunernas nytta av att använda modellsystemet genomfördes ett fortsättningsprojekt, som var inriktat på att stödja några kommuner med problem och/eller intresse för den småskaliga biobränsle eldningen. Projektet fick namnet: Undersökning av några kommuners problemställningar med avseende på luftkvalitet i samband med småskalig biobränsle-eldning - tillämpningar av VEDAIR VEDAIR döptes också om till SIMAIRved och på engelska till SIMAIRrwc där rwc står för residential wood combustion. Mål Syftet med detta projekt var att analysera och föreslå åtgärder i samarbete med några kommuner som hade intressen för och/eller erfar problem med luftkvalitet som påverkas av småskalig biobränsleeldning. Projektet syftade också till att demonstrera möjligheterna med att använda VEDAIR för att kartlägga påverkan på luftkvalitet och i åtgärdsarbetet i några kommuner och därigenom underlätta introduktionen och användning av VEDAIR för andra kommuner. Resultat Projektet genomfördes enligt plan och en slutrapport skrev som finns att ladda ner på webbadressen: Resultaten från projektet som också sammanfattas i rapporten kan beskrivas på följande sätt: SIMAIRved har tillämpats i fem kommuner och syftet har varit att i samarbete med några kommuner tillämpa och vidareutveckla SIMAIRved så att den kan bli ett användbart verktyg för kommuner i deras arbete med luftkvalitetsfrågor och småskalig biobränsleeldning.

96 Rapporten inleder med en beskrivning av SIMAIRved, dels beskrivning av modellen för punktkällor (vedeldning) och dels modellen för linjekällor (trafik). Eftersom SIMAIRved också innehåller en ny lokal trafikmodell, som kompletterar de lokala trafikmodellerna i SIMAIRväg, görs jämförelser mellan de olika trafikmodellerna och rekommendationer ges för när den ena eller andra modellen bör tillämpas. Därefter presenteras olika tillämpningar från de fem kommunerna som medverkat i studien. Rapporten avslutas med diskussion samt rekommendationer för hantering av utsläpp från vedeldning. Dessa kan sammanfattas på följande sätt: - Vedeledning är främst ett lokalt problem, som involverar ett fåtal anläggningar och/eller - vedeldare. - Ligger vedeldningsområdena nära hårt trafikerade vägar finns risker för samverkan - mellan emissioner från vedeldning och vägtrafik som kan leda till höga halter. - Det är främst partikelhalterna som kan komma att överskrida normerna. - Åtgärder kräver kännedom om de enskilda anläggningarna och hur de används, vilket - betyder att kontakterna med sotaren är en grundförutsättning. - Bästa sättet att identifiera potentiella riskområden i kommunen är att använda - modellberäkningar. Detta i sin tur kräver dock att anläggningarna har inventerats, oftast - med hjälp av sotaren. Ju mer detaljerad information som kan uppbringas desto säkrare blir - beräkningarna. Kommunerna har ju möjlighet att då de skriver kontrakt med sotaren - infoga något om detta i kontraktet. - Om modellberäkningarna indikerar att man riskerar att överskrida miljökvalitetsnormen - kan ytterligare beräkningar göras där man mer i detalj tar hänsyn till t.ex. eventuella - värmepumpsinstallationer, pågående fjärrvärmeutbyggnad eller andra planerade åtgärder - för att bedöma beräkningarnas tillförlitlighet. - Innan ytterligare åtgärder vidtas kan det vara aktuellt att genomföra mätningar för säkert - avgöra om beräkningarna stämmer. Då kan mätstationens placering väljas utifrån de - områden som beräkningarna anger är de mest kritiska. - Med SIMAIRved har ett kraftfullt verktyg utvecklats för att identifiera och synliggöra - känsliga områden där man bör vara extra observant så att inte gränsvärden överskrids. Avnämare Kommuner och konsulter

97 C Urbana spridningsmodellen i SIMAIR Projekt ID: Projektledare: Stefan Andersson Projektledande organisation: SMHI Övriga deltagande: Kontaktuppgifter Folkborgsvägen Norrköping Delprojekt-ID C Telefon: Total budget (inkl EM) 256 ksek stefan.andersson@smhi.se Bakgrund Tidigare validering av SIMAIR mot mätdata har visat att modellen återger representativa halter där signalen är stark, till exempel i gaturum och i bostadsområden med omfattande vedeldning, men i urban bakgrund underskattas halterna, i synnerhet i norra Sverige för kväveoxider under vinterhalvåret. Huvudorsaken till detta är att stabila atmosfäriska förhållanden inte beskrivs tillräckligt väl i grundversionen av den urbana modellen och att den därigenom överskattar utspädningen under starka markinversioner. Mål Syftet med projektet är att vidareutveckla den urbana spridningsmodellen i SIMAIR för att förbättra precisionen i beräkning av urbana bakgrundshalter under stabila atmosfäriska tillstånd, samt att anpassa meteorologin så att beräkningarna motsvarar urbana förhållanden. Resultat Inom ramen för detta projekt har följande utförts: - En känslighetsanalys av SIMAIRs urbana spridningsmodell BUM har genomförts i syfte att undersöka vilka parametrar som påverkar halterna mest. - Beskrivningen av dessa parametrar har förbättrats för att bättre ta hänsyn till stabil atmosfärisk skiktning. - Meteorologin har korrigerats för att bättre representera urbana förhållanden rådande i en stad. Detta har lett till att kvaliteten på modellens beräknade halter markant har förbättrats, vilket har bekräftats genom en ny validering mot mätningar. Valideringen visar att överensstämmelsen med uppmätta halter har ökat. Slutrapporten finns att ladda ner på följande länk: Resultatet av projektet, dvs. förbättringarna som har implementerats i SIMAIRs urbana spridningsmodell, uppfyller projektets syfte och mål väl (se nedan).

98 Avnämare SIMAIR-ved används av kommuner, myndigheter och regionala aktörer för att undersöka luftkvaliteten i relation till MKN och miljömålet Frisk Luft för bostadsområden med småskalig vedeldning. Den urbana spridningsmodellen BUM är central för beräkning av bakgrundshalter i SIMAIR-ved. Förbättringarna kommer att leda till säkrare modellberäkningar av dagens och framtidens luftmiljö i Sverige. Möjligheterna kommer därigenom att förbättras för att analysera konsekvenser av åtgärder och utsläppsscenarier för småskalig biobränsleeldning, bland annat vad gäller luftkvalitet, exponering, hälsoeffekter och kostnader.

99 Emissionsprestanda för moderna vedkaminer - utsläppsnivåer, känslighet och rekommendationer Projekt ID: Projektledare: Christoffer Boman Projektledande organisation: Umeå universitet Övriga deltagande: ETC i Piteå Kontaktuppgifter Delprojekt-ID Telefon: Total budget (inkl EM) 506 ksek christoffer.boman@chem.umu.se Bakgrund Intresset för att installera moderna vedkaminer har ökat de senaste åren och parallellt med detta pågår en debatt kring den småskaliga vedeldningens påverkan på luftkvaliteten i tätorter. För lokaleldstäder finns fortfarande osäkerheter vad gäller skillnader mellan olika anläggningstyper, funktion vid verklig användning och relativ luftföroreningsbelastning. Idag finns en allmän uppfattning att dessa anläggningar ofta eldas under ineffektiva förhållanden vilket genererar relativt höga emissioner av hälsoskadliga luftföroreningar, främst kolväten och partiklar. Sedan en tid tillbaks har det på marknaden funnits en typ av vedkaminer där en utveckling skett vad gäller förbränningsteknik. Flera modeller som saluförs i Norden idag utnyttjar denna teknik, i vissa sammanhang kallat för "clean-burning" system, vilket skall minska betydelsen av användarens potentiella påverkan (försämring) av prestandan. Mål Det övergripande syftet var att undersöka emissionsprestanda hos moderna vedkaminer i relation till traditionell vedkaminteknik (10-15 år) med avseende på typiska emissioner av gaser och partiklar under såväl "normala" som varierande driftbetingelser. Specifika målsättningar var att; i) studera emissionsprestanda och bestämma utsläppsnivåer vid "normal" rekommenderad användning för moderna kaminer (2001-) i relation till traditionella vedkaminer och ii) studera olika typiska kaminers funktion, prestanda och känslighet vid varierande driftbetingelser m a p effektuttag. Resultat Resultaten från projektet visade bl a på att det finns en viss generell skillnad i emissionsprofil för moderna och traditionella kaminer som innebär att moderna kaminer brinner mer effektivt (varmare och med lägre luftöverskott) med lägre emissioner av kolväten och partiklar då de eldas vid lägre effekter. Denna skillnad kan dock vara större än vad som här uppmättes då eldningstesterna inte genomfördes vid lägre effekter än ca 5-6 kw, vilket sannolikt beror på utformningen av mätuppställningen. För vissa kaminer var det dock svårt att minska effekten genom att bara ändra spjällets läge utan att de slocknade. Minskad känslighet för hur spjället ställs samt för varierande undertryck i skorstenen rekommenderas. Betydelsen av vedfukten samt eventuella skillnader mellan standardiserade fukthalter som används i olika provningsmetoder och de verkliga fukthalter som veden har i hushållen, bör även klargöras. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning mer eller mindre omedelbart.

100 Avnämare Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten är miljö- och /eller tillståndsgivare, tillverkande bransch och forskare.

101 Förbränningskaraktärisering och förbränningsteknisk utvärdering av olika pelletbränslen Projekt ID: Delprojekt-ID Total budget (inkl EM) ksek Projektledare: Claes Tullin/Marie Rönnbäck Projektledande organisation: SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Övriga deltagande: I projektgruppen finns: SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut, Luleå Tekniska Universitet (LTU), Avd för Energiteknik, Umeå Universitet (UmU) - Energiteknik och termisk processkemi ETPC. Medverkande industri är: Sonnys Maskiner AB, Skellefteå Kraft AB, Luleå Energi AB, Telge Nät AB, Sala-Heby Energi AB, Neova, Torvforsk, SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut. Dessutom bidrar Pelletplattformen Kontaktuppgifter Telefon: marie.ronnback@sp.se Bakgrund Funktionen hos en pelleteldad anläggning är beroende av förbränningsutrustning, installation, drift och underhåll samt inte minst egenskaperna, eller kvaliteten, hos bränslet. För att säkerställa att kunden vid varje leverans får ett bränsle som är lämpligt för den aktuella anläggningen krävs att man vet vilka egenskaper som gör bränslet lämpligt resp. olämpligt och hur man kan styra dessa. I större anläggningar på rost och i pulverbrännare kommer också ökade krav beträffande kvalitetssäkring, inte minst genom introduktionen av nya råvaror. Pelletstillverkarna och tillverkarna av förbränningsutrustning har ett gemensamt intresse av att kunderna är så nöjda som möjligt. Med ett kvalitetssäkringssystem säkerställs att varje levererat ton av produkten är tillräckligt väl specificerat i fråga om de egenskaper som har förbränningsteknisk betydelse för de olika avnämargrupperna. Ett sådant system möjliggör för förbrännings- och utrustningstillverkare att bättre möta kunderna krav i framtiden, inte minst då ett allt bredare spektrum av råvaror för pelletstillverkning kan förväntas. Mål Projektets övergripande mål är att sammanföra bränsleteknisk FoU kring pellets med relevant förbränningsteknisk forskning och utveckling. Detta i syfte att långsiktigt åstadkomma en optimal användning och förbränning av pellets, med avseende på användarkategorier, resurs-/ energieffektivitet samt driftsäkerhet och med minsta möjliga miljöbelastning. Resultat och återstående arbetet Projektet genomförs i delprojekt. Projektet i sin helhet kommer att genomföras till juni De viktigaste momenten är: Pelletkvalitet- definition och identifiering av kritiska parametrar. Dagens pellets är träbaserade medan morgondagens förväntas tillverkas från en bredare råvarubas. Erfarenheter från tidigare experimentella förbränningstekniska studier är sammanställda. Erfarenheter från de försök som genomförs inom projektet kommer att sammanställas när försöken är klara, varvid en kritisk granskning görs för hela kedjan produktion till användning. Projektet

102 fokuserar på parametrar relevanta för förbränningsutrustning, -egenskaper och resultat som ett mycket viktigt komplement till kvalitetsaspekter relaterade till produktion, lagring och distribution av pellets. Experimentell utvärdering/validering av pelletkvalitet i olika användargrupper (1) villautrustning och brännare upp till några 100 kw, (2) mindre närvärmecentraler - rostpannor och (3) pulverbrännare/pannor. Upp till nio olika pelletkvalitéer eldas. Bränslets egenskaper i anläggningarna utvärderas avseende bränslematning och förbränning samt askrelaterade problem som igensättningar och sintring. Bränslerelaterade utsläpp som NOx och stoft bredvid förbränningsparametrar som CO, CO 2, OGC och O 2 studeras. Mängden oförbränt i askan dokumenteras. Syftet är att bestämma förbränningsegenskaperna för att bestämma om dagens teknik kan möta dagens och morgondagens miljökrav samt ge en trygg och säker drift även med kommande pelletskvaliteter, och att ge förslag på förbättrande åtgärder för att öka drifttillgänglighet och minska emissionsbelastningen vid introduktion av nya pelletskvalitéer. Utifrån dessa förbränningsstudier och tidigare arbeten tas enklare semiempiriska modeller fram som beskriver viktiga bränsleomvandlingsprocesser (slaggning, gas- och partikelemissioner). Kvalitetssäkring av pelletkvalitet. Målet är att ta fram principer och underlag för ett kostnadseffektivt och tillförlitligt kvalitetssäkringssystem för pellets. Förutom att bygga på resultaten i delprojekt 1 och 2 identifieras de kritiska processerna från råvara till brännare och hur dessa kan kontrolleras i ett QA-system. Utveckling och applicering av en askkemisk modell för minimering av drift- och miljömässiga problem vid förbränning av fosforrika åkerbränslen. Målet är att utifrån kännedom om bränslets innehåll av askbildande ämnen kunna ge rekommendationer vid eldning av fosforrika åkergrödor för att minimera (undvika) driftproblem med aska/slagg, beläggningar, korrosion och oönskade partikel- och gasutsläpp. rekommendationerna inbegriper anläggningarnas driftsparametrar, användning av additiv och/eller sameldning med andra bränslen. Rekommendationerna ska göras utifrån en modell som beskriver ask/slaggkemin, avgång av volatila ämnen och kondensationen av vissa av de senare i rökgaskanalen. Reduktion av partikelutsläpp vid småskalig sameldning av pelleterad biomassa och torv. Målsättningen är att demonstrera lämpliga val av torvslag och inblandningsgrader i pelleterade bränsleblandningar med olika biobränslen för nyttjande i närvärme(roster)anläggningar med syfte att reducera mängden emitterade fina rökgaspartiklar. Tidsperspektiv Resultaten kommer att vara användbara för industri och användare så snart de är rapporterade. Avnämare Avnämare är industri som tillverkar pellets, tillverkare och användare av förbränningsutrustning för pellet i villa, närvärme och pulvereldning. Avnämare är även tillverkare och användare av förbränningsutrustning för fosforrika bränslen och för bränslen som sameldas med torv.

103 Förutsättningar för nya biobränsleråvaror - system för småskalig brikettering och pelletering Projekt ID: Projektledare: Susanne Paulrud Projektledande organisation: IVL Svenska Miljöinstitutet Övriga deltagande: Lunds Tekniska Högskola Kontaktuppgifter Susanne Paulrud SP Box Borås Delprojekt-ID Telefon: Total budget (inkl EM) 600 ksek susanne.paulrud@sp.se Bakgrund Hittills har en ökad efterfrågan på biobränslen lett till att tillvaratagandet av de mest lättillgängliga och billiga biobränsleresurserna, som t ex sågverksavfall och hyggesrester, successivt har utvecklats. För att i framtiden kunna tillgodose olika användares behov av biobränslen behövs nu ökad kunskap kring tillvaratagande och produktion av nya potentiella biobränsleresurser som idag inte (eller endast marginellt) utnyttjas för energiändamål. Mål Målet med projektet var att analysera vilka nya biobränsleråvaror som har bäst förutsättningar för vidareförädling till briketter och pellets i mindre produktionsanläggningar ( årston producerat bränsle) i nära anslutning till råvaran. I studien gjordes dels övergripande analyser kring olika råvarors förutsättningar, dels en fallstudie där en kostnadskalkyl för hela produktionskedjan för brikettering av rörflen på en specifik gård (Låttra gård) har tagits fram. Resultat Studien visar att förutsättningarna att vidareförädla dessa råvaror till briketter och pellets i mindre produktionsanläggningar är relativt goda ur flera aspekter (teknik, ekonomi, marknad), men begränsas av till vilken typ av användare som bränslet i huvudsak kan levereras. Viktiga slutsatser om några råvaror är att halm har låg produktionskostnad och goda förutsättningar som råvara i småskaliga förädlingsanläggningar för produktion av bränslebriketter, bränslepellets samt ströpellets. Användningen begränsas dock av råvarans förbränningstekniska egenskaper. Rörflen ha bäst potential att användas som råvara i småskaliga förädlingsanläggningar sett över hela landet. Brikettering av rörflen är en förädlingsform att föredra då småskalig pelletering är en dyrare och mer avancerad process än brikettering och ofta kräver en småskalig privat villamarknad för att löna sig. Resultaten visar att vid en prisskillnad mellan rörflen i balar och rörflensbriketter på ca 90 kr per MWh kan brikettering av rörflen vara ett mer intressant alternativ än att leverera balar till större värmeverk. Förädling av gallrings- och röjningsvirke till pellets i mindre lokala anläggningar kan på sikt bli intressant om brist på traditionella råvaror (t ex restprodukter från sågverk mm) gör det svårt att försörja stora pelleteringsanläggningar med billig råvara. Detta kräver dock att teknik och metoder blir mer kostnadseffektiva och att efterfrågan på förädlade biobränslen fortsätter att öka. Ett alternativ är att utnyttja kraftvärmeverk till bioenergikombinat där också

104 pellets från skogsråvara produceras. Ett intressant koncept kan inledningsvis vara att utnyttja existerande teknik i form av mobila pelletsanläggningar. Återstående arbete Fortsatt forskning och demonstrationsverksamhet kring nya råvaror är viktigt för att säkerställa en fortsatt utveckling och för att nå en kommersiell marknad. Framförallt är det viktigt att utveckla effektiva system som kräver låga arbetsinsatser och kostnader. Andra frågeställningar som bör analyseras vidare är bl a avsättningspotentialen för nya förädlade biobränslen i olika specifika typanläggningar och inom för vilka anläggningstyper/tekniker det finns störst potential för fortsatt forskning och teknikutveckling. Tidigare studier indikerar att det finns en potential att öka pellets- och brikettanvändningen i närvärmeanläggningar men även inom industrin. Tidsperspektiv Studien är en kunskapsstudie och resultaten direkt tillämpbara. Avnämare Bränsleproducenter, användare, lantbrukare, myndigheter och forskare.

105 A Syntesgruppens arbete Projekt ID: Delprojekt-ID A Total budget (inkl EM) 5400 ksek Projektledare: Rikard Gebart Projektledande organisation: ETC Övriga deltagande: Björn Kjellström (Exergetics), Hans Gulliksson (Energikontor Sydost), Magnus Davidsson (SBBA), Lars Andrén (Solenergimyndigheten) Kontaktuppgifter ETC Box 726 S Piteå Telefon: rikard@etcpitea.se Bakgrund Syntesgruppens arbete beskrivs under delprogramsammanfattningen i bilaga 1.

106

107 B Nationellt verktyg för systemanalys av emissionsscenarier (SIMAIRved) Projekt ID: Delprojekt-ID B Total budget (inkl EM) 1390 ksek Projektledare: Gunnar Omstedt Projektledande organisation: SMHI Övriga deltagande: Lars Gidhagen (SMHI), Bertil Forsberg (Umeå Universitet), Lena Nerhagen (VTI) Kontaktuppgifter SMHI Norrköping Telefon: gunnar.omstedt@smhi.se Bakgrund Anledningen till att projektet genomförts är att skapa ett beslutstödssystem där förändringar av emissioner kan analyseras och utvärderas systematiskt med avseende på miljökvalitetsnormer, hälsoutfall och externa kostnader. Ett sådant övergripande scenarioverktyg (SAKNAS) för närvarande i Sverige inte bara för energisektorn och trafiksektorn utan också för övriga samhällssektorer som har en påverkan på luftmiljön. Projektet kan ses som en vidareutveckling av SIMAIRväg och SIMAIRved systemen som finansierat av Vägverket, Energimyndigheten och Naturvårdsverket. Mer information om dessa verktyg finns på hemsidan I det aktuella projektet har ett nytt verktyg tagits fram, SIMAIRscenario som är webb baserat. I Figur 2 visar inloggningen och i Fel! Hittar inte referenskälla.scenarioverktygets olika delar. Figur 2: Inloggningen till SIMAIRscenario, det webb baserade verktyg som utvecklats med finansiering från Energimyndigheten och Vägverket.

108 Figur 3: Scenarioverktygets olika delar Mål Syftet med projektet har varit att skapa ett beslutstödssystem där förändringar av emissioner kan analyseras och utvärderas systematiskt med avseende på miljökvalitetsnormer, hälsoutfall och externa hälsokostnader. Resultat Ett nytt web-baserat verktyg har tagits fram som möjliggör analys av halter och emissioner i termer av hälsoutfall och kostnader. En rapport finns som beskriver de ingående delarna och ge exempel på tillämpningar. Projektet är avslutat. Verktyget finns tillgängligt för Energimyndigheten, Vägverket och Naturvårdsverket. Slutrapporten kan laddas ner via webbadressen: Återstående arbete Verktyget behöver tillämpas på några aktuella frågeställningar, som kommer tas fram i samarbete med Energimyndigheten och Vägverket. Detta för bl.a. att demonstrera verktygets nytta. Tidsperspektiv Vi räknar med att verktyget kommer att vara tillgänglig för Energimyndigheten, Vägverket och Naturvårdsverket till då projektet avslutas (förlängt till detta datum). Avnämare Energimyndigheten, Vägverket, Naturvårdsverket, kommuner, Universitet

109 D Standardiseringsarbete Projekt ID: Delprojekt-ID D Total budget (inkl EM) ksek Projektledare: Lennart Gustavsson Projektledande organisation: SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Övriga deltagande: SIS TK 169, Småskalig utrustning för värmeproduktion Kontaktuppgifter Telefon: lennart.gustavsson@sp.se Bakgrund Den europeiska standardiseringsverksamheten har stor betydelse för tillverkare av småskalig förbränningsutrustning för biobränslen. Inom CEN finns två tekniska kommittéer, TC 57 (Central Heating Boilers) och TC 295 (Residential Solid Fuel Burning Appliances) där nya och reviderade standarder arbetas fram. Standarderna omfattar normalt både krav och provningsmetoder på konstruktion, material, energieffektivitet, utsläpp och säkerhet. De kravnivåer och metoder för verifiering som utarbetas har central betydelse för både tillverkare, konsumenter och myndigheter. Eftersom användningssätt, klimat, teknisk tradition, ekonomiska förhållanden m.m. varierar kraftigt inom Europa är det viktigt att bevaka och aktivt verka för svenska intressen i det löpande standardiseringsarbetet. Mål Projektets målsättning är att delta i och aktivt verka för svenska intressen i det europeiska standardiseringsarbetet kring småskalig biobränsleförbränning. Resultat CEN/TC 57/WG 1, Central heating boilers, Solid fuel boilers : Gruppens uppgift har varit att ta fram en reviderad standard för fastbränsleeldade pannor. SP har deltagit i samtliga möten och tillsammans med tillverkare mycket aktivt drivit svenska synpunkter. Arbetet har bedrivits bedrivs i högt tempo och ett standardförslag överlämnades till TC 57 för CEN Enquiry i slutet av april Flera möten inom den svenska spegelkommittén SIS TK 169 har hållits för att granska förslag från WG 1 och driva synpunkter på dessa. CEN/TC 295 WG 5, Test methods har återstartat med uppgiften att utarbeta en short term europeisk metod för mätning av partikelutsläpp. Ett förmöte samt ett arbetsmöte har hållits under våren 2010, och ett bra arbetsmaterial har tagits fram. Inför nästa möte i september bedöms möjligheterna att på sikt kunna enas om en gemensam metod ha ökat avsevärt jämfört med tidigare. Återstående arbete Verksamheten under resten av 2010 koncentreras till aktivt svenskt deltagande i CEN TC 295 och dess arbetsgrupper WG5 och 6 samt förberedelser för detta. Utöver detta planeras deltagande i TC 295:s plenarmöte i november Vidare planeras deltagande i gruppen för anmälda organ NB-CPD/SG03-WG Space Heating Appliances under hösten I denna hanteras bl.a. frågor om tolkning av standarder, tekniska frågor som uppstår löpande samt utformning av certifieringsunderlag. Dessa frågor är av centralt intresse för svenska tillverkare.

110 Tidsperspektiv Se ovan. Avnämare Tillverkare av pannor, brännare och lokaleldstäder för biobränsle. Myndigheter och märkningsorgan som fastställer produktkrav. Konsumenter som skall välja produkt. Laboratorier som arbetar med produktutveckling och produktverifiering

111 A Biobränsle och solvärme Projekt ID: Projektledare: Jan-Olof Dalenbäck Projektledande organisation: Svensk Solenergi Övriga deltagande: Delprojekt-ID A SP och SERC + 25 företag Kontaktuppgifter Telefon: Jan-Olof Dalenbäck Total budget (inkl EM) 5900 ksek jan-olof.dalenback@chalmers.se Bakgrund Anledningen till att projektet genomförts är det (SAKNAS) tillräckligt spridd kunskap om hur man integrerar bio- och solvärmesystem*), dimensionering, komponentval, styrning, installation, mm. *) Ett system som är lätt att installera, enkelt att sköta, har hög verkningsgrad (liten pelletåtgång, minimala utsläpp, osv.), attraktivt pris, osv. Mål Det konkreta första och huvudsakliga målet med projektet är att öka kunskapen om systemutformning genom att prova och utveckla systemfunktionen. Resultat Vi har uppnått (tror oss om att uppnå) följande konkreta resultat. En potentialstudie och en handbok. Vi har dessutom genomfört provning av ett antal system som grund för en systemprovning. Vi kommer också att presentera ett förslag till en fältprovning. Återstående arbete Det som återstår att göra fram till praktisk tillämpning i det dagliga livet är att berörda aktörer tillämpar de resultat som vi tagit fram. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning hos/för gemene man direkt. Handboken finns tillgänglig sedan 2008, de som provat system har redan fått ta ställning till resultaten och de övriga kommer att få ta del av provningsresultaten så snart de är sammanställda. Avnämare Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten är de som utvecklar integrerade system för bio- och solvärme

112

113 B Komplett integrerat pellet/solvärmesystem Projekt ID: Projektledare: Susanne Andersson, Aquasol Projektledande organisation: Aquasol/Svensk solenergi Övriga deltagande: Delprojekt-ID B Total budget (inkl EM) 2550 ksek Kontaktuppgifter Susanne Andersson Telefon: susanne.andersson@aquasol.se Bakgrund Bioenergi och solvärme har en central uppgift i den svenska och europeiska energi- och klimatpolitiken. Två prioriterade områden i Sverige är att minska användningen av olja och el för uppvärmning i småhus och andra fastigheter. För att klara uppsatta mål måste oljeanvändningen minska radikalt i Sverige. Vad avser konvertering av oljepannor är pelleteldning ett utmärkt alternativ. För att systemoptimera och undvika låglasteldningens låga verkningsgrad och onödiga miljöutsläpp är en kombination med solvärme att föredra. Leverantörer av sol- och pelletsystem finns men systemtekniken behöver utvecklas. Mål Projektmålet är att ta fram ett kostnadseffektivt värmesystem där pellets- och solvärme integreras med styrsystem och värmelager som i samspel ger hög effektivitet, låga installations- och driftkostnader, med enkel, bekväm och så underhållsfri drift för konsumenten som möjligt samtidigt som det möter högt ställda miljökrav. I möjligaste mån ska också en EU-anpassning av systemet göras. Resultat Vi har uppnått (tror oss om att uppnå) följande konkreta resultat. - En kompakt pelletpanna på 12 kw med liten vattenvolym har tagits fram av Ariterm. Pannans reglersystem ansluts via en kommunikationskabel till sol och värmesystemstyrningen. - Tekniktankar har tagits fram av Borö-pannan i samarbete med Ariterm och Aquasol. - Reglerautomatik har tagits fram av Kimsafe i samarbete med Ariterm och Aquasol. - Infästningar för olika tak samt isolerat rörkoppel med flexslang har tagits fram av Aquasol. - Solfångare med strukturerat effektivare glas har tagits fram av Aquasol. - Detta tillsammans har gett oss ett komplett integrerat pellet/solvärmesystem.

114 Återstående arbete Utbildning och förvisning av systemen har skett vid ett flertal tillfällen i Arvika, Kalmar, Linköping, Göteborg och Örebro. Utbildning har också skett löpande på plats hos ÅF/Installatörer och även vid specifika demoanläggningar. Systemskisser för olika varianter av systemen har tagits fram och sprids till installatörer och konsulter samt även slutkunder. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning hos/för gemene man. Vi säljer och installerar dessa system fortlöpande. Avnämare Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten är systembyggare

115 C Energisparboden Projekt ID: Projektledare: Ronny Olsson Projektledande organisation: Örebro VVS/Svensk solenergi Övriga deltagande: Delprojekt-ID C Total budget (inkl EM) 1510 ksek Kontaktuppgifter Thomas Almkvist Telefon: info@energisparboden.se Bakgrund Anledningen till att projektet genomförts är att vi saknar en fristående, lätt anpassningsbar pellets/sol panncentral. Mål Det konkreta första och huvudsakliga målet med projektet är att ta fram en färdig transportabel energibod samt att göra anslutning till byggnad så enkel som möjligt. Resultat Vi har uppnått (tror oss om att uppnå) följande konkreta resultat, en fungerande prototyp med solfångare integrerat i takkonstruktionen. Färdig att anslutas till byggnad. Återstående arbete Det som återstår att göra fram till praktisk tillämpning i det dagliga livet är att hitta tillverkare som kan prefabrisera boden. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning hos/för gemene man inom 2 år Avnämare Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten är systembyggare.

116

117 A Konstruktiva förbättringar och begränsningar för miljövänlig direkteldad vedpanna Projekt ID: Projektledare: Hassan Salman Projektledande organisation: Energitekniskt centrum i Piteå Övriga deltagande: SP Kontaktuppgifter Delprojekt-ID A Telefon: Total budget (inkl EM) 607 ksek info@etcpitea.se Bakgrund De vedpannor som idag finns tillgängliga är avsedda för eldning på maximal effekt, ofta kw, vilket förutsätter användning av en ackumulatortank. En panna som inte kräver detta, utan kan regleras direkt mot husets momentana värmebehov, innebär en väsentlig kostnadsoch utrymmesbesparing. Mål Målsättningen med detta projekt är därför att både teoretiskt (litteraturstudie) och praktiskt (experiment) undersöka om det går att elda en vedpanna vid mycket låg effekt (några få kw). Resultat Den litteratursökning som genomförts visar att mycket lite arbete finns publicerat med bäring på denna frågeställning. Arbeten som behandlar experimentella studier och modellering av förbränning av enstaka bränslepartiklar och i en bränslebädd finns rapporterade. Det är dock svårt att tillämpa bäddmodeller bl.a. på grund av storleken hos bränslet i förhållande till förbränningskammarens storlek. Likaså finns exempel på försök till CFD-beräkningar av strömning och gasförbränning i små pannor. Den ofta komplexa geometrin liksom randeffekter från omgivande väggar, roster etc. gör dock relevansen hos sådana beräkningar osäker. Studiens resultat kan kort sammanfattas enligt följande: - Modeller för bäddförbränning av biobränsle finns men är svåra (omöjliga?) att tillämpa på styckeved i småpannor. - Problematiken rosteryta effektavgivning stora randeffekter i små pannor är ej systematiskt undersökt. - Teknik för kontinuerlig reglering av luftöverskott och utbränningsgrad (dvs. luftflöden) är under stark utveckling och visar lovande resultat. För det påföljande experimentella arbetet föreslås att man utgår från den minsta möjliga kommersiellt tillgängliga panna som kan köras på relativt låg last utnyttjas. I denna söker man utforma roster och förbränningsluftillförsel så att minsta möjliga mängd ved brinner samtidigt men på ett kontrollerat sätt. Viktigt är också att utforma roster och slutförbränningszon så att bästa möjliga omblandning av luft och bränsle erhålls även vid låga flöden. Det bör vidare undersökas är om det är lättare att minska lasten om veden som eldas har mindre dimensioner, t.ex. i form av s.k. knubbved. Tester bör även göras med vanlig

118 styckeved stående i pannan för att se om det på så sätt går att få veden att brinna långsammare men fortfarande stabilt och med hög temperatur. I den experimentella delen undersökte vi om det är möjligt att justera en befintlig vedpanna för att möjliggöra eldning vid några få kw. För att åstadkomma detta justerades primärluftens ingång i pannan, primärkammarsvolym och lufttillförseln. Försöken skedde genom att elda två olika bränslen i en modern vedpanna och under tiden analysera rökgaserna och stoftmängden. Eldningarna skedde med björkved antingen som vedträn eller i form av knubb (grövre flis) dessa bränslen hade en fukthalt på ca 15%. Först undersöktes det vilka utsläpp som pannan släppte ut vid sitt oförändrade tillstånd. Sedan modifierades pannan för att försöka nå målet att kunna eldas som en pelletspanna med utsläpp liknande en oförändrad panna eller bättre. Resultaten från försöken visade tyvärr att förändringar i lufttillförseln, primärkammarvolymen, och primärluften placering inte signifikant påverkade pannans termiska effekt. Generellt sett så påverkade inte heller vedklabbarnas läge eller storlek (knubbved) pannans termiska effekt. Återstående arbete Det återstår fortfarande att lista ut hur man praktiskt skall kunna elda en panna vid några få kw. Tidsperspektiv Om resultaten någonsin skall få praktisk användning så måste man först visa att det går att elda en panna vid låg effekt. Avnämare Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten pannanläggningstillverkare.

119 B Inverkan på teknik och handhavande på emissionsprestanda för moderna vedeldade lokaleldstäder Projekt ID: Projektledare: Henrik Wiinikka Projektledande organisation: Energitekniskt centrum i Piteå Övriga deltagande: Lunds Tekniska Högskola Kontaktuppgifter Delprojekt-ID B Telefon: Total budget (inkl EM) 550 ksek henrik@etcpitea.se Bakgrund Intresset för att installera olika typer av vedeldade eldstäder har ökat på senare som en följd av ett nyvaknat intresse för att installera slutna eldstäder som ett modernt inredningsalternativ till öppna eldstäder för ökad trevnad och mysfaktor. Parallellt med detta pågår en debatt kring den småskaliga vedeldningens påverkan på luftkvaliten eftersom dessa anläggningar (specielt gamla vedpannor) ofta eldas under ineffektiva förhållanden (bristfällig teknik och/eller handhavande) vilket genererar relativt höga emissioner av hälsofarliga luftföroreningar (främst kolväten och partiklar). Detta har lett till en viss skepticism hos myndigheter både lokalt och central nivå kring användandet av vedeldningsteknik i större skala. Trots de ökade intresset både marknads- och miljömässigt samt den teniska utvecklingen som skett på området, finns fortfarande stora osäkerheter kring tex nyttjandegrad, handhavande och emissionsprestanda vad gällande olika anläggningstyper, känslighet och teknikläge. Mål Målsättningen med detta projekt är därför att förbättra kunskapsläget vad gällande emissioner från olika typer av lokaleldstäder map typiska emissionsnivåer och variationer under normala och varierande driftbetingelser och på så sätt förbättra underlaget för olika tekniska och miljömässiga bedömningar. De specifika delsyfterna med projektet är att; (i) bestämma emissionsprestanda och utsläppsnivåer vid normal rekommenderad användning för olika moderna och äldre vedkaminer, (ii) bestämma olika vedkaminers funktion, prestanda och känslighet vid varierande driftbetingelser och effektuttag och (iii) applicera en AMS (Aerosol Mass Spektrometer) på vedeldad teknik för att få information om den kemiska sammansättningen av partiklarna Resultat Experimenten i detta projekt visade att både äldre, moderna och utländska spetskaminer brinner mycket bra vilket resulterar i låga utsläpp vid normal rekommenderad eldning. När effekten på kaminerna sänktes så ökade dock utsläppen signifikant för äldre och moderna vedkaminer. Speciellt intressant är att moderna vedkaminer under rådande förhållanden inte är speciellt mycket bättre än gamla kaminer trots att de har en isolerad förbränningskammare. Den utländska spetskaminen brann dock fortfarande bra med låga utsläpp vid lägre last jämfört med de andra kaminerna.

120 Tidsupplösta AMS mätningarna visade att de organiska partikelemissionerna var mycket tidsberoende. De högsta emissionerna erhölls i samband med uppstart och vedinläggningar. AMS metoden gav också en möjlighet att kvantifiera PAH emissioner med hög tidsupplösning. Detta är unikt och av stor vikt eftersom PAH:er är nyckelkomponenter för att förstå partiklarnas påverkan på hälsan. Återstående arbete För kamintillverkare återstår det att tillverka kaminer som fortfarande brinner relativt bra vid varierande driftsbetingelser. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning hos/för gemene man inom 10 år. Avnämare Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten är miljö- och /eller tillståndsgivare och pannanläggningstillverkare.

121 A Uppskattning av framtida underlag för småskalig kraftvärme i Sverige Projekt ID: Delprojekt-ID A Projektledare: Thomas Sandberg Projektledande organisation: Institution Industriell ekonomi, KTH Övriga deltagande: Knut Bernotat Kontaktuppgifter Telefon: Total budget (inkl EM) 200 ksek thomas.sandberg@indek.kth.se Bakgrund Sverige kommer också i framtiden ha ett stort antal byggnader av olika slag som av uppenbara skäl inte kan anslutas till de befintliga (utbyggda) fjärrvärmenäten. Samtidigt talar många argument starkt för en gemensam värmeförsörjning för så många fastigheter som möjligt. Större pannor ger högre verkningsgrad, bättre förbränningsegenskaper och rökgasrening och kan använda sämre bränslen. Den centraliserade värmeproduktionen blir i sin tur grunden för en decentraliserad kraftproduktion; kraftvärme har inte bara en överlägsen energieffektivitet utan bidrar också till en tryggare elförsörjning. Mål Mot denna bakgrund blir projektets övergripande fråga: Vilken är potentialen för småskalig (kraft)värmeförsörjning med biobränsle? Projektet har två mål. För det första att (vidare)utveckla en metod som kan besvara denna fråga både i stort för Sverige, en region, en kommun eller en del av en kommun, och i det enskilda fallet för ett mindre samhälle, en del av ett större samhälle, en by, en samling av mer eller mindre utspridda byggnader. Det andra målet är att använda den nya metoden för att besvara frågan om potentialen om småskalig (kraft)värmeförsörjning. Resultat Projektet har utvecklat två olika metoder för att beräkna potentialen för att bygga ut (småskalig) fjärrvärme och kraftvärme, invånar- respektive byggnadsareaansatsen. I båda fallen utgår man från statistik över de svenska tätorterna, dvs orter med minst 200 invånare. I byggnadsareaansatsen använder man dessutom statistik över arean för olika byggnadstyper inom varje tätort. De två metoderna har sedan använts för att få fram mycket detaljerade beräkningar för tolv effektklasser (varav fem kan sägas vara småskaliga) där värme- och eleffekt är kopplade till varandra. För varje effektklass har beräknats potentialen för att bygga ny (kraft)värme dels 2010 (naturligtvis med dagens värmeanvändning) och dels 2030 där vi varierar antagandena om hur invånarantal, byggnadsarea och värmeanvändning per m2 och år utvecklas. Med tanke på att Sverige har 1940 tätorter, varav endast 309 har någon form av fjärrvärme och inte fler än 50 kraftvärme, är potentialen för att öka värme- och elproduktionen stor. Den utredning som gjorts visar att det i Sverige i dag finns värmeunderlag för drygt 1300 små

122 kraftvärmeanläggningar med värmeeffekter mellan 1 10 MW. De flesta, drygt 700, finns i effektområdet 1 3 MW. Mot de 1 10 MW värmeeffekt svarar i studien 0,3 3 MW eleffekt. Utifrån prognoser för hur invånarantal och byggnadsarea kan utvecklas till 2030 och med dagens värmeanvändning per m2 och år sker nästan inga förändringar alls i de nämnda siffrorna (även om enskilda orter förskjuts mellan klasserna). Inte heller en minskning från dagens ca 150 till 100 kwh per m2 ger någon förändring av antalet möjliga nya små kraftvärmeanläggningar. Först när värmeförbrukningen antas minska till 50 kwh per m2 och år sker en minskning till knappt 1100 anläggningar. Samtidigt sker en förskjutning mot minskade värmeunderlag så att antalet orter med värmeunderlag för mindre än 1 MW värmeeffekt ökar kraftigt. I dag finns värmeunderlag för ca 150 små kraftvärmeanläggningar med en värmeeffekt under 1 MW. Med en minskning av värmeanvändningen till 100 kwh per m2 och år ökar antalet till ca 250, med 50 kwh per m2 och år till ca 650. Teknik för anläggningar med värmebehov under 1 MW blir alltså allt mer intressant. Återstående arbete Projektrapporten kommer att färdigställas under första halvåret Det blir sedan en fråga för olika avnämare att bedöma möjligheterna att realisera den stora potential vi redovisar. Tidsperspektiv Det är svårt att bedöma på vilken sikt den småskaliga (kraft)värmen få ett verkligt genombrott, det beror inte bara utvecklingen på elmarknaden och de stödsystem som finns utan också på särskilda insatser från myndigheter och företag. Avnämare De som främst kommer att kunna implementera/nyttiggöra resultaten är dels olika myndigheter som kan initiera program för att utveckla småskalig (kraft)värme, dels forskare som kan svara för den teknikutveckling som måste till i de lägre effektklasserna, dels utrustningstillverkare som kan satsa på de lägre effektklasserna.

123 B Eldningsoljeersättning med flytande biobränslen Projekt ID: Delprojekt-ID: B Projektledare: Hans Gulliksson Projektledande organisation: Energikontor SO Övriga deltagande: Olof Berglin, Högskolan i Kalmar Kontaktuppgifter: Energikontor SO P G Vejdes väg Växjö Telefon: Total budget (inkl EM) 88 ksek info@energikontor-so.com Bakgrund De fossila oljereserverna är ändliga och blir på grund av detta allt dyrare och knappare. Dessutom ger användningen av fossila bränslen upphov till koldioxidutsläpp. En möjlighet är att ersätta delar av den fossila oljan med biooljor av olika slag. Traditionellt har biooljor använts framför allt i livsmedelsindustrin, men även inom kemisk industri samt foderindustrin. Åker och nedlagd, ej beskogad åkermark skulle kunna odlas med energigrödor (bland annat oljeväxter) och energilövträd i en omfattning av hektar, något som inte äventyrar landets livsmedelsförsörjning. I ett svenskt perspektiv skulle det behövas att ersätta 130 TWh med bioråvaror från skog- och jordbruk.11 Enligt statistik från SCB/Energimyndigheten förbrukades 2005 som bränsle och drivmedel i el- och värmeverk motsvarande 1,07 TWh biooljor, och 2006 preliminärt motsvarande 1,92 TWh, varav övervägande delen gäller värmeproduktion. Mål Avsikten med att göra den här förstudien om biooljor är att se om det är möjligt att ersätta en del eldningsolja med flytande förnyelsebara bränslen samt behov av FoU inom området. Frågor som skall besvaras är: - Vilken roll kan flytande biobränslen av olika slag komma att få i Sverige som oljeersättning för uppvärmning? - Vilka behov finns för utveckling av förbränningstekniken för biooljor? Biooljor omfattar i den här rapporten flytande biobränsle baserade på vegetabiliskt och animaliskt material. För att kunna ge intressanta bidrag till Sveriges bränsleförsörjning bör ett flytande förnyelsebart bränsle kunna generera bidra med minst 0,2 TWh/år (cirka m3/år). Svartlut, som traditionellt eldas i pappersbrukens sodapannor och framöver i första hand ska nyttjas som drivmedel, ingår ej i denna studie. 11 Bioenergi till vad och hur mycket? Formas, 2007

124 Resultat En sammanställning av uppskattade potentialer för inhemska biooljor finns i tabellen nedan. Värmevärdet för biooljor varierar mellan 34 och 38 MJ/kg. Bioolja/flytande bränsle Bedömd mängd t/år Energi TWh/år Rapsfettsyra/ >0,21 Glycerol Tallbeckolja > >3,2 Importerad bioolja Beroende på användarsidans intresse Återvunnen olja/matolja cirka om ökad >0,15 återvinning Rapsolja för energi ,11-0,21 Pyrolysolja I Sverige tillverkas i dagsläget ingen pyrolysolja, om så ska ske är storskalig produktion aktuell Olja från djurfett oklart - Eldningsteknik för storskalig användning finns kommersiellt tillgänglig. Återstående arbete Kriterier för att värdera behov av framtida FoU kring biooljor i programmet småskalig uppvärmning med biobränslen är - Dels användning inom småskalig bioenergiområdet - Dels att volymerna inom detta område beräknas vara mer än ton per år Ingen av oljorna klarar dessa båda kriterier. För att kunna utnyttja bioolja/flytande biobränsle potentialen på bästa möjliga sätt behövs i första hand teknikutveckling inom bland annat följande områden: - Standardisering och kvalitetssäkring, - Hanteringssäkerheten av biooljan/flytande biobränsle Tidsperspektiv Resultaten av studien utnyttjas för planering av fortsatta insatser inom programmet Småskalig användning av biobränslen och har utnyttjats under programperioden. Avnämare Resultaten skall i första hand användas av Energimyndigheten och programrådet inom Småskalig uppvärmning med biobränslen.

125 C Utvecklingsläge för småskalig kraftvärme Projekt ID: Projektledare: Björn Kjellström Projektledande organisation: Exergetics AB Övriga deltagande: Hassan Salman, ETC Piteå Kontaktuppgifter: Exergetics AB Stockvik Trosa Delprojekt-ID: C Telefon: Total budget (inkl EM) 155 ksek info@exergetics.se Bakgrund Ökande elpriser har medfört ett ökande intresse för utnyttjande av små värmeunderlag (under 10 MW) för kraftvärmeproduktion. En kartläggning av utvecklingsläget för småskalig kraftvärme genomfördes 2007 av TPS med finansiering från Energimyndigheten. Slutsatsen var att flera olika processer utvecklas och demonstreras i europeiska länder med högre elpriser än i Sverige och att några av dessa skulle kunna ge marginella elproduktionskostnader under 600 kr/mwh vid utnyttjningstider i intervallet timmar per år. Underlaget för ekonomiska kalkyler bedömdes emellertid som osäkert eftersom väl dokumenterade drifterfarenheter föreföll saknas. Det bedömdes att bättre underlag skulle kunna erhållas genom kontakter med anläggningsinnehavare och eventuellt besök vid utvalda anläggningar för närmare diskussion av drifterfarenheterna. Mål Målet för projektet är att ge svar på följande frågor: - Vilka småskaliga kraftvärmeprocesser kan väntas bli lönsamma i Sverige - Vilken teknikutveckling bör göras i Sverige för att underlätta introduktionen och/eller öka svensk industris exportmöjligheter? Resultat Projekttiden är förlängd till och de resultat som nu kan presenteras är preliminära. Det kan konstateras att anläggningar med mottrycks ångturbin med värmeeffekter ner mot 6 MW finns i drift och att elproduktionskostnad ner mot 600 kr/mwh förutsätter utnyttjningstider över 6000 timmar/år eller förhållandevis låg bränslekostnad. Över 150 anläggningar med organisk ångcykel (ORC) har levererats med värmeeffekter 2 5 MW. Marginell elproduktionskostnad ner mot 600 kr/mwh förutsätter förutsätter utnyttjningstider över 6000 timmar/år eller förhållandevis låg bränslekostnad. När det gäller gengasmotorkraftverk har Babcock&Wilcox Völund levererat tre anläggningar till Japan. Demonstrationsanläggningen i Harboöre för 1,5 MWe/2,6 MWv är i kommersiell drift sedan Aktuella uppgifter om specifik investering saknas. En demonstrationsanläggning baserad på två-stegsförgasning enligt Viking-processen (med pyrolysskruv) 0,5 MWe/1 MWv är under uppförande i Hilleröd, Danmark. En demonstrationsanläggning för 1,2 MWe/2,2 MWv baserad på cyklonförgasning uppförs i Hortlax. Drifterfarenheter från dessa anläggningar saknas. Erfarenheter från anläggningar med värmeeffekter ner mot några 100 kw från bl.a. Finland och Tyskland tyder på att framförallt

126 utformningen av styr- och övervakningssystem som medger säker, oövervakad drift, är ett stort problem. Indisk gengaskraftverksteknik saknar sådana system och medför problem med hantering av tjärhaltigt kondensat. Minst tio anläggningar med Stirlingmotorer som ger 35 kwe/150 kwv har byggts varav fem med biopanna och fem med uppströmsförgasare och gasbrännare. Uppskattad elproduktionskostnad c:a 2700 kr/mwh vid utnyttjningstid 7000 timmar/år och bränslepris 200 kr/mwh. Uppgifter om drifterfarenheter från den externeldade gasturbin 100 kwe/200 kwv som installerats i England har inte gått att få fram. Återstående arbete Fortsatta kontakter med leverantörer och anläggningsinnehavare kommer att ske under perioden fram till projektets slutdatum Tidsperspektiv Resultaten kan inom det närmaste året utnyttjas som beslutsunderlag beträffande utvecklingsinsatser av Energimyndigheten och som beslutsunderlag vid planering av nyinvesteringar i närvärmeanläggningar av energiföretag och konsulter. Avnämare De som främst kommer att utnyttja resultaten är Energimyndigheten samt energiföretag och konsulter med intresse för kraftvärmeproduktion i närvärmeanläggningar.

127 D Upplevda barriärer för fortsatt pelletseldning Projekt ID: Projektledare: Bengt-Erik Löfgren Projektledande organisation: ÄFAB Övriga deltagande: Irene Weiner PellSam Kontaktuppgifter ÄFAB Lotsgatan LIDKÖPING Delprojekt-ID D Telefon: Total budget (inkl EM) 100 ksek bengt@afabinfo.com Bakgrund Det positiva resultatet av konsumentundersökningen "Att elda med pellets" som genomförts av Testlab är ifrågasatt. Enligt uppgift genomfördes undersökningen som en telefonintervju bland 431 hushåll som eldar med pellets. Totalt var det 557 pelletskunder som kontaktades från början, men av dessa uppgav 126 st att de av en eller annan anledning "hade slutat elda med pellets". Av någon outgrundlig anledning blev dessa konsumenter aldrig tillfrågade om anledningen till varför man slutat elda pellets. Detta trots att det troligen är just dessa kunders inställning till pelletseldning, som är den mest intressanta, om man vill hitta de svaga punkter som behöver förbättras för att pellets som energikälla skall vara attraktiv också i framtiden. Mål Eftersom företaget som ringde runt bland kunderna ändå sparat en notering om vilka kunder som slutat elda med pellets fanns ett intressant antal kunder att intervjua med avsikt att ta reda på varför man slutade med pelletseldning. Målet har därför varit kontakta dessa kunder som slutat elda med pellets och ta reda på orsaken till varför man slutat. Resultat När vi utgick från vårt frågeschema så fann vi snart att den tidigare undersökningen missat en ganska stor grupp. Hela 20/107 st (19 %) visade sig trots allt elda pellets trots att man blivit avbockade som att man slutat elda. Vi har inte försökt att ta reda på varför, men en trolig orsak kan vara att man ringt olämpligt, eller att man inte fått tag på rätt person i hushållet etc. Annars var den viktigaste anledningen till att man slutat att man har bytt värmesystem. Hela 51/107 eller 47 % hade investerat i någon annan värmekälla. Intressant är då att ta redan på vad man väljer istället. Det är här ingen som helst tvekan om att det är värmepumpen som är det hetaste alternativet när man byter värmesystem. Hela 69 % har valt någon form av värmepump och 23 % har konverterat till fjärrvärme. Relativt många 35/107 eller 33 % hade slutat elda pellets helt enkelt därför att de sålt huset och flyttat. När vi sedan går lite djupare in på de 35 som sålt huset och flyttat så frågade vi om de hade en aning om huruvida de nya ägarna fortsatt att elda med pellets. 5 st visste inte hur det låg till, medan 29/35 visste med säkerhet att nya ägaren fortsatte att elda pellets. Det var bara en enda som svarade att den nya ägaren hade slutat med pelletseldningen.

128 Slutsats: Enligt undersökningen Att elda med pellets antogs 126 st av totalt 547 st (22,6 %) befintliga pelletskunder ha slutat elda med pellets under det senaste året. Riktigt så illa var det nu inte. Om vi sedan räknar de 20 som trots allt eldar med pellets och de 29 nya ägarna till de sålda husen, är det 58/533 eller bara är omkring 11 % som slutat elda. Dryga 10 % är illa nog. Om branschen inte kan behålla ens de som redan är kunder är det illavarslande när det gäller att hitta nya kunder. Återstående arbete Projektet av avslutat och resultatet presenterat på Energimyndighetens Programkonferens i Piteå, i tidningen Bioenergi. Resultaten kommer även att presenteras vid SVEBIO:s Pelletsdagar i Falkenberg Återstår för branschorganisationer och myndigheter att hitta nya argument eller prisindikationer om vi vill behålla en villamarknad för pelletsteknik. Tidsperspektiv För närvarande finns c:a pelletseldade villor i landet. Under 2010 har det totala antalet minskat med anläggningar. Risken är uppenbar att villamarknaden för pellets är borta inom något år om vi inte kan vända denna trend. Positivt är dock att pelletskaminen ökar försäljningsvolymerna. De senaste årens kalla vintrar har gett ett uppsving för pelletskaminen som komplement till luftvärmepumpar. Avnämare De som främst kommer att kunna implementera/nyttiggöra resultaten är politiker och beslutsfattare som kan påverka energiskatter och avgifter.

129 H Utveckling av energieffektiv partikelavskiljning i närvärmepannor, Projekt ID: Delprojekt-ID H Projektledare: Roger Hermansson Projektledande organisation: Luleå tekniska universitet Övriga deltagande: Swebo Bioenergy, ETPC Umeå Kontaktuppgifter Roger Hermansson Avd Energiteknik, Ltu Luleå Telefon: Total budget (inkl EM) 1988 ksek roger@ltu.se Bakgrund Partikelutsläpp från biobränsleeldade pannor är normalt förhållandevis höga och det kan förutses att skärpta krav kommer att ställas för att minska dessa utsläpp. För pannor i villastorlek och för mindre fjärrvärmeanläggningar har reningstekniken hittills varit för dyr och därför inte tillämpats i nämnvärd utsträckning. Den teknik som används (ADIAK) har tidigare demonstrerats med goda resultat vid torkning av luft som cirkulerats i virkestorkar. Mål Det konkreta första och huvudsakliga målet med projektet är att visa och testa en teknik som ger ökad energiåtervinning från rökgaser från närvärmepannor eldade med fuktiga bränslen och samtidigt minskar partikelutsläppen från anläggningen. Resultat Den inledande utvärderingen av hittills gjorda experiment antyder att förväntade resultat kommer att uppnås, nämligen: - Avgiven effekt från anläggningen ökas med uppemot 40 procent vid rimliga returtemperaturer i fjärrvärmenätet. Detta jämfört med en anläggning utan energiåtervinning. - Partikelutsläppen reduceras med minst 30 procent jämfört med utsläpp från en anläggning försedd med enkel cyklon för partikelavskiljning. Återstående arbete Det som återstår att göra fram till praktisk tillämpning i det dagliga livet är att - klarlägga långtidsstabiliteten hos den absorptionslösning som används - vidareutveckla styrningen av systemet för optimerad och säker drift - dimensionera och kostnadsoptimera systemet för pannor av olika storlekar - ytterligare verifiera grad av energiåtervinning och partikelavskiljning Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning hos/för gemene man inom 3-5 år Avnämare Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten är vår samarbetspartner som är leverantör av färdiga närvärmeanläggningar avsedda för fuktiga biobränslen. Även andra

130 tillverkare av sådana anläggningar liksom företag som enbart tillverkar utrustning för rökgasrening och värmeåtervinning kan nyttiggöra resultaten.

131 A Biobränslen i mindre industrier Projekt ID: Delprojekt-ID A Projektledare: Björn Zethræus Projektledande organisation: Linnéuniversitetet (Växö Universitet) Övriga deltagande: Total budget (inkl EM) 300 ksek Kontaktuppgifter Telefon: bjorn.zethraeus@lnu.se Bakgrund Anledningen till att projektet genomförts är att det finns en stor men i huvudsak obeaktad potential att använda biobränslen i processindustri. Huvudintresset vad gäller biobränslen både nationellt och internationellt riktas dels mot tillämpningar vid låg temperatur (el- och värmeproduktion) och dels mot termokemisk konvertering av fast biomassa till flytande eller gasformiga bränslen för transportsektorn. Det finns dock en stor sektor utanför dessa, en sektor där uppgraderingen av bränslet kan begränsas till torkning/malning eller där enklare förgasningsteknik utan stora krav på hetgasrening kan användas, och det är användning av biobränslen direkt i processugnar för tegel, cement, glas eller värmning av stål inför valsning. Nationellt sett är denna typ av tillämpningar av begränsad omfattning men både inom Europeiska federationen och internationellt finns en enorm marknad för denna typ av tillämpningar, förutsatt att tekniken utvecklas från dagens nivå. I Sverige används redan idag pulverbrännare för träpulver på flera värmeverk och även i mesaugnar och förgasning används integrerat i en industriell produktionsprocess vid åtminstone ett pappersbruk. Vi har alltså en teknikbas inom Sverige, en bas som förhållandevis enkelt skulle kunna utvecklas till robust, billig och pålitlig teknik avsedd för en internationell exportmarknad. Mål Projektets mål är dels att indikera hur stor marknaden för direkteldning i processugnar faktiskt är, dels att indikera vilka branscher som skulle vara de mest näraliggande för svensk teknik och dels att indikera vilken typ av teknikutveckling som behövs för att dagens teknik skulle kunna anpassas till dessa nya tillämpningar. Resultat Flera internationella studier visar att cementindustrin globalt sett är en av de stora källorna till utsläpp av fossil koldioxid. I rapporten påpekas att cementugnar och mesaugnar har stora likheter, att mesaugnarna i Sverige till stor del eldas med barkpulver samt att om fukthalten i barken eller träbränslet är över 10 % en syrgasberikning till 24 volym % kan vara tillräcklig för att uppnå tillräckligt hög temperatur för cementproduktion. För att ersätta 30 % av den olja som används i stålverk i Kina och som huvudsakligen förbrukas i ämnesvärmningsugnar skulle det behövas ungefär träpulverbrännare i storlek omkring kw, vilket är typiska effekter för de oljebrännare som används i värmugnar. Detta är en storlek av brännare som finns och tillverkas i Sverige men

132 konstruktionen behöver modifieras för att tåla de höga flöden av värmestrålning de skulle utsättas för vid ämnesvärmning. Flera av de hittills uppnådda resultaten pekar i samma riktning: Teknik som idag finns tillgänglig på kommersiell basis i Sverige skulle med måttliga utvecklingsinsatser kunna finna en stor internationell marknad. Vi har även haft kontakt med ett antal företag i Sverige för att pejla intresset för att delta i eventuella framtida utvecklingsprojekt. Återstående arbete Det som återstår att göra är att ytterligare komplettera rapporten med en beskrivning av vad som skulle behövas för att svensk förbränningsteknik skulle kunna få ett genombrott även inom planglas- och förpackningsglasindustrin. Tidsperspektiv Avsikten med projektet är i första hand att tydliggöra en potentiell marknad för svensk bioenergi- och förbränningsteknik men för vissa sektorer, i första hand kanske cementindustrin, skulle kommersiellt tillgänglig brännarteknik för träpulver kunna marknadsföras redan inom tre till fem år förutsatt att utvecklingsprojekt initieras. Avnämare Tillverkare av brännare, bränslehanteringsutrustning och processtyrsystem.

133 B Optimalt nyttjande av svårare bränslen eldade i pannor avsedda för närvärme Projekt ID: Projektledare: Joakim Lundgren Projektledande organisation: Luleå tekniska universitet Övriga deltagande: Swebo Bioenergy Kontaktuppgifter Delprojekt-ID B Telefon: Total budget (inkl EM) 1853 ksek joakim@ltu.se Bakgrund Anledningen till att projektet genomförts är att de närvärmeanläggningar som enligt vår mening bör byggas borde baseras på lokalt tillgängliga bränslen, t.ex. grot, åkergrödor, rörflen, hästgödsel eller andra svårare biobränslen. Detta för att undvika att konkurrera om samma råvara som behövs i pappers och massabruk, pelletsfabriker och i framtida bioraffinaderier. Tidigare arbeten har dock visat att förbränning av svårare biobränslen som skogs- och jordbruksrester kan ge upphov till högre NOx och partikelutsläpp samt minskad tillgänglighet orsakade av askrelaterade driftsproblem. Mål Det huvudsakliga målet med projektet är att undersöka möjligheten att reducera utsläppen av partiklar vid förbränning av skogs och jordbruksrester via sameldning med rörflen. I projektet kommer även en brännkammare, tidigare utvecklad av Ltu och Swebo Bioenergy AB, och primärt avsedd för eldning av oförädlade biobränslen, att anpassas och modifieras för eldning av torrare biobränslen som exempelvis rörflensbriketter. Resultat Eldningsexperiment med grot, hästspillning och råflis med och utan tillsats av rörflenspellets har utförts. Vid sameldning har ca 50 vikt% rörflenspellets tillsatts. Preliminära analyser visar att partikelutsläppen minskar i storleksordningen 25-30% vid sameldning av rörflen. Däremot ökar askmängden markant, även om det under försöken inte bidrog till några större driftproblem. Under kontinuerlig drift måste dock askutmatningssystemet vara betydligt effektivare än det som används idag. Återstående arbete Det som återstår att göra fram till praktisk tillämpning är just att anpassa förbränningssystemen så att de kan hantera en större mängd aska som dessutom i vissa fall delvis har sintrat (smält ihop). En annan viktig praktisk fråga är också hur bränslet på ett smidigt sätt ska blandas utan att det kräver betungande merjobb av brukaren.

134 Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning hos gemene man inom två-fem år, bland annat beroende på biobränslepriser och eventuella kommande skärpta krav på utsläpp av partiklar vid biobränsleeldning. Avnämare Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten är ägare av biobränslebaserade fjärr- och närvärmesystem, men också lantbruk med som producerar/vill producera värme/kraftvärme från jordbruksrester och åkergrödor i pannor i storleksklassen ca 100 kw och uppåt.

135 D Högtemperaturkorrosion Projekt ID: Delprojekt-ID D Total budget (inkl EM) 1200 ksek Projektledare: Lars-Gunnar Johansson Projektledande organisation: Kompetenscentrum Högtemperaturkorrosion (HTC) Övriga deltagande: SP Sveriges Provnings & Forskningsinstitut, Janfire AB, Sonnys Maskiner AB, TräEnergi Teknik AB Kontaktuppgifter Chalmers Göteborg Telefon: lg@chalmers.se Bakgrund Anläggningar för småskalig eldning av pellets drabbas ofta av korrosion vid höga temperaturer. I synnerhet drabbas brännarna vilket medför en påtaglig risk för driftstörningar och haverier. Företrädesvis används i dessa tillämpningar olika typer av värmehärdiga stål, mest FeCrNi-legeringar. Dessa rostfria stål kan användas för materialtemperaturer upp till ungefär 800oC på grund av att de bildar en skyddande kromhaltig oxid på ytan. HTC har visat att bränslen med högt alkaliinnehåll och låga halter svavel ger askor som tenderar att bryta ned den kromhaltiga skyddande oxid som normalt bildas på rostfria stål. Orsaken är att alkalit, tillsammans med syrgas från rökgasen reagerar med kromet i den skyddande oxiden under bildning av alkalikromat(vi) och järnoxid. När den skyddande oxiden förbrukats på detta sätt accelererar korrosionen kraftigt. Denna typ av angrepp medför en snabb materialförlust och medför dessutom att askan kontamineras med krom. Den ökade användningen av alternativa (askrika) bränslen (pellets) kan förväntas påverka korrosionsförhållandena. Mål Projektet mål är att öka förståelsen för hur korrosionen beror av samspelet mellan materialsammansättning, materialtemperatur, asksammansättning och eldningsförhållandena. På längre sikt är målet att lösa korrosionsproblemen genom en kombination av materialval, kontroll av asksammansättning och konstruktiv utformning av pannan. Inom projekt identifieras och undersöks högtemperaturkorrosionsproblem vid eldning av pellets, särskilt askrika pellets. Projektet består av fyra delar: Inventering och dokumentation av erfarenheter av korrosion från fält, design och konstruktion av en kyld korrosionssond, genomförande av korrosionsförsök med sonden i en kommersiell pelletspanna samt laboratorieundersökningar av sambandet mellan askans och rökgasens sammansättning, temperatur och korrosionsangrepp för relevanta material. Resultat Inventeringen har gett värdefulla insikter om när och var korrosionsproblem uppträder medan laboratorieförsöken gjort det möjligt att undersöka korrosionsangreppet på ett detaljerat sätt. Projektet har lyckats med sin föresats att ta fram en fungerande korrosionssond för denna typ av brännare. Korrosionssonden är den första i sitt slag och gör det möjligt att jämföra korrosionsbeständigheten hos olika material i en viss panna som funktion av materialtemperaturen. Dessutom kan korrosiviteten hos olika bränslen jämföras och det är möjligt att undersöka hur förändringar i panndesign och i panndrift påverkar korrosionen.

136 Återstående arbete Korrosionssonden som tagits fram inom projektet gör det möjligt att på ett rationellt sätt arbeta för att lösa förekommande korrosionsproblem genom optimering av materialval, brännardesign eller panndrift. Det vore därför naturligt om föreliggande projekt följs upp med ett nytt projekt som använder sig av korrosionssonden för att jämföra korrosionsegenskaperna hos olika material i brännare av olika typ. En sådan studie skulle bland annat kunna ge brännartillverkarna viktig hjälp när det gäller att välja mer lämpliga konstruktionsmaterial och för att lösa korrosionsproblem. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten från projektet kommer att få en tillämpning för brännardesign inom 3-5 år Avnämare Resultaten kommer främst att implementeras/nyttiggöras av tillverkare av brännare och pannor.

137 E Reningssystem för sura rökgaser för närvärmepannor Projekt ID: Projektledare: Henrik Wiinikka Projektledande organisation: Energitekniskt centrum i Piteå Övriga deltagande: Delprojekt-ID E Total budget (inkl EM) 269 ksek Kontaktuppgifter Telefon: henrik@etcpitea.se Bakgrund Vid ökad konkurrens om biobränslena kommer andra bränslen än enbart ren stamved att behöva eldas i småskaliga biobränsleanläggningar som tex torv, som ofta innehåller höga svavelhalter, som vid förbränning bildar svaveldioxid (och svavelsyra). Andra exempel på bränslen som kan vara aktuella för småskalig eldning är halmbaserade biobränslen, som oftast innehåller höga klorhalter som kan bilda saltsyra vid förbränningen. 3nine AB:s centrifugalseparering för partikelavskiljning i rökgaser är en metod som kan vara ekonomiskt fördelaktig för småskalig biobränsleeldning då den kan avskilja partiklar ner till ca 0.5 µm [1]. För att öka avskiljningen av mindre partiklar samt för att kyla rökgaserna fuktas rökgaserna upp. Stoft från god förbränning innehåller hygroskopiska salter som redan vid 60 % relativ fuktighet suger åt sig vatten. Det är dock ännu inte helt klarlagt hur stor del av partiklarna mindre än 0.5 µm som kan avskiljas från rökgaserna. Utsläppen av sura rökgaser kan reduceras signifikant om man tillsätter kalk till rökgaserna eftersom svaveldioxiden reagerar med kalkpartiklarna. Beroende på vilken kalk som används. Eftersom vatten redan tillsätts till rökgaserna i 3nine tekniken lämpar sig den troligen bra att kombinera med kalktillsatts för att reducera svaveldioxiden i rökgaserna eftersom kalk kan blandas in i vattnet (kalkslurry). Det kombinerade systemet fungerar därmed som en skrubber (spraytornet) och en partikel och dropp avskiljare (centrifugalseparatorn). Fördelen med den kombinerade metoden är att den blir mindre kostnadskrävande och har bättre driftssäkerhet än traditionella metoder för avskiljning av partiklar och sura ämnen. Detta system skulle också kunna fungera vid rening av rökgaser från avfallsförbränning. Målsättningen med detta arbete är därför att undersöka om 3nine AB:s rökgasreningsteknik går att kombinera ihop med kalkinsprutning för att reducera svaveldioxid från rökgaser utan att samtidigt öka utsläppen av stoft. Mål Målsättningen med detta arbete är därför att undersöka om 3nine AB:s rökgasreningsteknik går att kombinera ihop med kalkinsprutning för att reducera svaveldioxid från rökgaser utan att samtidigt öka utsläppen av stoft. Resultat Koncentrationen av SO 2 i rökgaserna reducerades från 100 ppm till 28 ppm och från 400 till 200 ppm när kalkstenspartiklar tillsattes till rökgaserna. Koncentrationen av stoft i rökgaserna ökade dock något från ca 20 mg/nm 3 till 30 mg/nm 3 (13 % CO 2 ). Ökningen av stoft är dock

138 inte speciellt stor om man tar hänsyn till de generella utsläppskraven för stoft (100 mg/nm 3, 13 % CO 2 ). I detta arbete har vi därmed visat att centrifugalavskiljning i labbskala kan kombineras med kalkstentillsatts (partiklar) för att reducera SO 2 i rökgaserna utan att partikelkoncentrationen i rökgaserna ökar väsentligt trots att partiklar (kalksten) tillsätts till rökgaserna. Inga andra negativa aspekter som exempelvis igensättning av lamellerna i separatorn med kalksten kunde noteras under experimenten. Återstående arbete Det naturliga steget efter detta arbete är att testa konceptet i fullskala för att se hur ett kombinerat system fungerar under mer verkliga förhållanden under lång tid. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning hos/för gemene man inom 5 år. Avnämare Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten är systembyggare.

139 F Avskiljning av stoft med rökgaskondensering Projekt ID: Delprojekt-ID F Projektledare: Marie Rönnbäck Projektledande organisation: SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Övriga deltagande: Total budget (inkl EM) 200 ksek Kontaktuppgifter Telefon: marie.ronnback@sp.se Bakgrund För mindre anläggningar innebär stoftrening till låga nivåer med konventionell stoftreningsteknik en relativt hög investering. Större anläggningar har däremot idag normalt hårda krav på stoftemissioner och har stoftrening i form av el- eller textilfilter. Vid fuktiga bränslen är även rökgaskondensering vanlig för energiåtervinning. Rökgaskondensorn är då placerad efter stoftreningen i rökgasflödet och är en väl etablerad teknik. SP Energiteknik har i en nyligen avslutad studie åt Värmeforsk visat att det med en rökgaskondensor är teoretiskt möjligt att avskilja stoft med god verkningsgrad, inklusive submikrona partiklar, förutsatt att tekniken optimeras för partikelavskiljning. I skrubbrar har vattendropparnas storlek, fallhastighet och förhållande i hastighet mellan vätske- och gasflöde avgörande betydelse. Bäst avskiljning ger venturi-skrubbern, som är en kommersiell teknik inom exempelvis stål-, pappers och kemiindustri. Med det bakgrundsmaterial som finns framtaget är nästa steg att demonstrera och utvärdera tekniken vid biobränsleeldning. I takt med att användningen av askrika bränslen ökar, kommer behovet av kostnadseffektiv stoftrening att öka. Askrika bränslen har höga stofthalter i rågasen, och andelen submikrona partiklar är ofta hög. Andelen submikrona partiklar härstammar till stor del från oorganiskt material i askan och kan påverkas marginellt genom effektiv förbränning. Rökgaskondensering, modifierad för optimal stoftreduktion, erbjuder en robust och bränsleflexibel lösning. Vid fuktiga bränslen blir även energivinsten av betydelse. Småskalig biobränsleförbränning är en av de största källorna till partiklar i luften i Sverige och i Europa. På senaste år har speciellt de submikrona partiklarna i stoftutsläpp uppmärksammats som en orsak till ökad dödlighet hos människor. Intresset för minimering av stoft, inte minst de submikrona partiklarna, är stort i Europa, och en demonstation och utvärdering av lämplig teknik ger svensk industri konkurrensfördel, och banar även vägen för europeiskt samarbete inom området. Mål Målet med projektet är att skapa förutsättningar för demonstration av rökgaskondensering lämplig för reduktion av stoft vid hög stoftbelastning och stor andel submikrona partiklar vid eldning av biobränslen i anläggningar mindre än 10 MW. I takt med att både användning av askrika bränslen och kraven på låga stoftutsläpp ökar, ökar också behovet av teknik anpassad (tekniskt och ekonomiskt) i detta effektområde.

140 Resultat En litteraturstudie genomförts och en lista på möjliga tillverkare av rökgaskondensatorer och andra stoftavskiljningsmetoder är påbörjad. Rapport för projektet är påbörjad och nästa steg är kontakt med tillverkare och kartläggning av aktiva forskargrupper inom området. Återstående arbete Det som återstår fram till praktisk tillämpning av stoftavskiljning med rökgaskondensor vid mindre anläggningar är dels att det sätts krav på tillåtet stoftutsläpp så att rening blir tvingande, dels att frågor kring rening av kondensatet löses. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kan få en tillämpning för gemene man omedelbart på längre sikt, eftersom hårdare krav på stoftutsläpp inte diskuteras idag. Avnämare Den som i första han kan nyttiggöra resultaten är användare av förbränningsutrustning.

141 G Rökgasbrunn för minimering av utsläpp vid förbränning av åkerbränslen, vidareutveckling Projekt ID: Delprojekt-ID G Projektledare: Johan Yngvesson Projektledande organisation: SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Övriga deltagande: Olof Arkelöv, KanEnergi Sweden AB Kontaktuppgifter Telefon: Total budget (inkl EM) 658 ksek johan.yngvesson@sp.se Bakgrund Det finns en stor potential av nya biobränslen, såsom halm, perenna gräs, mm. Nya snabbväxande bränslen har generellt högre askhalt och högre innehåll av surgörande komponenter som klor och svavel än rent stamträ, varvid utsläpp av stoft, svaveldioxid och väteklorid blir högre. Rökgasens fukt kan bli mycket sur och aggressiv om halterna av svavel och klor är höga. Vid spannmålseldning har korrosionsskador uppstått snabbt då fukt kondenserat, även på rostfritt material. Korrosionsskador i närmiljön (plåttak, hängrännor osv) har rapporterats, och dessa ämnen bidrar även till försurning av miljön. Genom att leda rökgaserna genom en rökgasledning i mark till en rökgasbrunn, har det i den föregående studien konstaterats att det går att minska stoftutsläppen och att kondensera ut stora delar av de sura ämnena. Idag används rökgasbrunnar i första hand för oljebrännare vid spannmålstorkar, men på de senaste åren har minst ett 10-tal rökgasbrunnar installerats för mindre spannmålspannor. Ett askrikt bränsle med högt innehåll av sura ämnen ställer andra krav på val av fläkt, säkerhetssystem, omhändertagande av kondensat mm. Tekniken finns beskriven och utvärderad i det föregående projektet, där förslag tas fram till förbättringar och man pekar på problemet med stora kondensatmängder vid större anläggningar. Vid mindre anläggningar (<50 kw) kan brunnen göras tät, kondensatet ph-stabiliseras enkelt med kalkstensmjöl, och mängden minskas i tillräcklig mån genom avdunstning. Vid större anläggningar måste kondensatet dräneras ut i marken eller omhändertas på annat sätt. Det finns också frågetecken kring hur uppvärmning av mark påverkar funktionen om anläggningens effekt ökar. Mål Det övergripande målet är att öka kunskapen kring hur en rökgasbrunn kan se ut och verifiera dess förmåga att avskilja stoft och sura komponenter i rökgaserna samt redogöra för hur rökgaskondensatet bör hanteras. I projektet ingår att beskriva två värmeanläggningar mellan 50 kw och 5 MW som använder jordbruksbränslen och som har en rökgasbrunn installerad och vilka komponenter som ingår i dessa konstruktioner. Det ingår även att visa på avskiljningen av stoft och sura komponenter i rökgaserna för två olika konstruktionskoncept av rökgasbrunnen, med och utan vatteninsprutning i rökgaserna, på de beskrivna anläggningarna. Vidare skall projektet leda till att klargöra vilka regelverk som omgärdar rökgaskondensatet och ge exempel på hur det kan

142 hanteras för att uppfylla eventuella krav samt på vilket sätt uppvärmningen av marken kan påverka funktionen på lång sikt. Resultat Två anläggningar är identifierade, en 60 kw biobränslepanna som eldas med spannmål (och även provades med rörflen) på Gullbringa Säteri i Hålta utanför Kungälv och en satseldad panna på 1 MW som eldas med halm, på ett lantbruk i Värsås utanför Skövde. Avgaserna kyls ner efter pannan, genom utspädning med luft med en ejektorfläkt, och leds därefter via ett plaströr till brunnen. Konstruktionen utrustades även med ett vattenmunstycke i rökröret för besprutning av rökgaserna. Vid mätningarna mättes halterna av stoft samt svaveldioxid och klorid i rökgaserna, efter pannan och efter brunnen. Samtidigt mättes halterna av koldioxid, kolmonoxid och syre samt rökgastemperatur. De båda anläggningarna provades med respektive utan vatteninsprutning i rökgaserna. Analyser av rökgaskondensat, bränsle och aska har också avklarats. Konstruktionen av rökgasbrunnen, med en ejektorfläkt på rökröret för kylning av rökgaserna, fungerar bra och gör att kostnaderna kan hållas nere med plaströr i marken istället för syrafast stål. Kyleffekten från den inblandade luften gör att rökgastemperaturen efter ejektorfläkten är omkring 40 C. Vid brunnen är temperaturen omkring 30 C och markuppvärmningen kan därför avskrivas som icke relevant för konstruktionen. Utsläppen av stoft efter rökgasbrunnen var som lägst mellan 20 respektive 80 mg/(nm3 torr gas vid 13 % O₂) på 60 kw respektive 1 MW anläggningen. Detta kan jämföras med Naturvårdsverkets krav på 100 mg/nm3 för förbränningsanläggningar mellan 0,5 10 MW inom tätbebyggt område. Bäst avskiljning, >80 %, uppnådde rökgasbrunnen när spannmålspannan eldades med rörflen. Vid förbränning av havre på samma anläggning avskiljde rökgasbrunnen dock bara 6 %. Vatteninsprutningen kunde inte visa på någon förbättrande effekt. Svavelhalterna i rökgaserna mättes som svaveldioxid och var omkring 300 mg/(nm3 torr gas vid 10 % O2) för havre och 70 mg/nm3 för halm. På halmpannan avskiljde rökgasbrunnen 18 % av svaveldioxid i rökgaserna, vatteninsprutningen gjorde ingen skillnad. På spannmålspannan ökade istället halterna, mellan 6-24 %, från pannan till rökgasbrunnen. Klorhalterna i rökgaserna mättes som klorid och var mellan 55 och 77 mg/nm3. Klor avskiljdes med 6-71 % på 60 kw anläggningen. Vatteninsprutning i rökgaserna gav det bästa resultatet. På 1 MW anläggningen avskiljdes mellan 8-18 % av kloret i rökgaserna. Här visade vatteninsprutningen ingen förbättrande effekt. Återstående arbete Resultaten från stoftmätningarna visar att rökgasbrunn kan vara möjlig teknik för gårdsanläggningar och närvärmecentraler, även i tätbebyggt område. Det finns redan entreprenörer som konstruerar och säljer rökgasbrunnar för mindre gårdsbaserade biobränslepannor. Omhändertagandet av kondensatet återstår att utreda färdigt i projektet. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten omedelbart kan få en tillämpning för konstruktörer av rökgasbrunnar samt för ägare av gårds och närvärmeanläggningar. Det kräver dock att hanteringen av kondensatet kan utformas på ett ekonomiskt sätt.

143 Avnämare Den som i första han kan nyttiggöra resultaten är ägare av gårds- och närvärmeanläggningar, samt konstruktörer och försäljare av rökgasbrunnar.

144

145 I Kostnadseffektiv partikelavskiljning i mindre närvärmeanläggningar, Projekt ID: Delprojekt-ID I Projektledare: Michael Strand Projektledande organisation: Linnéuniversitetet (Växö Universitet) Övriga deltagande: Bioenergigruppen AB Kontaktuppgifter Telefon: Total budget (inkl EM) 1800 ksek michael.strand@lnu.se Bakgrund Anledningen till att projektet genomförts är att mindre närvärmeanläggningar som eldar ved och andra biobränslen alltid släpper ut relativt stora mängder små hälsovådliga partiklar till atmosfären. Den vanligaste reningstekniken baseras på elektrostatisk avskiljning (elektrofilter) och sådana filter kan mycket effektivt rena rökgasen från partiklar. De system som finns på marknaden är emellertid relativt dyra i inköp och inte anpassade för mindre anläggningar. Därför förses dessa anläggningar sällan med filter, samtidigt som de ofta är lokaliserade nära bostadsbebyggelse. Mål Det konkreta första och huvudsakliga målet med projektet är att ge underlag för tekniska lösningar som gör det möjligt att tillverka effektiva partikelfilter för mindre anläggningar, till en betydligt lägre kostnad. Resultat Vi har uppnått (tror oss om att uppnå) följande konkreta resultat. Med traditionell teknik kan elektrofilter tillverkas till en betydligt lägre kostnad än vad som är fallet idag. Med hjälp av en ny teknik som bl.a. baseras på laddning och filtrering i två separata steg bör tillverkningskostnaden kunna reduceras ytterligare eftersom ström och spänning då kan minskas till områden som inte är farliga ur elsäkerhetssynpunkt. Återstående arbete Det som återstår att göra fram till praktisk tillämpning i det dagliga livet är undersöka hur enkla filterlösningar med traditionell teknik fungerar över tiden i en anläggning, d.v.s. hur mycket underhåll som krävs och vilka driftsproblem som kan uppstå. För den nya tekniken som undersökts i projektet behövs mer grundläggande utvecklingsarbete innan den kan provas i en anläggning. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning hos/för gemene man inom 3-5 år Avnämare Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten är pannanläggningstillverkare.

146

147 K Bioenergi i mindre industrianläggningar Projekt ID: Projektledare: Ronnie Hollsten Projektledande organisation: KanEnergi Sweden AB Övriga deltagande: Delprojekt-ID K Total budget (inkl EM) 1646 ksek Jämtlands Energikontor, Energikontor Sydost och LRF Jämtland Kontaktuppgifter Ronnie Hollsten Telefon: ronnie.hollsten@kanenergi.se Bakgrund Bioenergi för uppvärmning och elproduktion har länge varit ett både miljövänligt och ekonomiskt alternativ för de som behöver betala koldioxidskatt. Detta har gjort att vi idag har en mogen marknad där det finns både väl fungerande produkter och en kunskap och acceptens för bioenergilösningar bland dessa kunder/användare. I takt med att oljepriserna ökar, att företag blir mer medvetna om deras ansvar om klimatfrågan (och de affärsmöjligheter detta också innebär) så har vi under de senaste åren sett en ökad efterfrågan för bioenergilösningar även inom industrin. Problemet är att de lösningar och strukturer som etablerats för fastighetsmarknaden och fjärr- och närvärmelösningar inte fullt är applicerbara för industrin. Exempel på detta är att en industris användningsmönster den s.k. varaktighetskurvan sällan liknar en vanlig fastighets som till stor del är enbart väderberoende (samt varmvatten). En industri har helt andra krav på leveranser och effektuttag. Ett annat exempel är det affärsjuridiska området där en industri sällan skriver långa avtal och heller inte vill belasta sin balansräkning med ägandet av en biobränsleanläggning samt personal för drift av denna. Till detta kommer att kunskapsnivån om bioenergi som alternativ till olja, el och gas inte är lika hög som inom fastighetssektorn Mål I detta uppdrag vill vi stärka kunskapen om bioenergilösningar inom industriella applikationer samt ta fram verktyg, mallar och goda exempel. Genom att visa på olika lösningar, informera och ge individuell rådgivning i tre regioner vill vi ge detta marknadssegment för bioenergi en skjuts framåt och möjligheter att växa vidare i dessa regioner samt överföring till övriga regioner i Sverige. Målgruppen är små- och medelstora industrier som idag främst använder olja som bränsle och som ligger utanför existerande/planerade fjärrvärmeområden med ett effektbehov om maximalt 10MW. Resultat Vid nio industrier kommer vi inom projektet ha genomfört energikartläggningar och gett ett förslag på bioenergilösning. Vi kommer att ha tagit fram ett dimensionerings- och kalkylverktyg för de kommunala energi- och klimatrådgivarna som de kommer att kunna använda i samband med att de besöker industrier. Det kommer också att finnas mallar för hur olika former av värmeavtal kan skrivas.

148 Återstående arbete - Färdigställa de nio kartläggningarna som kommer att fungera som referensanläggningar. - Färdigställa dimensionerings- och kalkylverktyget så att det blir användarvänligt. - Färdigställa avtalsmallarna så att de blir lättillgängliga och direkt användbara för industrin. - Kunskapsspridning i samband med nio seminarier samt telefonkonsultering. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning hos industrin inom 3 månader och är väl sprida hos energi- och klimatrådgivarna till årsskiftet 2010/2011. Avnämare Projektet har två delar en del som riktar sig direkt till industrin, de nio energikartläggningarna samt nio seminarier. Den andra delen är det dimensionerings- och kalkylverktyg som kommer att tas fram som riktar sig till de kommunala energi- och klimatrådgivarna. Tanken med verktyget är att det ska användas i energi- och klimatrådgivarnas första kontakt med företagarna och vara en vägledning för hur företaget/industrin bör arbeta vidare med sina uppvärmningsfrågor.

149 L Förutsättningar för användning av rörflensbriketter i mindre värmecentraler Projekt ID: Delprojekt-ID L Total budget (inkl EM) 890 ksek Projektledare: Susanne Paulrud Projektledande organisation: SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Övriga deltagande: Låttra Gård Bioprodukter, Teem combustion Group AB Kontaktuppgifter Telefon: susanne.paulrud@sp.se Bakgrund Rörflen är en energigröda som bedöms ha bra förutsättningar att odlas i både norra och södra Sverige för användning i närvärmeanläggningar och mindre fjärrvärmeanläggningar. Tidigare studier har också visat att brikettering av rörflen är en intressant framtida produktionskedja och ett exempel på en produktionskedja som har potential att bli lönsam för framförallt småskaliga producenter (< årston producerat bränsle). Tidigare studier kring förbränning av rörflensbriketter har dels varit av mer grundläggande karaktär och där pannor speciellt designade för svårare askrika bränslen har använts Vid introduktion av ett nytt bränsle som rörflen på värmemarknaden är det viktigt att även klargöra bränslets förutsättningar att utnyttjas i befintliga mindre och mellanstora värmeanläggningar (50 kw-5 MW). Mål Målet med projektet är att öka kunskapen hur briketter av rörflen kan öka i användning i befintliga värmecentraler. Resultat I denna studie analyseras förutsättningarna att använda bränslemixar av rörflensbriketter i två befintliga värmecentraler. I studien analyseras också förutsättningarna att använda rörflen i en briketteringspress av typ skruvpress. I en 500 kw trapprosterpanna (äldre modell Osby Parca) vid Ökna Naturbruksgymnasium utfördes tester med blandningar av rörflensbriketter och träbriketter. Det andra testet utfördes i en 60 kw undermatad rosterpanna (model Catfire) för spannmål vid Gullberg lantbruk utanför Kungälv. Vid detta försök användes 100 % rörflensbriketter från den polska skruvpressen. Våra resultat i denna studie visar att rörflen fungerar som råvara i den polska skruvpress, model BS 210 utvecklad av Asket för brikettering av halm. Justering och tester krävs dock för att få en något högre volymvikt. Vid försöken vid Ökna skolan krävdes viss ombyggnad av asksystemet för att kunna hantera den ökade askmängden som en inblandning av 20 % rörflen innebar då askhalten ökade från ca 0,3 % till 2 %. Efter ombyggnad av asksystem fungerade förbränningen relativt bra. Resultaten visar dock ostabila förhållanden, framförallt för träbriketter under fullast. Trapprostrets slag resulterar i bl.a. höga CO-toppar, en effekt som minska under dellast samt vid inblandning av rörflen.

150 Medelvärdet för NOx ökar däremot vid inblandning av rörflen då halten kväve i bränslet ökar. Analys av askan visar innehåll av sintrade bitar men låga oförbränthalter. Analys av askans asksmälttemperatur visar att den initiala asksmälttemperaturen för en mixad aska av trä och rörflen har en lägre initial smälttemperatur än vad ren rörflensaska har oc respektive 1420 oc. Resultaten från Gullberga lantbruk med 100 % rörflensbriketter fungerade utan problem med relativt stabila förbränningsförhållanden och låga CO och stofthalter men ökade NOx-halter. Till skillnad mot anläggningen vid Ökna skolan är tekniken anpassad för askrika bränslen och eldas normalt med spannmål. Justering av askskrapan krävdes dock för att kunna hantera den ökade askvolymen. Detta resulterade i höga oförbränthalter i askan vilket tyder på att justering och långtidstester krävs för att hitta optimala förhållanden. Återstående arbete Större enskilda pannor exempelvis installerade i lantbruk eller i närvärmeanläggningar kan med logistiska fördelar baseras på lokalt tillgängliga bränslen såsom rörflen i en betydligt större omfattning än idag. Utsläpp av CO och kolväten på grund av ofullständig förbränning borde inte utgöra några problem med dagens teknik. Däremot blir styrning för bränsle och lufttillförsel allt viktigare om bränslen med varierande askhalt, partikelstorlek och fukthalt mm matas in. Däremot ökar utsläpp av framförallt NOx. Anläggningar med kapaciteter 500 kw har idag inte ekonomiska möjlighet att installera sekundära NOx reduktionsåtgärder utan får förlita sig till primära åtgärder. Det betyder att sensorstyrning kan komma att bli viktigt även för att minska NOx då kväverika bränslen används. Pannorna måste dessutom ha ett effektivt och driftsäkert system för askutmatning även då delar av askan kan ha sintrat. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kan få en tillämpning för gemene man omedelbart Avnämare Projektet grupperas på följande sätt: - Primär användare: Bränsle- och eller bränslehanteringsleverantör - Teknikområde: Bränslekedjan - Användningsområde: Kunskapsuppbyggnad (generell) - Energibärare: Bio

151 Emissioner från småskalig värmeförsörjning med biobränslen Projekt ID: Delprojekt-ID samtliga Total budget (inkl EM) 2678 ksek Projektledare: Christoffer Boman Projektledande organisation: Umeå universitet Övriga deltagande: Energitekniskt centrum i Piteå, SP Sveriges tekniska forskningsinstitut, Lunds universitet, Växjö universitet Kontaktuppgifter Christoffer Boman Energiteknik och termisk processkemi Umeå universitet Umeå Telefon: christoffer.boman@chem.umu.se Bakgrund För att Sverige, parallellt med en ökad introduktion av bioenergi, skall 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, idag med fokus på partikelutsläpp. Detta kan bidra till utveckling av konkurrenskraftig "spetsteknik" och alternativa bränslelösningar med låg miljöpåverkan. Mål Det konkreta första och huvudsakliga målet med projektet är att visa hur förbränningsteknik och bränsle påverkar och emissioner av främst partiklar, men även tungmetaller, PAH, dioxiner och endotoxiner samt hur toxiciteteten påverkas och möjligheter till reduktion. Ny mätteknik appliceras och utvärderas. Resultat Vi har uppnått (tror oss om att uppnå) följande konkreta resultat inom följande två områden; Del 1: Bildning, emission, toxicitet och reducering av hälsopåverkande partikel- och tungmetallutsläpp (3 st delprojekt; A, B, C) och Del 2: Identifiering av förhöjda emissioner och tillämpning av avancerad mätteknik (4 st delprojekt; D, E, F, G). Projekt A: Studien visade att bark och åkergrödor släppte ut mer tungmetaller än ren stamved. Utsläppen av tungmetaller från förbränning av torv och kol (fossila bränslen) var liknande som vid förbränning av bark och åkergrödor. Utsläppen för alla bränslen understeg dock EUs utsläppsvärden för sopförbränning. Projekt B: Resultaten avser illustrera hur karakteristik och potentiell hälsofarlighet av partikelemissioner varierar för ett antal olika tekniker, bränslen och eldningsförhållanden med relevans för dagens och framtida småskaliga värmesystem. Projekt C: - Förbränning av rörflen gav mycket låg emission av partiklar. I huvudsak fina partiklar (< 1µm) främst av alkalisulfater, samt inslag av klor, zink och fosfor.

152 - Förbränning av halm gav betydligt högre utsläpp av partiklar än rörflen. Partiklarna från halmförbränningen var fina och bestod främst av kaliumklorid. - Det finns en potential att minska utsläpp av partiklar genom att tillsätta kaolin. Projekt D: AMS-metoden kan ge unik information om tidsvariationer för emissioner av organiska ämnen i partikelfasen, som visade upp ett mycket kraftigt tidsberoende med de högsta emissionerna i samband med uppstart och efterföljande vedinläggningar. AMSmetoden gav vidare, mer specifikt, en möjlighet att kvantifiera PAH emissioner med hög tidsupplösning. Projekt E: Uppmätta dioxinhalter var med de två testade bränslena (pellets av rörflen resp. vetehalm) och i två driftlägena under eller, i ett fall, strax över vad EU-direktivet för avfallsförbränning maximalt tillåter. Projekt F: Syftar till att bestämma förekomst av mikrobiella ämnen i aerosoler vid hantering/förbränning av biobränslen. Projekt G: Deponering på substrat i den specialdesignade enkla impaktorn fungerar men svårt att undvika avblåsning. Återstående arbete Det som återstår att göra fram till praktisk tillämpning i det dagliga livet är att sammanställa nuvarande kunskap, komplettera denna och omvandla denna till underlag som kan användas/implementeras av myndigheter och industrin. Det behövs såväl mer grundläggande kunskap som syntes och nyttiggörande. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning hos/för gemene man inom 3-10 år. Avnämare Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten är myndigheter som ansvarar för samhällsplanering, energi- och miljöfrågor och tillståndsgivning

153 A Påverkan av bränsle och konstruktionsparametrar på partikel och tungmetallemissioner vid småskalig förbränning av biobränslen Projekt ID: Projektledare: Henrik Wiinikka Projektledande organisation: Energitekniskt centrum i Piteå Övriga deltagande: Delprojekt-ID A Total budget (inkl EM) 1200 ksek Kontaktuppgifter Telefon: henrik@etcpitea.se Bakgrund Det finns få undersökningar tillgängligt som på ett systematiskt sätt kartlägger emissionerna av tungmetaller vid förbränning av biobränslen. Denna information är viktig eftersom man i framtiden kan förvänta sig att EU inför direktiv som reglerar utsläppen av bl a tungmetaller från småskalig av biobränslen på samma sätt som man redan har infört vid sopförbränning. Denna kunskap är särskilt viktig för de minsta förbränningsanläggningarna (pelletsbrännare/kaminer och närvärmeanläggningar) eftersom avancerad rökgasrening sällan tillämpas på dessa anläggningar p g a höga investeringskostnader. För småskaliga anläggningar är det därför viktigt att emissionerna av tungmetaller minimeras redan i förbränningen t ex genom val av bränslen/bränsleblandningar eller driftstrategi för pannan. Mål Målsättningen med detta projekt är att undersöka utsläppen av partiklar och tungmetaller (Sb, As, Cd, Co, Cr, Cu, Pb, Mn, Ni, Tl, V, Hg, och Zn) från småskalig förbränning av biobränslen. Resultat Utsläppen av tungmetaller och partiklar från förbränning 8 olika bränslen (stamved från björk och tall/gran, bark från björk och tall/gran, vetekorn, salix, torv och kol) undersöktes experimentellt i ETC labboratorium. Den experimentella studien visade att bark och åkergrödor släppte ut tungmetaller än rena stamved. Utsläppen av tungmetaller från förbränning av torv och kol (fossila bränslen) var liknande som vid förbränning av bark och åkergrödor. Utsläppen för alla bränslen understeg dock EUs utsläppsvärden för sopförbränning. Återstående arbete Kvar att undersöka är hur toxiciteten förändras för partikelemissioner från optimerad förbränning av biobränslen med olika innehåll av tungmetaller. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning hos/för gemene man mer eller mindre omedelbart.

154 Avnämare Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten är miljö- och/eller tillståndsgivare.

155 B Inverkan av förbränningsteknik och bränsle på hälsofarligheten av partikelemissioner från småskalig biobränsleeldning Projekt ID: Delprojekt-ID B Projektledare: Bertil Forsberg Projektledande organisation: Umeå universitet Övriga deltagande: Lennart Jonsson, Lars Modig, Helen Bertilsson m fl Kontaktuppgifter Telefon: Total budget (inkl EM) 1900 ksek bertil.forsberg@envmed.umu.se Bakgrund Anledningen till att projektet genomförts är kunskaperna om belastningen på luften och vedeldningens effekter i samhällen med många pannor och kaminer är dåliga. Det (SAKNAS) därmed underlag att beräkna vilka hälsokonsekvenserna väntas bli vid utbyte av gammal teknik eller tillkomst av fler anläggningar. Kunskapsbristen beror främst på att inga studier av långtidsexponeringens effekter har utförts i Sverige eller våra grannläder. Mål Det konkreta första och huvudsakliga målet med projektet är att skapa förutsättningar för att studera långtidseffekterna på hälsan av utsläpp från småskalig vedeldning i befintliga anläggningar. Konkret ska projektet skapa en plattform för en stor studie angående vedröksemissionernas långtidseffekter med lungcancer, hjärtsjukdom och förtida död i fokus. Projektets pilotstudie ska användas för att kunna finansiera en stor studie med forskningsanslag från Sverige, Norden eller EU. Denna stora studie skall sedan kunna möjliggöra riskbedömningar och konsekvensanalyser som inte ifrågasätts mot bakgrund av kunskapsluckor kring de allvarliga hälsoriskerna. Resultat Vi har uppnått syftet att skapa en tillräckligt stor exponeringsdatabas som täcker i stort sett hela Västerbottens län, där det samtidigt finns en stor befolkningskohort med kliniska data, vilket ger goda möjligheter för de önskvärda studierna. Databasen bygger på information från sotningsföretagen som har geokodats. Återstående arbete Det som återstår att göra fram till praktisk tillämpning är att marknadsföra resursen och finna forskningsmedel för att genomföra fullskalestudier av hälsoeffekter. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning hos/för gemene man inom ett par år. Avnämare Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten är miljöansvariga och tillståndsgivare.

156

157 C Partiklar från askrika biobränslen Projekt ID: Delprojekt-ID C Projektledare: Linda Bäfver Projektledande organisation: SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Övriga deltagande: Sonnys Maskiner Kontaktuppgifter Telefon: Total budget (inkl EM) 1000 ksek linda.bafver@sp.se Bakgrund Bakgrund till att projektet genomförts är att Sverige har miljömål som sätter gräns för hur mycket partiklar det får finnas i uteluften och på många platser är det redan idag är det svårt att nå detta miljömål. Småskalig förbränning är en av de största källorna till partiklar i luften. Partikelhalterna i luften riskerar att förvärras vid ökad användning av nya biobränslen med högre askhalt. Projekt Partiklar från förbränning av askrika bränslen är en del av ett större arbete kring emissioner från småskalig förbränning och bidrar särskilt med kunskap kring hur partiklar bildas vid förbränning av askrika bränslen och hur man kan påverka utsläppet m.h.a. additiv. Mål Målet med projektet är att bidra till är att klarlägga mekanismer för aerosolbildning vid förbränning av askrika bränslen. Särskilt fokus ligger på att undersöka möjligheten att minska partikelemissionen med hjälp av att tillsätta additiv och därmed minimera problem med partikelemissioner såväl som bildning av beläggningar med påföljande problem Resultat Både rörflen och halm har höga askhalter, men det undersökta rörflenet gav ej höga partikelutsläpp, medan halm ledde till höga utsläpp. Partikelutsläppet från halm gick att reducera genom att tillsätta kaolin till bränslet, men för hög tillsats gav istället ett ökat partikelutsläpp p.g.a additivet i sig. Vidare kommer projektrapporten innehålla noggrannare studie av partiklar med avseende på massa, antal, storleksfördelningar och kemiskt innehåll. Återstående arbete Slutrapportering. Tidsperspektiv Resultatet att det är möjligt att reducera partikelutsläpp m.h.a. tillförsel av kaolin går att bygga vidare på redan idag. Avnämare De som bedöms ha mest nytta av resultaten är pannanläggningstillverkare och anläggningsägare som vill elda askrika bränslen med lägre partikelutsläpp, samt producenter av pellets eller briketter.

158

159 D Aerosolmasspektrometri (AMS) för karakterisering av partiklar i rökgaser från småskalig eldning av träbränslen Projekt ID: Delprojekt-ID D Total budget (inkl EM) 700 ksek Projektledare: Joakim Pagels Projektledande organisation: Ergonomi & Aerosolteknologi, Lunds Tekniska Högskola Övriga deltagande: Christoffer Boman och Robin Nyström Umeå Universitet, Esbjörn Pettersson Luleå Tekniska Universitet, Henrik Wiinikka ETC-Piteå Kontaktuppgifter Box Lund Telefon: joakim.pagels@design.lth.se Bakgrund Anledningen till att projektet genomförts är att kunskapen om egenskaperna hos nanopartiklar i vedröksemissioner idag är bristfällig. Detta gäller i extra hög grad för variationer i halter och kemisk sammansättning under transienta förbränningsprocesser såsom vedeldning. Det finns ett ökat intresse av partikelemissioner från förbränningskällor i samband med hälso- och klimateffekter från luftföroreningar. Det har under de senaste åren visat sig allt tydligare att partiklarnas kemiska sammansättning och storlek är kontrollerande egenskaper för effekter på både hälsa och klimat. Organiska ämnen i partiklarna (t ex tjära) anses vara av stor vikt för negativa hälsoeffekter från förbränningspartiklar. En grupp av ämnen med stor hälsorelevans är polycykliska aromatiska kolväten (PAH). Det har under de senaste åren utvecklats nya direktvisande kraftfulla tekniker för karakterisering av partiklar. Ett exempel på ett sådant instrument som idag motsvarar stateof-the-art inom partikelforskningen är aerosol masspektrometern (AMS) som möjliggör kvantitativ direktvisande analys av partiklars sammansättning och storlek med hög tidsupplösning. Mål Det konkreta första och huvudsakliga målet med detta begränsade projekt var att undersöka tillämpbarheten för AMS-instrumentet för studier av emissioner från en vedkamin, en pelletspanna och en pelletsreaktor. Det visade sig att AMS-metoden kan ge unik, högt tidsupplöst information om hur koncentration och sammansättning av den organiska aerosolen och PAH:er varierar som funktion av eldningsförhållanden och förbränningscykel. Resultat Vi har uppnått följande konkreta resultat: De organiska partikelemissionerna visar upp ett mycket kraftigt tidsberoende. Detta är fullständigt ny information som missas med konventionell filterprovtagning. De högsta emissionerna av organiska ämnen erhölls i samband med uppstart (d v s kallstart med tändbrasa) och efterföljande vedinläggningar. AMS-metoden möjliggjorde också tidsupplöst bestämning av PAH emissioner i partikelfasen. Förvånansvärt höga PAH-emissioner identifierades vid eldning med stora vedsatser med torr (14%) ved. Detta ledde till en intensiv förbränning där hela vedmagasinet antänds, så kallad övertändning, med en hög effekt på kaminen som följd. Förbränningen skedde vid relativt hög temperatur men med ett luftunderskott, d v s syrebrist i slutförbränningssteget. Detta

160 illustrerar att uppfattningen om att torr ved alltid är det bästa ur förbränningssynpunkt inte nödvändigtvis är korrekt i alla lägen. Det är möjligt att en betydande andel av PAHemissionerna till utomhusluften sker genom bildning vid förbränning under sådana förhållanden. Mätningar på en modern pelletspanna visade att de organiska emissionerna (inklusive PAH) i partikelfasen var mkt låga. Återstående arbete Det som återstår att göra fram till praktisk tillämpning i det dagliga livet är studier i vedpannor samt i vedkaminer av annan typ för att kunna generalisera kunskapen från detta pilotprojekt. Under hösten 2010 uppgraderas vårt AMS instrument för att möjliggöra liknande tidsupplösta studier av sot och metaller. Applicering av sådan teknik i småskalig vedeldning samt en bättre förståelse av vilka kemiska komponenter som är associerade med hälsoeffekter från partiklar bör kunna ge effektiva styrmedel för en minimering av miljö och hälsopåverkan från emissioner från småskalig vedeldning. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning för gemene man inom 3 år om möjlighet ges för kompletterande studier enl. ovan. Avnämare Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten är miljö- och tillståndsgivare. En förbättrad kunskap om vilka förbränningsmoment och förbränningsförhållanden som ger upphov till förhöjda halter av organiska partiklar och PAH:er kan även främja pannanläggningstillverkare i Sverige. Ämnet är av stor vikt eftersom PAH:er är en av nyckelkomponenterna för att förstå partiklars påverkan på hälsan.

161 E Minimering av dioxinbildning Projekt ID: Delprojekt-ID E Projektledare: Marie Rönnbäck Projektledande organisation: SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Övriga deltagande: Sonnys Maskiner AB Kontaktuppgifter Telefon: Total budget (inkl EM) 975 ksek marie.ronnback@sp.se Bakgrund Dioxiner är ett samlingsnamn för en grupp ämnen som bildas oavsiktligt vid mer eller mindre alla högtemperaturprocesser där klor finns närvarande. Den bildade mängden är oftast liten, men eftersom vissa dioxiner är mycket giftiga måste utsläpp av dioxiner i miljön begränsas. Förutom närvaro av klor påverkas dioxinbildningen bl.a. av halten av oförbrända ämnen i rökgasen, vissa metaller och svavel. Modern eldning av träpellets anses inte utgöra någon fara för hälsa eller miljö. Om bränslen med högre askhalt än rent trä eldas småskaligt finns en risk att förbränningen försämras om utrustningen inte anpassas för bränslet. Detta medför högre halter av oförbrända ämnen som kolväten och kolmonoxid i rökgaserna. Finns det dessutom klor närvarande finns en ökad risk för bildning och utsläpp av dioxiner. Småskalig utrustning eldas dessutom inte kontinuerligt utan har längre eller kortare perioder av låglast och/eller stillestånd vilket, beroende på teknik, kan ge höga halter av oförbrända ämnen. Mål Målet med detta projekt var att förbättra kunskapen om dixoinutsläpp vid småskalig förbränning av ask- och klorrika pellets. Resultat Som bränslen valdes rörflen och halm därför att de har en potential som råvara för pelletering; rörflen som odlat energigräs och halm som restprodukt från spannmålsodling. Mätningarna genomfördes i en 65 kw stokermatad panna vid nominell drift respektive vid underhållsfyr. Vid mätningarna mättes emissionen av dioxiner och förbränningsparametrar halterna av koldioxid, kolmonoxid, kolväten and syre samt effekt och rökgastemperatur. Uppmätta dioxinhalter är med båda bränslena och i båda driftlägena relativt låga. För båda bränslena var vid driftsläget dioxinhalten 0,039 I-PCDD/F-TEQ12, ng/nm 3 vid 10 % O 2. Vid underhållsfyr var dioxinhalten för halm 0,107 och för rörflen 0,008 I-PCDD/F-TEQ, ng/nm 3 vid 10 % O 2. Dessa värden kan jämföras med EU-direktivet för avfallsförbränning där rökgaskoncentrationen maximalt får vara 0,1 ng/nm3 vid 10 % O Dioxiner är summan av polyklorerade dibenso-para-dioxiner (PCDD) och polyklorerade dibensofuraner (PCDF), uttryckt i toxinekvivalenter enligt Världshälsoorganisationen (WHO) med användning av de av WHO fastställda TEF (toxic equivalency factors, 1997)

162 Återstående arbete Mätningar från två bränslen vid två driftsfall ger dock inte ett tillräckligt underlag för att helt friskriva småskalig förbränning av ask- och klorrika bränslen från dioxinutsläpp. Erfarenheten av dioxinbildning vid småskalig eldning är liten. Tidigare mätningar vid förbränning av träpellets och havre visade låga halter då förbränningsförhållandena var goda och högre halter vid sämre förbränningsförhållandena. Detta samband bekräftades delvis i detta projekt. Resultaten indikerar tillsammans att vissa bränslen och förbränningsförhållanden kan leda till dixoinutsläpp som inte är försumbara. Det indikerar också att utsläppen av dioxiner kan bli mycket låga förutsatt att tekniken är rätt utformad och rätt driftstrategi tillämpas. Det är därför av fortsatt intresse att öka kunskapen om dioxinbildning vid småskalig förbränning. För att minimera framtida dioxinutsläpp vid småskalig eldning av ask- och klorrika bränslen föreslås: - en litteraturgenomgång där internationella erfarenheter sammanfattas och där de viktigaste mekanismerna och parametrarna för bildning av dioxiner vid småskalig eldning med ask- och klorrika bränslen sammanställs, - en kartläggning beträffande förväntad sammansättning av möjliga framtida bränslen, - en sammanställning avseende viktiga parametrar (uppehållstid, temperatur etc) för tillgänglig förbränningsteknik, - förslag till riktlinjer för design och drift av anläggningar som skall eldas med askrika och klorinnehållande bränslen. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kan få en tillämpning för gemene man omedelbart, på så vis att den som vill minimera typer av dioxinutsläpp undviker att elda klorrika bränslen småskaligt. Avnämare Den som i första han kan nyttiggöra resultaten är tillverkare av förbränningsutrustning.

163 F Endotoxin i rökpartiklar från förbränning av biobränslen Projekt ID: P Delprojekt-ID F Projektledare: Lennart Larsson Projektledande organisation: Lunds universitet Övriga deltagande: Umeå Universitet Kontaktuppgifter: Telefon: Total budget kr lennart.larsson@med.lu.se Bakgrund Naturligt förekommande mikroorganismer i miljön koloniserar råvaror till biobränslen som därigenom kommer att innehålla olika mikrobiella ämnen. Huruvida dylika ämnen kan återfinnas även i rökpartiklar från eldning med sådana bränslen är en relevant frågeställning i ljuset av kunskapen att cigarettrök visats innehålla mikrobiella substanser såsom lipopolysackarid (LPS, endotoxin) från Gramnegativa bakterier samt ergosterol från mögelsvamp. Det är sedan tidigare känt att förhöjda koncentrationer av dessa ämnen i inomhusmiljöer sammanfaller med en ökning av astmatikers hälsobesvär. Mål Målet var att under kontrollerade förhållanden undersöka eventuell förekomst av LPS och ergosterol i ved samt i vedrök samt att söka relatera mängderna av dessa substanser i röken med mängderna i oeldad ved. Avsikten var att få en indikation på i vilka förbränningssituationer dessa substanser bryts ned termiskt och när emissioner till inomhusoch utomhusluft riskeras. Ved samt vedrökspartiklar, uppsamlade på filter, analyserades med en masspektrometribaserad metod som tidigare utvecklats vid Lunds Universitet. I denna metod utnyttjas ergosterol som en markör för svampbiomassa samt 3-hydroxylerade fettsyror av kolatomer såsom markörer för LPS. Analysmetoderna har beskrivits i detalj i ett stort antal separata publikationer. Resultat Mängderna ergosterol i nyhuggen eller lagrad ved utan synbarligt mikrobiellt angrepp var pg/mg medan ved med synbarligen kraftigt mögelangrepp innehöll pg/mg. Mängden LPS skiljde sig däremot inte mycket åt mellan de olika proven ( pmol/mg). Mängderna av såväl LPS som ergosterol i rökpartiklarna var i de flesta fall mycket låga, i många fall kring detektionsgränsen. Emissionerna då möglig ved eldat vid låg effekt innehöll dock betydligt högre halter av ergosterol och LPS än vid övriga förhållanden tex då ved utan synligt mögel eldats vid hög effekt (3720 v. 290 pg ergosterol/mg samt 14,0 v. 1,9 pmol LPS/mg). Tidsperspektiv Ytterligare studier behövs innan resultaten kan komma att få praktisk tillämpning. Avnämare Miljö- och /eller tillståndsgivare, branschen, forskare.

164

165 G Kaskadimpaktor för storleksfraktionerad karakterisering av partiklar i rökgaser Projekt ID: P Delprojekt-ID G Projektledare: Michael Strand Projektledande organisation: Linnéuniversitetet Övriga deltagande: Kontaktuppgifter: Telefon: Total budget (inkl EM) 0.1 MSEK michael.strand@lnu.se Bakgrund Totalfilter med isokinetisk provtagning används rutinmässigt för massbestämning av PM i samband med t.ex. prestandaprov. För att åstadkomma en storleksfraktionerad provtagning används vanligen någon form av kaskadimpaktor, där partiklar av olika storlek avskiljs av genom sin tröghet (impaktion) i flera steg. De instrument som finns tillgängliga kommersiellt är inte väl anpassade för de provtagningsbehov som finns vid fältmätningar i förbränningsanläggningar. Brister är bl.a. att de inte kan föras in genom standarduttag och alltså måste förvärmas externt och att endast mycket små provmängder på respektive impaktorsteg kan åstadkommas vilket medför att utvägning av prover kräver särskilt känsliga vågar. Mål Syftet med projektet har varit att undersöka möjligheterna att realisera en ny utrustning för förenklad partikelstorleksfraktionerad stoftprovtagning i närvärmeanläggningar. Utrustningen skall möjliggöra provtagning och karakterisering av partiklar med olika storlek på ett betydligt enklare, snabbare och mera tillförlitligt sätt än vad som är möjligt med de instrument som finns tillgängliga idag. Utrustningen förväntas bli ett värdefullt hjälpmedel för rutinmässiga stoftmätningar och vid utveckling av nya pannor och reningstekniker. Resultat Två impaktorkoncept har realiserat och undersökts genom provtagning av KCl-partiklar genererade genom atomisering av KCl-lösning. Det första konceptet baserar sig på ett impaktorsteg med spaltformat munstycke och roterande trumma. Besiktning under provtagning visade att en tunn och relativt stabil kam av material deponerades under spaltmunstycket. Då trumman roterades blåstes emellertid materialet bort. Det andra konceptet baseras på ett impaktorsteg som tillåter att stora mängder deponerat material samlas i en behållare där det inte kan ryckas med av gasströmmen. Impaktorsteget kombinerades med en förcyklon och ett stoftfilter. Systemet har provats med lovande resultat. Optimering av det senare impaktorkoncept pågår och kommer att fullföljas utanför ramarna för föreliggande projekt. Tidsperspektiv Ett färdigutvecklat prototyp av instrument bör finnas tillgängligt inom något år. Avnämare Alla som önskar en enkel metod för storleksfraktionerad stoftprovtagning i rökgaser.

166

167 BC Styckeved för småskalig eldning Projekt ID: Delprojekt-ID B C Projektledare: Jan Erik Mattsson Projektledande organisation: Sveriges Lantbruksuniversitet (SLU) Övriga deltagande: Högskolan Dalarna, ETC, SP, Ved & Sol, Baxi Kontaktuppgifter: Telefon: Total budget (inkl EM) 1450 ksek jan.erik.mattson@ltj.slu.se Bakgrund Styckeved, även benämnt Knubbved, är en intressant bränslestorlek med flera potentiella fördelar. Exempel på sådana skulle kunna vara: - Sönderdelning av knubbved kräver mindre energi än sönderdelning av flis - Knubbved kan hanteras ungefär som flis - Knubbved självtorkar snabbare än flis vilket ger mindre risk för mögel - Knubbved är billigare än pellets Att knubbved ej slagit igenom redan beror förmodligen på att det (SAKNAS) utrustning för automatisk eldning i liten skala samt att priset på pellets varit relativt lågt fram tills nyligen. Det har saknats resultat för emissioner vid småskalig eldning av knubbved. Hela systemkedjan, från sönderdelning till eldning med automatisk inmatning behöver utvärderas och utvecklas. Mål Syftet är att utvärdera befintlig utrustning för småskalig produktion, torkning, lagring, hantering, matning och eldning av mm lång styckeved (knubbved) och att identifiera tekniska lösningar som behöver utvecklas. Ett delmål var att studera om styckeved/knubbved kan eldas satsvis i konventionell vedpanna eller genom automatisk inmatning. Ett annat delmål har varit att analysera ett helt system för produktion, lagring, torkning, distribution och eldning av knubbved i liten skala. Resultat Sammanfattningsvis så vet vi nu att knubbved torkar bra under lagring utomhus, men kan återfuktas om den inte får någon form av regnskydd, att det går att elda knubbved, dels i konventionella vedpannor, dels i panna avsedd för automatisk eldning av biobränsle med mindre bitstorlek än knubbved. För att resultaten ska få genomslag krävs dels att entreprenörer satsar på tillverkning och leverans av knubbved, t ex i storsäck, dels att eldningsinstruktioner eller styrprogram för konventionella vedpannor anpassas till knubbved. För en automatisk matning och eldning av knubbved i pannor under 50 kw kan det dessutom krävas vissa modifieringar av matarskruv och eldstadsutrymme, särskilt för eldning vid låg effekt.

168 Återstående arbete I själva projektet återstår färdigställandet av slutrapporten. Angelägen fortsatt FoU är dels att i demoprojekt producera, leverera och använda knubbved i panncentraler eller närvärmeverk i storlek 0,3-5 MW som nu eldar (eller kan elda) briketter, dels att utreda de frågetecken som finns kring hantering av knubbved i villaskala från det att den har levererats hos kund till dess att den har fyllts eller matats in i pannan. Även om knubbveden levereras och lagras hos kund i storsäck eller nätbehållare, så återstår det att förflytta veden till och in i pannan eller bränslebehållaren som är ansluten till en automatiskt matad panna. För panncentraler som nu eldas med briketter kan man vid leverans tömma knubbveden direkt i bränslefickan. På mindre gårdar kan t ex en frontmonterad skopa användas, men det är inget alternativ för villor. Där finns inga självklara alternativ till att använda skyffel, grep eller hink. Detta moment är det som det återstår att finna en bekvämare lösning för än hantering för hand. Tidsperspektiv Vidare FoU behövs kring hanteringen av knubbved hos villaägaren. När denna FoU är genomförd och konkreta lösningar finns på plats kan projekt, antingen på kommersiell eller halvkommersiell basis starta inom några år. Det förutsätter intresse och involvering av intressenter från hela kedjan (bränsleleverantörer, leverantörer av transportörer, kunder, tillverkare av pannor, inmatningsutrustning och bulkhanteringsutrustning). Avnämare Anvämare för detta projekt är aktörer i alla led i kedjan dvs bränsleleverantörer, tillverkare av sönderdelningsutrustning, panntillverkare och tillverkare av övrig utrustning.

169 Integrerad pelletsenhet Projekt ID: Projektledare: Erik Andersson Projektledande organisation: Effecta Energy Solutions Övriga deltagande: Kontaktuppgifter: Delprojekt-ID Telefon: Total budget (inkl EM) 4764 ksek Bakgrund Anledningen till att projektet genomförts är för att utveckla ett integrerat pelletssystem som kan monteras i en mer steril miljö som t.ex. en tvättstuga. Detta möjliggörs genom att utveckling av en förbränning som klarar ojämn pelletskvalitet, samtidigt som underhåll och påfyllning sker automatiskt. Mål Det konkreta och huvudsakliga målet med projektet är att utveckla integrerat pelletssystem. Målet är att göra detta så nära skötselfritt som möjligt och bli ett mer tilltalande alternativ än eldrivna värmepumpar som dominerar marknaden idag. - Pelletspanna med minimal skötsel. - Förbränning som är självrengörande och unik. - Förbränning som är mindre/okänslig för sämre pellets. - Styrsystem med möjlig lambdastyrning, och enkel övervakning med fjärrdisplay. - Utveckla ett system så att man slipper manuell påfyllning av pellets. - Reducerade utsläpp under de ställda krav som finns på den Svenska och Europa marknaden. Resultat Vi har uppnått följande: - Pelletspannan kräver manuell tömning 1-3 gånger per år. Beroende på hushållets energibehov. - Pelletspannans rengöring sker genom en roterande axel genom förbränningszonen. Samtidigt som förbränningszonen rengörs lyfts även turbulatorer i konvektionspaketet och rengörs samtidigt. - Förbränningen klarar att förbränna pellets som är långt sämre än satta standarder. - Elektroniken kommer att styra hela husets energisystem. - Ett system med vakuumtransport finns kopplat till pannan så att pellets inte behöver fyllas manuellt. Systemet kan kopplas till ett förråd max 30 meter från pannan. - Miljövärden håller under dagens kravnivå. Förändringar sker dock hela tiden på kraven.

170 Återstående arbete Vad återstår att göra fram till praktisk tillämpning i det dagliga livet. Det krävs långtidstester i verkliga i tvättstugor/pannrum. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning hos/för man inom månader. Avnämare Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten. - Villaägare med vattenburen värme som skall investera i en ny värmepanna eller värmepump. - Hustillverkare som vill ha ett mer flexibelt och miljövänligt alternativ till dagens frånluftsvärmepumpar. - Exportmarknaden i Europa där efterfrågan har blivit långt större än den Svenska marknaden.

171 Småskalig pelletanvändning i Chile Projekt ID: Projektledare: Frank Fiedler Projektledande organisation: Högskolan i Dalarna Övriga deltagande: Delprojekt-ID Total budget (inkl EM) 89 ksek Kontaktuppgifter Högskolan i Dalarna Selma Lagerlöfsplatsen Falun: Telefon: ffi@du.se Bakgrund Energisituationen i Chile är idag sådan att man är starkt beroende av energiimporter från Argentina. Det finns ett ökat intresse för att konvertera värmesystem till pelletseldning i Chile. Forskare vid Universitet San Sebastian har blivit mycket intresserade i sol- och pelletsuppvärmningsystem som har utvecklats vid Centrum för Solenergiforkning SERC på Högskolan Dalarna. Chile har mycket skog och riklig tillgång till sol, vilket gör att kombinationen sol och pelletsuppvärmning bedöms kunna vara lämplig för Chile. Än så länge finns i Chile bara några få tillverkare av pelleteldningsutrustning. Tekniken och tillverkare finns i Sverige och ett utökat samarbete mellan chilenska och svenska aktörer skulle vara en chans för svenska företag att komma in i en ny marknad, i första hand i Chile, men på sikt i hela Latinamerika. Mål I denna förstudie undersökas vilka förutsättningar finns för pelletvärmesystem och solvärmesystem och om marknaden kan vara intressant för svenska företag som tillverkar värmesystem. Studien har tre huvudfrågeställningar; 1) Vilken kvalitet och storlek har lokal producerat träpellets i Chile och är de lämpliga för svenska pelletpannor och -kaminer? 2) Vilka typer och antal bostäder finns i Chile som kan konverteras till kombinerade soloch pelletvärmesystem eller enbart pelletvärmesystem? 3) Vilka kostnadsnivåer finns för småskaliga uppvärmningssystem och kan svenska pelletvärmesystem vara ekonomisk konkurrenskraftig i Chile. Förstudien ska ge svar på frågan om svenska pelletvärmesystem och/eller komponenter passar i det större sammanarbetsprojektet som planeras, eller om Chile ska satsa på en egen utveckling av solvärme och pelletsystem. Resultat I Chile identifierades tre företag som producerar träpellets. Sammanlagd produktionskapacitet är c:a ton/år. Testrapporter för tre typer av pellets tillverkade av två företag fanns tillgängliga. En av produkterna användes främst i industriella anläggningar. Av de övriga från företaget Ecopellets hade kvalitet premium en askhalt som är något högre (0,87 %) än för SS klass 1 pellets. Askhalten i kvalitet normal är c.a fyra gånger högre. Finfraktionen i kvalitet premium är c:a 5% vilket högre än för pellets som används småskaligt i Sverige. Diametern är 6,4 7,9 mm vilket är något mindre än de flesta pellets i

172 Sverige, där diametern är 8 mm. För att bedöma hur pellets producerade i Chile fungerar med svensk utrustning måste eldningsförsök utföras. Bristfällig statistik gör det omöjligt att uppskatta potentialen för småskaliga värmesystem i villor i Chile. De flesta bostadshusen uppges sakna vattenburet uppvärmningssystem och många hus saknar helt uppvärmningssystem. De flesta uppvärmda bostadshusen utnyttjar ved som bränsle. Enligt uppgift används årligen c.a 5,8 miljoner ton torr ved varav 2/3 i vedkamin, kakelugn, öppen spis eller köksspis. I storstadsområden används ibland gas eller el för uppvärmning. Vedeldning i storstadsområden har förbjudits av miljöskäl. Regeringen stöder enligt uppgift övergång till pelletseldning. Kombinerad pellets- och soluppvärmning som förutsätter vattenburet värmesystem bedöms inte vara intressant i Chile. Enkla kompakta solvärmesystem för tappvarmvatten med integrerad tank som man tillverkar i China och i flera sydeuropeiska länder skulle dock kunna vara lämpliga för Chile. I Chile finns en tillverkare av pelletkaminer, företaget BOSCA. Uppgifter om priser gick inte att få fram. Inte heller priser för importerade pelletskaminer var tillgängliga. Enkla vedkaminer som är mycket vanligt kan man köpa för USD. Pelletspriset motsvarar drygt 200 kr/mwh. Pelletseldning bedöms som intressant om kaminen kostar högst kr. Återstående arbete Prov med Chilensk pellets i svensk utrustning krävs för att bedöma om det finns risk för driftproblem. Kostnadsnivån för svenska pelletskaminer måste antagligen sänkas om produkterna skall kunna säljas i Chile. Tidsperspektiv Projektet var en förstudie och resultaten kan användas direkt för en preliminär bedömning av om Chile utgör en intressant marknad för svenska pelletspannor och kaminer. Avnämare Primära användare av resultaten av studien är svenska leverantörer av pelletspannor och kaminer.

173 B Utveckling av förbränningsteknik för biobränslen vid externeldning av gasturbin för småskalig kraftvärme Etapp 1: Överföring av alkaliföreningar till produktgasen vid motströmsförgasning Etapp 2: Överföring av alkaliföreningar till rökgaserna vid direktförbränning av biomassa i rosteranläggning (< 300 kw) och beläggnings-/korrosionsstudier i efterföljande enrörsvärmeväxlare Projekt ID: Delprojekt-ID B Projektledare: Marcus Öhman Projektledande organisation: Avd för Energiteknik, Luleå Tekniska Universitet Övriga deltagande: Total budget (inkl EM) 1593 ksek Kontaktuppgifter Telefon: marcus.ohman@ltu.se Bakgrund Anledningen till att projektet genomförts är strävan att öka andelen förnybar primärenergi för elgenerering vilket innebär att även utnyttjande av biobränslebaserad kraftvärme med värmeunderlag på närvärmenivå (300 kwv 2 MWv) kan komma att bli intressant. I detta kapacitetsområde är den konventionella ångprocessen dyr och ger tämligen lågt elutbyte. Ångprocess med organiskt arbetsmedium (ORC) är ett kommersiellt tillgängligt alternativ men även denna process är dyr. Några anläggningar med förgasning och förbränningsmotor är i drift men för dessa anläggningar är kostnaderna för att åstadkomma en gas med tillräckligt låg tjärhalt för att undvika driftstörningar, ett stort problem. Den relativt höga halten av kalium i biobränsleaskan innebär svårigheter med användning av fasta biobränslen för gasturbindrift. De större pilotanläggningar som byggts (Värnamo och Arbre) var därför försedda med omfattande system för gasrening, som knappast kan försvaras ekonomiskt för mindre anläggningar. Ett alternativ som studeras med gasbränslen, bl a av företaget Compower i Lund, är att utnyttja en process med extern förbränning, där arbetsmediet i gasturbinen är hetluft som erhålles från en högtemperaturvärmeväxlare. Även i denna process kan alkaliföreningarna vid nyttjande av biobränslen väntas orsaka beläggningsproblem då värmeväxlarytorna måste vara väldigt varma ca 1000 C (för att erhålla ett högt elutbyte), men bedömningen är att dessa lättare kan hanteras i en lämpligt utformad värmeväxlare än om de uppträder i turbinen. Mål Den pågående etappen (etapp 2) och den avslutande etappen (etapp 1) inom det pågående programmet bör betraktas som delstudier i ett omfattande projekt (se punkt 2-5 under rubriken Återstående arbete nedan) som syftar till utveckling och demonstration av teknik för en biomassabaserad kraftvärmeprocess med externeldad gasturbin i kapacitetsområdet upp till 2 MW(v).

174 Resultat Vi har uppnått (tror oss om att uppnå) följande konkreta resultat: Utifrån de resultat som vi hittills erhållit gör vi den kvalificerade bedömningen att produktgasen från en optimerad anläggning/process innehåller alkaliföreningar i sådan form att de går att hantera i en efterföljande högtemperatur-värmeväxlare. Återstående arbete Det som återstår att göra fram till praktisk tillämpning i det dagliga livet är: - långtidsförsök där beläggnings-/korrosionsstudier i efterföljande enrörs-värmeväxlare studeras. Detta utförs i höst/förvinter och kommer att rapporteras i det pågående delprojektet. - Processoptimering för kraftvärmeanläggningar med externeldad gasturbin - Konstruktionsstudie för en större pilotanläggning - Uppförande av pilotanläggning - Drift av pilotanläggning med utvärdering av drifterfarenheter (demonstration) Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning hos/för gemene man inom 5-7 år. Avnämare Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten är anläggningstillverkare.

175 Bestämning av verkningsgrad och förlustposter för biobränslepannor metodförbättringar Projekt ID: Delprojekt-ID Projektledare: Lennart Gustavsson Projektledande organisation: SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Övriga deltagande: Enertech AB, Värmebaronen AB Kontaktuppgifter Telefon: Total budget (inkl EM) 824 ksek Bakgrund Allt högre krav ställs på verkningsgraden hos biobränslepannor i vissa länders lagstiftning och/eller incitamentsprogram. Dagens metoder för bestämning av verkningsgrad och framför allt vissa förlustposter är då otillfredsställande i fråga om onoggrannhet och reproducerbarhet. För att kunna optimera pannorna är det därför viktigt för tillverkare, konsumenter och myndigheter att utveckla bättre metoder för att bestämma delförluster och verkningsgrad för biobränslepannor och studera hur olika optimeringsåtgärder påverkar de olika förlusterna. Mål Projektets målsättning är: - Att jämföra olika metoder för att bestämma verkningsgraden och för att beräkna rökgasförlusterna och värdera dessa - Att ta fram relevanta värden på strålnings- och genomströmningsförluster för två typprodukter - Att studera inverkan på verkningsgraden av några möjliga åtgärder för optimering, t.ex. ökning av värmeöverföringen i konvektionsdelen resp. ökning av isoleringsgraden för heta ytor - Att få en bättre uppfattning om vilken mätnoggrannhet som kan uppnås vid bestämning av verkningsgrad. Resultat I slutet av augusti 2010 har följande arbete gjorts: En delrapport över befintliga metoder för bestämning av verkningsgrader där styrkor och svagheter har analyserats är under färdigställande. Uppbyggnad och kalibrering av utrustning (klimatkammare med mätsystem) för experimentell jämförelse av metoder är klar. Samverkan av två tillverkare inledd. Mätningar på pelletpanna i originalutförande slutförd under vecka 33; utvärdering pågår. Denna innefattar bl.a. jämförelse av två metoder för bestämning av strålnings- och konvektionsförluster (klimatkammare och yttemperatur-mätning) samt beräkning av d:o i form av restpost i värmebalans. Preliminär bekräftelse har erhållits på att metoden för bestämning i klimatkammare av strålnings- och konvektionsförluster fungerar i praktiken.

176 Återstående arbete Motsvarande mätningar inkl. utvärdering på vedpanna med rökgasfläkt genomförs. Utvärdering av huvudorsaker till strålnings- och konvektionsförluster för resp. panna görs, och förslag till konstruktiva åtgärder för att minska dessa tas fram. Åtgärderna genomförs på resp. provobjekt och motsvarande mätningar genomförs på de modifierade pannorna. Resultaten utvärderas dels avseende mätmetodens användbarhet, dels avseende de konstruktiva åtgärdernas effekt. En slutrapport sammanställs. Tidsperspektiv Projektet kommer att slutföras före Avnämare Tillverkare av biobränslepannor. Laboratorier som arbetar med produktutveckling och produktverifiering. Myndigheter och märkningsorgan som fastställer produktkrav.

177 Strömningsteknisk modellering och konstruktion av pelletsbrännare och kaminer Projekt ID: Projektledare: Henrik Wiinikka Projektledande organisation: Energitekniskt centrum i Piteå Övriga deltagande: Luleå tekniska universitet Kontaktuppgifter Delprojekt-ID Telefon: Total budget (inkl EM) 4020 ksek henrik@etcpitea.se Bakgrund På samma sätt På samma sätt som småskalig pelletsteknik har ökat markant under det senaste årtiondet har användandet av CFD ökat markant och spridit sig från universiteten och 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 skall 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 konstruktionsoptimeringar av småskaliga pelletsbrännare och kaminer. Mål Målsättningen med detta projekt är att: (i) demonstrera CFD (Computational Fluid Dynamics) som praktiskt verktyg för förbränningsoptimering av småskalig pelletsteknik (brännare och kaminer) och (ii) demonstrera generella konstruktionslösningar för småskalig pelletsteknik (brännare och kaminer) som möjliggör minimal skötsel och estetiskt tilltalande flamma som fortfarande ger låga emissioner. Med hjälp av detta angreppsätt (CFD starkt kopplat till praktisk konstruktion) kan nya pelletsbrännare/kaminer konstrueras som möjliggör: (i) nyttjande av mer askrika pelletskvaliteer; (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). Resultat CFD simuleringar av förbränningen både i en pelletsbrännare och pelletskamin visade att dagens matematiska modeller väl kan prediktera förbränningsprocessen och aerodynamiken. Vi har även visat att automatisk askutmatning för en pelletskamin kan simuleras kvalitativt

178 med CFD. Vidare har CFD använts för att optimera lufttilförseln i primär och sekundärzonen i en pelletsbrännare. Återstående arbete Övertyga pelletsindustrin vilken potential som finns i verktyget CFD så att de börjar att nvändas även vid tillverkning av pelletsbrännare och kaminer. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning hos/för gemene man inom 3 år. Avnämare Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten är pannanläggningstillverkare.

179 Framtida behov och system för småskalig värmeproduktion med biobränslen Projekt ID: Projektledare: Åsa Jonsson Projektledande organisation: IVL Svenska Miljöinstitutet Övriga deltagande: Delprojekt-ID Susanne Paulrud SP och Joakim Lundgren LTH Kontaktuppgifter Telefon: Total budget (inkl EM) 1000 ksek Bakgrund Anledningen till att projektet genomförts är att efterfrågan på biobränslen för uppvärmning förväntas öka som ett led i minskat olje- och elberoende. För den fortsatta planeringen av satsningar på forskning och teknikutveckling inom småskalig värmeproduktion med biobränslen finns det således ett behov av att uppskatta framtida värmebehovet, nuvarande användning av olika biobränslesortiment samt möjliga utvecklingar kring användning av nya biobränsleråvaror. Det finns även ett behov av att klargöra om det framtida småskaliga värmebehovet teknoekonomiskt och miljömässigt kan tillgodoses med utbudet av framtida biobränslen och olika uppvärmningsalternativ. Mål Det övergripande målet med projektet är att bidra till kunskapen om hur den framtida ökande efterfrågan på biobränslen inom småskalig värmeproduktion skall mötas av kostnadseffektiva försörjningssystem, med en acceptabel miljöpåverkan. Resultat Vi har uppnått (tror oss om att uppnå) följande konkreta resultat - En sammanställning av den nuvarande användningen av olika biobränslesortiment i villapannor och mindre värmecentraler (<10 MW). - Identifiering och sammanställning av nya råvaror som på sikt kommer att komplettera nuvarande biobränslesortiment. - Summering och sammanställning av potentialen att öka biobränsleuttaget till år Redovisning av dagens eldningsteknik och miljökrav - Sammanfattning över prestandastatus för dagens biobränslepannor i olika storleksklasser och en diskussion om eventuella utvecklingsbehov av framtida småskaliga biobränslebaserade värmesystem under olika antagna förutsättningar. Där bl.a. följande redovisas Småhus, flerbostadshus och lokaler: Bränslen med lägre kvalitet bör undvikas i småskaliga pannor eftersom förbränningsprocessen är svårare att optimera än i större pannor. Större biobränslepannor har dessutom i dagsläget

180 lättare att ekonomiskt motivera investeringar i sekundära reningstekniker än små pannor, vilket kan få ökad betydelse då dessa bränslen eventuellt börjar användas. Värmecentraler (<500 kw): I detta storlekssegment finns det anledning att tro att biobränslen med lägre kvalitet kan komma att användas i större omfattning i framtiden än idag utan att några större höjningar av el- och bränslepriser inträffar. Anledningen är att dessa pannor ofta är installerade i lantbruk eller i mindre närvärmeanläggningar på landsbygden där åkergrödor eller rester från skog och jordbruk finns lokalt tillgängligt. Dessa bränslen tål inga längre transporter och bör därför användas i närheten av resursen. Dessa anläggningar har inte heller ekonomiska möjligheter att installera sekundära NOxreduktionsåtgärder utan måste förlita sig till primära åtgärder. Det betyder att en lamdasond eller CO-sensor för styrning av lufttillförseln blir extra viktigt då kväverika bränslen används. Värmecentraler (500 kw-10 MW): I anläggningar av denna storleksklass kan de nya biobränsleresurserna potentiellt nyttjas betydligt bättre och effektivare än i de mindre anläggningarna. Större värmeverk lämpar sig bland annat för förbränning av grot och stubbar, men storleksfraktionen på bränslet är dock viktigt även för dessa anläggningar. Utvecklingsmässigt blir det även för större pannor viktigt att ta fram effektiva system för att mata ut aska. Anläggningarna får med fördel vara bränsleflexibla, vilket ställer krav på god styrning av luft- och bränsletillförsel. Ju större pannorna är desto större är chansen att befintliga system för NOx-reduktion kan appliceras, men en framtida utveckling mot kostnadseffektivare system är önskvärt. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning hos/för gemene man inom en snar framtid. Avnämare Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten är andra forskare, Energimyndigheten och Miljömyndigheter (inkl tillståndsgivande myndigheter).

181 Bioagroförbränning av agrara bränslen i småskalig rostpanna Projekt ID: Projektledare: Gert Tarstad Projektledande organisation: Hotab Övriga deltagande: Många Kontaktuppgifter Delprojekt-ID Telefon: Total budget (inkl EM) 3200 ksek info@hotab.se Bakgrund Anledningen till att projektet genomförts är att skapa kontrollerad och miljömässig förbränning av agrara bränslen i småskalig rosterpanna. Mål Det konkreta första och huvudsakliga målet med projektet är projektet ska genomföras efter målen. Resultat Vi har uppnått följande konkreta resultat se konsekvenserna av att skapa långsiktig energi ur en rosterpanna genom förbränningen av dessa svåra bränslen. Återstående arbete Det som återstår att göra fram till praktisk tillämpning i det dagliga livet är Marknadsföra och masstillverka denna utrustningen. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning hos/för gemene lantbrukare inom 5-10 år Avnämare Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten är Lantbrukare

182

183 Kompakt och kostnadseffektivt elektrostatiskt filter för rökgasrening Anpassning till askrika bränslen Projekt ID: Delprojekt-ID Projektledare: Linda Bäfver Projektledande organisation: SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Övriga deltagande: Applied Plasma Physics Kontaktuppgifter Telefon: Total budget (inkl EM) 390 ksek Bakgrund För att kunna elda biobränslen med hög askhalt i små anläggningar (50 kw 4 MW) finns det ett behov av nya billigare rökgasreningsutrustningar. Detta är viktigt för att ökningen av förnyelsebar energi ska ske i samklang med miljömål Frisk luft, vilket begränsar halten av partiklar i uteluften. Målet säger att partikelhalten i utomhusluft ska vara under 35 mikrogram/m³ som dygnsmedelvärde och 20 mikrogram/m³ som årsmedelvärde för partiklar (PM 10 ) från år Idag är erfarenheten från att utnyttja elfilter i liten skala för begränsning av partikelutsläpp mycket begränsad och för askrika bränslen har tekniken inte tidigare studerats. Förutom partiklarnas egenskaper och ökad gashastighet jämfört med tidigare kan rökgassammansättningen vara av betydelse, t ex. skiljer sig fukthalten avsevärt mellan vedeldning och förbränning av torra bränslen som pellets. Anledningen till att rubricerade projektet genomförts är att undersöka avskiljning av partiklar m.h.a. elektrostatiskt filter vid småskalig förbränning av askrika bränslen. Mål Målet med projektet är att bidra till ökad kunskap om elfilter för rökgasrening vid småskalig förbränning. Ett delmål är att det elektrostatiska filtret R_ESP (Residential Electrostatic Precipitator, tillverkare: Applied Plasma Physics) skall avskilja minst 85 % av partiklarna i rökgasen från förbränning av askrika bränslen. Resultat Resultaten visar att tekniken som det elektrostatiska filtret R_ESP är uppbyggd kring fungerar väl för rening av partiklar från effektiv förbränning av de askrika bränslena rörflen och bark. Förbränningsanläggningen kördes vid 20 kw vilket är ett effektområde som till exempel kan förekomma på en gård eller en skola och för en sådan applikation finns prototyper av R_ESP framtagna och skulle kunna testas i fält. För större anläggningar skulle det aktuella elfiltret behöva utvecklas för att rent praktiskt passa på större skorstenar. Det elektrostatiska filtret hade hög stoftavskiljning både med avseende på massa och antal stoftpartiklar. Det avskiljer ultrafina partiklar (< 0,1 μm) särskilt väl och har minimum i avskiljningen i området 0,15 0,40 μm. Resultaten avser i huvudsak antal partiklar, men i det fall stoftavskiljning m a p massa testades var avskiljningen ungefär densamma som för antal partiklar. Ett delmål var att avskilja 85 % av partiklarna. Detta nåddes vid normaldrift av filtret (60 W). När man går ned i effekt för filtret bibehålls en stor del av stoftavskiljningen och var vid 20 W kring 80 %. Till

184 och med vid filtrets lägsta effekt på 4 W uppmättes stoftavskiljning på %. Stoftavskiljning vid dessa låga effekter är positivt för driftsekonomin, vilket är särskilt viktigt vid småskalig förbränning. Det skall till sist noteras att R_ESP inte har den höga stoftavskiljning som kommersiella elektrostatiska filter på stora fjärr- och kraftvärmeanläggningar har, men det är inte heller ändamålet för ett elektrostatiskt filter för småskaliga tillämpningar. I Sverige finns inga krav på stoftutsläpp för anläggningar med effekt upp till 300 kw, medan större anläggningar får tillstånd för varierande stoftutsläpp, bl. a. beroende på placering. Det finns dock krav också på de minsta anläggningarna i andra länder i Europa, t.ex. i Tyskland. Återstående arbete Det elektrostatiska filtret R_ESP är ej kommersiellt tillgängligt idag. För att säkerställa den långsiktiga funktionen skulle fler tester behövas göras och sannolikt också viss förfining av filtret. Om filtret skall användas på närvärmeanläggningar behöver det dessutom skalas upp. Tidsperspektiv Redan idag finns ett behov av kunskap kring elektrostatiska filter för avskiljning av partiklar vid småskalig förbränning, 50 kw upp till några MW, och det utförda projektet bidrar med öppna testresultat för småskalig förbränning av askrika bränslen. När det gäller kommersialisering av det undersökta elektrostatiska filtret R_ESP så borde det ske inom några år, mot bakgrund av stränga krav på partikelutsläpp i flera europeiska länder, välfungerande prototyp och att Applied Plasma Physics har andra produkter på marknaden. Avnämare De som främst har nytta av projektrapporten är tillverkare och återförsäljare av småskaliga förbränningsutrustningar, 50 kw upp till några MW.

185 Krav och lösningar för framtidens pelletsteknik Projekt ID: Delprojekt-ID Projektledare: Susanne Paulrud Projektledande organisation: SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Övriga deltagande: Total budget (inkl EM) 1540 ksek Kontaktuppgifter Telefon: Bakgrund Användningen av pellets vid småskalig uppvärmningen har under flera år vuxit och 2006 nåddes toppnoteringen med ca sålda brännare. Detta sammanföll med det statliga bidraget för konvertering från el och olja till bl.a. biobränsle. Marknaden sjönk emellertid kraftigt 2007 då endast ca 8000 pelletsbrännare såldes. En siffra som ytterligare sjönk för Förutom avsaknaden av konverteringsstödet så finns det två huvudsakliga orsaker för denna kraftiga minskning; de lätta konverteringarna (från olja) är till stor del genomförda, samt svårighet att konkurrera med alternativ som t.ex. värmepumpar. För att pellets ska kunna vara ett konkurrenskraftigt alternativ i framtiden krävs att användningen av pellets blir attraktivt för konsumenten. Lyckas branschen nå detta finns en stor potential för svensk pelletteknik, inte minst i Europa. Mål Det övergripande målet med projektet är att öka den småskaliga användningen av pellet i småhus genom att öka kunskapen hur svensk pelletsteknik kan bli ett mer attraktivt och användarvänligt uppvärmningsalternativ för konsumenter Resultat Projektet har klarlagt husägares användning av olika uppvärmningssystem, attityder till olika värmesystem och dess olika egenskaper. Information om t ex vilka egenskaper som är viktiga för husägares val av uppvärmningssystem, samt vad husägare är beredd att betala för exempelvis minskad skötselinsats eller ett bra serviceavtal. Information som kan prioriteras vid utveckling och marknadsföring av nya produkter. Projektet har även kartlagt marknaden i olika europeiska länder och förutsättningar för att exportera svensk pelletsteknik. Detta arbete har sedan stämts av med svensk industri i en gemensam workshop( ). Resultaten har sedan använts för att studera till början teoretiska koncept som på olikas sätt kan förbättra pelletstekniken utifrån både konsumenters krav och framtida miljökrav. Av studien framgår att marknaden för pellets i småhus i Sverige har stannat av och försäljningen av pelletsteknik kraftigt minskat de senaste 3 åren tillskillnad mot många europeiska länder där försäljning av pelletsteknik har fortsatt att öka. I Sverige har i stället användningen av värmepumpar fått stor genomslagskraft hade ca hälften av landets småhus någon form av värmepump. Det finns dock en marknad i Sverige för pellets, inte minst återinstallation av pelletsteknik som är viktig att bevaka. Ca 31 % av de drygt småhusägare som har en pelletsbrännare/panna idag avser att investera i ett nytt system inom fem år. Det fanns 2009 fortfarande småhusägare med en oljepanna varav 40 % avser

186 att investera i ett nytt värmesystem inom fem år. Av landets småhusägare som har en vedpanna avser 35 % att investera i ett nytt system och det är vedeldarna som framförallt framstår som en grupp som är positiva till pellets. De egenskaper som minst 90 % av småhusägarna tycker är viktiga eller mycket viktiga vid val av ett uppvärmningssystem är driftsäkerhet (liten risk för driftavbrott och fel), ekonomi (investeringen ska ge en besparing), att systemet är lättskött (få timmar per år i arbetsinsats) samt en ren inomhusmiljö (ingen bildning av damm och sot). D.v.s. den genomsnittlige småhusägaren är inte villig att bära småsäck för att fylla på exempelvis en pelletskamin i vardagsrummet, speciellt när ett pelletssystem inte är ett avsevärt billigare alternativ än en värmepump. Exempel på några koncept i studien som har lyfts fram som viktiga för branschen att jobba vidare med är: serviceavtal och fjärrövervakning, nya bulksystem, kombinerade system pellets-sol (ex hälften av installerade pelletssystem i Tyskland 2007, var i kombination med solvärme) samt bättre styr och reglerteknik som sensorer som är stabila, snabba och har lång livslängd och samtidigt billiga. Återstående arbete För att svensk pelletsteknik ska bli mer konkurrenskraftig gentemot andra uppvärmningsformer (exempelvis värmepumpar) bör fler branschföretag satsa på att göra systemen mer driftsäkra tillförlitliga och lättskötta. Bättre serviceavtal måste kunna erbjudas konsumenterna, något branschen gemensamt kan jobba för. Bulksystemen måste utvecklas för att minska skötselinsatsen. I dag är det bara ca 30 % av pelletsanvändarna som har ett bulksystem. Bättre marknadsföring för att nå ut till fler konsumenter. Marknadsföring behövs på övergripande nivå. Marknadsföring ger mer effekt när alla annonserar samtidigt. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kan få en tillämpning för gemene man inom 1-3 år. Avnämare Projektet grupperas på följande sätt: - Primär användare: Pannanläggningstillverkare - Teknikområde: Fastighetspannor - Användningsområde: Teknikutvecklingsunderlag - Energibärare: pellets

187 Solkompatibel pelletskamin Projekt ID: Projektledare: Erik Andersson Projektledande organisation: Effecta Energy Solutions Övriga deltagande: Kontaktuppgifter Delprojekt-ID Telefon: Total budget (inkl EM) 3937 kkr Bakgrund Anledningen till att projektet genomförts är för att utveckla ett pellets/sol system som tilltalar villaägaren med direktverkande el. Vilken idag oftast väljer alternativet värmepump då det (SAKNAS) tilltalande alternativ med låg servicegrad. Mål Det konkreta och huvudsakliga målet med projektet är att utveckla ett pellets/sol system som kan installeras i en villa med t.ex. direktverkande elradiatorer. Målet är att göra detta så nära skötselfritt som möjligt och bli ett mer tilltalande alternativ än eldriven värmepump. - Pelletskamin med minimal skötsel. - Effektiv värmespridning i huset. - Att Bioenergi och sol skall förse hela husets behov av värme och varmvatten. - Förbränning som är självrengörande och unik. - Utveckla ett styrsystem som är centralt för hus, kamin och ackumulator med sol. - Utveckla ett system så att man slipper manuell påfyllning av pellets. - Utveckla en ackumulatortank med förlängd säsong med solenergi. - Stor energibesparing. Resultat Vi har uppnått de flesta ställda mål. - Pelletskaminen kräver minimalt med skötsel. Rengöring sker genom en roterande axel genom förbränningszonen. Samtidigt som förbränningszonen rengörs lyfts även turbulatorer i konvektionspaketet och rengörs samtidigt. - Effektiv värmespridning sker vid en konvertering från elvärme med 1-3 konvektorer vilka styrs från kaminen. - Hela värmebehovet kommer att förses med pellets/solsystemet. - Elektroniken kommer att styra hela husets energisystem från ett enda kretskort sånär som på ett kompletterande kort på ackumulatorn. - Ett system med ett nedgrävt pelletsförråd som innehåller ca kwh har utvecklats. Systemet är kopplat till en vakuumtransport som fyller kaminen vid behov.

188 - Ackumulatortanken har försetts med en invändig spridningstub för snabb tillförsel av varmvatten vilket är ett måste vår och höst där solinstrålningen är lägre men ingen energi till värmesystemet behövs. - Energibesparingen kommer att vara stor om pelletspriset håller sig på en låg nivå. Tyvärr har inte prisutvecklingen varit lika snabb på elvärme som på pellets vilket försämrar kalkylen mot värmepump. Återstående arbete Vad återstår att göra fram till praktisk tillämpning i det dagliga livet. Det krävs långtidstester i verkliga vardagsrum. Tester av ackumulatortank kommer att ske under hösten där vissa förbättringar kan behöva göras av stigarröret t.ex. isolering invändigt för att få snabbare spridning. Designarbete för den kommersiella produkten kommer att vara tidskrävande. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning hos/för man inom månader. Användare Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten. - Villaägare med elradiatorer är idag ca st. De som om vill konvertera bort elvärme men inte har möjlighet till att installera vattenburna element kan konvertera bort all elenergi förutom hushållselen. - Hustillverkare som vill ha ett mer flexibelt och miljövänligt alternativ till dagens frånluftsvärmepumpar.

189 Fjärrövervakning och fjärrstyrning av pelletsenheter Projekt ID: Projektledare: Erik Andersson Projektledande organisation: Effecta Energy Solutions Övriga deltagande: Kontaktuppgifter Delprojekt-ID Telefon: Total budget (inkl EM) 369 ksek Bakgrund Anledningen till att projektet genomförts är för att utveckla ett koncept för energimätning och övervakning av energisystem i villor/fastigheter. Övervakning av energisystemet ger en ökad servicegrad i t.ex. ett biobränslebaserat system då driftstörningar undviks genom att löpande kommunikation ges till användare, installatör och tillverkare. Genom att energimäta värmesystemet kommer även användaren att kunna ändra sitt beteende vad det gäller energianvändning i hushållet. Mål Det konkreta första och huvudsakliga målet med projektet är att modernisera och förbättra de biobränslebaserade system som säljs och finns på marknaden genom övervakning och kommunikation. Våra huvudmål i projektet har varit - Kommunikation med värmepanna. - Energimätning genom flödesmätning. - Automatisk beställning av bränsle till pelletssystem. - Trådlös kommunikation mellan enheter i huset. - Möjlighet till kommunikation genom internet. - Automatiska felrapporter till serviceman. Resultat Vi har uppnått alla uppställda mål i projektet. Ur projektet har även kommit en egen produkt som endast är för beställning av pellets. Produkten kommer att användas av minst en av de största pellets leverantörerna för att kunna erbjuda sina kunder snabbare billigare transporter. Även en vidareutveckling av avläsning för elmätning har skett. I produkten kan man avläsa sin elmätning momentant vilket har upplevts väldigt positivt på pilotenheterna. Återstående arbete Vad återstår att göra fram till praktisk tillämpning i det dagliga livet. De första systemen är beställda för att bli en så nära kommersiell produkt som möjligt. Det kan tänkas att vissa små justeringar kan behövas men ingen större produktutveckling återstår. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning inom 6 månader.

190 Användare - Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten. - Användare av Effectas biopannor och solsystem. - Användare av befintliga biorelaterade system. Dock kommer inte all funktion med kommunikation kunna användas pga. att plattformen för elektronik är olika på de flesta produkter som finns. Energimätning, pellets beställning mm. Kommer dock att finnas. - Hustillverkare har visat stort intresse för produkten eftersom dagens tillverkare av småhus anser att övervakning av husets energisystem har ett högt nyhetsvärde. Uttalat har man svårt att klara ställda energikrav och detta anses vara en produkt som förbättra förutsättningarna. - Tillverkare av bränsle. Den största pelletstillverkaren i Sverige kommer att använda sig av konceptet för att underlätta och förbättra sina leveranser av pellets. Fraktkostnader är en stor del av pelletskostnaden vilken man kommer kunna reducera då logistiken förbättras. Man kan även fylla förråden innan beställning skett och undvika stora överlager som ligger länge på sommaren. Samma intresse borde även finnas hos övriga leverantörer.

191 Bevakning av och deltagande i Lot 15-arbetet inom EcoDesigndirektivet, Projekt ID: Delprojekt-ID Total budget (inkl EM) 305 ksek Projektledare: Lennart Gustavsson Projektledande organisation: SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Övriga deltagande: SBBA (Swedish Heating Boilers and Burners Association), Brasvärmeföreningen Kontaktuppgifter Telefon: lennart.gustavsson@sp.se Bakgrund Det finns ett stort behov hos svenska tillverkare av pannor, brännare och lokaleldstäder att hålla sig uppdaterade om och påverka de kommande kraven för småskalig biobränsleeldad utrustning inom EU. En förstudie av området har genomförts på kommissionens uppdrag, och detta kommer att utmynna i förslag om åtgärder för implementering av EU:s EcoDesigndirektiv för denna produktgrupp. Det är av största vikt för industri och myndigheter att svenska erfarenheter tas tillvara och att specifikt svenska förhållanden beaktas i arbetet. Projektet möjliggör ett aktivt svenskt deltagande i förstudien och i följande implementeringsarbete. Mål Projektet skall se till att svenska tillverkare och myndigheter tidigt informeras om och ges tillfälle att aktivt påverka arbetet med implementering av EcoDesign-direktivet för Solid Fuel Small Combustion Installations. Resultat Arbetet har hittills (aug. 2010) omfattat följande insatser: - Granskning av preliminära och reviderade delrapporter. - Möten med SBBA och Brasvärmeföreningen som förberedelse för Stakeholder s Meeting och skriftliga synpunkter. - Utformning av skriftliga synpunkter till konsultgruppen från svensk industri. Konsultationer för Energimyndigheten. - Deltagande i Stakeholder s meeting (fyra st). - Presentationer av vad som händer inom förstudien vid flera konferenser, branschmöten etc. Återstående arbete På grund av att den preliminära rapport som lämnats till kommissionen av konsultgruppen inte har offentliggjorts, och fortfarande är under behandling där, har inga väsentliga aktiviteter pågått sedan februari Lägesavstämning med konsultgruppen har gjorts vid två tillfällen och kommunicerats med branschen. Då arbetet återupptas förutses följande insatser:

192 Granskning av slutrapport samt förslag till implementeringsåtgärder. Möten med SBBA, Brasvärmeföreningen och Energimyndigheten samt sammanställning och utarbetande av förslag till yttranden från Sverige. Underhandskontakter med konsultgruppen. Eftersom arbetet inom kommissionen är försenat så kommer projektet med all sannolikhet att behöva löpa in på Tidsperspektiv Se ovan. Avnämare Tillverkare av pannor, brännare och lokaleldstäder för biobränsle. Myndigheter och märkningsorgan som fastställer produktkrav. Konsumenter som skall välja produkt. Laboratorier som arbetar med produktutveckling och produktverifiering.

193 Dataprogram för dimensionering av värmesystem i fastigheter Projekt ID: Projektledare: Bengt-Erik Löfgren Projektledande organisation: ÄFAB Övriga deltagande: Delprojekt-ID Total budget (inkl EM) 1580 ksek PellSam ek. för. Länsförsäkringar, R&P Antonsson AB Kontaktuppgifter ÄFAB Lotsgatan LIDKÖPING Telefon: bengt@afabinfo.com Bakgrund Projektet bygger på att vidareutveckla ett redan utvecklat dataprogram, Värmekalkyl, i vilket fastighetens nettoenergibehov kan beräknas. Programmet knyter direkt an till SMHI:s projekt SIMAIR ved och Äfab:s SotData genom att integrera beräkningen av utsläpp Önskemål från branschen var att utveckla Värmekalkyl så att man får ett kraftfullt verktyg för dimensionering av värmesystem i en fastighet, som använder ved- och pelletseldning i kombination med ackumulatortank och solvärme, med avseende på utsläpp och kostnader. Vidare finns ett behov från landets energirådgivare att få ett objektivt hjälpmedel för att använda vid kontakter med såväl konsument som kommunala förvaltningar. Mål Målsättningen med projektet har varit att utveckla ett användarvänligt dataprogram som kan beräkna prestandan för ved-, pellets-, flis- och solvärme. För vedeldning även beräkna lämplig storlek på ackumulatortank utifrån pannans prestanda, och för solvärme hur stor andel av uppvärmningen som kan täckas med solfångare och vad som detta betyder för driftkostnad och utsläpp utsläppen från en fastighet. Vidare ska programmet kunna beräkna- och synliggöra miljöresultat av en åtgärd och även varna för om valda kombinationer innebär risk för sak eller personskada. Resultat Programmet ENERGIKALK 1.0 är nu färdigställt och kan laddas ned från Pell-Sams hemsida. Energirådgivare och PellSams medlemmar får under 2010 och 2011 använda programmet utan kostnad. Programmet ansluter till ÄFAB:s panndatabas som innehåller uppgifter från mer än fabrikat och modeller av eldningsutrustning och SP:s lista över p- märkta solfångare. Den inledande sidan är en värdering av nettoenergibehovet hos aktuell fastighet i förhållande till ett motsvarande typhus som ligger i samma region. Beräkningen baseras bl a på husets ålder, typ av byggnad, antal personer i hushållet, standard på fönster etc och ger en fingervisning om de ingångsvärden vi fått är rimliga. Naturligtvis är det många faktorer som spelar in, och det är omöjligt att ge en exakt bild av verkligheten. Men denna scanning har ändå erfarenhetsmässigt visat sig vara en bra metod då man kanske blir uppmärksam på att man har en högre eller lägre - energiförbrukning än normalt och kan då söka en förklaring till detta innan man går vidare.

194 Programmet kan sedan därefter beräkna vedpannor och ackumulatortankar, pellets och fliseldning och dessutom i kombination med solvärme. Nyttan av solvärmen redovisas månadsvis och emissionerna redovisas per vald produkt som kg/år. Förutom att beräkna energibehov, kostnader, lämplig storkel på utrustning och utsläpp av OGC, CO och stoft finns en funktion där man varnar för olika riskfaktorer som kan uppstå vid valda utrustningskombinationer. Alla beräkningar sparas och kan skrivas ut i rapportform. EnergiKalk 1.0. kommer underhand att byggas ut med moduler för service, ekonomi, offerthantering samt mer djupgående miljödata. Återstående arbete Marknadsföring, marknadsföring och åter marknadsföring. Det hjälper inte att detta hjälpmedel finns och har presenterats i fackpress och på programkonferens. Det behövs en kraftfull marknadsföringsinsats för att få programmet känt. Tidsperspektiv Projektet är avslutat och ENERGIKALK 1.0 finns för omedelbar nedladdning via Tiden fram till en allmän tillämpning av programmet är beroende på marknadsföringsinsatser. Avnämare Programmet skall kunna användas av alla oberoende förkunskaper. Målsättningen är att det skall vara ett populärt hjälpmedel för fackfolk såsom installatörer, energirådgivare, miljöförvaltningar etc. Men det skall även kunna användas direkt av en konsument som vill jämföra olika alternativ lösningar.

195 Testanläggning och utveckling av verktyg för design av värmesystem med solfångare, biobränslepannor och värmepumpar i kombination Projekt ID: Projektledare: Bo Carlsson Projektledande organisation: Delprojekt-ID Total budget (inkl EM) 4000 ksek Institutionen för Naturvetenskap, Linnéuniversitetet Övriga deltagande: Euronom AB, Gila Control System AB, Kalmar Energi, KIFAB, Sustainable Sweden South East, DTU, Högskolan i Gävle Kontaktuppgifter Bo Carlsson Telefon: bo.carlsson@lnu.se Bakgrund Industrier verksamma inom ny energiteknik har genom åren ofta haft möjlighet att bygga upp stor erfarenhet när det gäller att förstå och kunna dimensionera och styra enskilda komponenter i ett värmesystem men anser sig dock sakna tillräcklig systemkunskap för att på bästa sätt kunna dimensionera, optimera och styra de nyare typerna av kombinationsvärmesystem. Vad man saknar är enklare verktyg för att inte bara kunna designa och styra denna typ av system utan också för att kunna beräkna energiprestanda hos dessa och därmed även de ekonomiska förutsättningarna för en presumtiv kund. Mål Projektets mål innefattade därför följande punkter: - Fullskalig testanläggning för olika kombinationsvärmesystem avsedda för uppvärmning av en industrifastighet med ett energibehov av 240 MWh/år och ett maximalt effektbehov av 120 kw. Anläggningen skall möjliggöra test av kombinationsvärmesystem med solfångare, pelletspannor, värmepumpar och ackumulatortankar. Anläggningen skall också kunna användas i demonstrations- och undervisningssyfte. - Mätdata för utvärdering av energiprestanda och samhörande kostnader samt besparingspotential för några systemkoncept med varierande styrstrategier. - Datasimuleringsprogram baserat på TRNSYS för avancerad beräkning av energiprestanda hos testade kombinationsvärmesystem. - Förenklad och mer användarvänlig programvara TRNSED för beräkning av energiprestanda hos aktuella kombinationsvärmesystem. Resultat Anläggningen är nu färdigbyggd och används förutom för forskningsändamål också för uppvärmning av den industribyggnad där testanläggningen finns. Värmelasten består av sex olika delsystem vilka genom användning av biva-lenta shuntar kan justeras individuellt för att möta kraven på värmebehov för de olika dellasterna. Den termiska prestandan för varje värmekälla/ komponent kan löpande utvärderas genom värmeflödes- och temperaturmätningar. Testanlägg-ningen är utrustad med ett webbaserat styr- och

196 övervakningssystem som samlar in mätdata från värmesystemen och de olika värmekällorna. Genom detta webbaserade system ges möjlighet att på distans kunna följa och styra hur inte bara hela systemet fungerar utan också alla dess komponenter i stor detalj. Det webbaserade systemet öppnar därmed helt nya möjligheter att utnyttja testanläggningen också för demonstration och även i samband med distansundervisning. Olika TRNSYS modeller harstuderats och deras lämplighet att beskriva komponenter och hela testsystemet i sin helhet har undersökts. Utgående för detta har sedan mest lämpliga modeller valts ut för fortsatta undersökningar innefattande även modifieringar av valda modeller. Relevanta värden på de parametrar som ingår i de olika modellerna bestäms för närvarande genom mätningar på testanläggningens olika komponenter. Återstående arbete Resultaten från hittills genomförda beräkningar kommer att användas för validering av utvecklade modeller genom att jämföra predikterade och uppmätta prestanda. För att slutligen komma fram till ett användarvänligt simuleringsprogram kommer utvecklade TRNSYS program att omformas till en TRNSED version. Projektet kommer att avslutas genom att guidelines for design av kombinationsvärmesystem utarbetas. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kommer att få en tillämpning för gemene man inom kanske 1 till 2 år efter projektets avslutning, vilket beräknas till september 2011 Avnämare De som främst kommer att kunna implementera/nyttiggöra resultaten är: - Företag inom ny energiteknik intresserade att utnyttja användarvänliga simuleringsverktyg vid design/ dimensionering av kombinationsvärmesystem - Företag inom ny energiteknik som kommer att kunna utnyttja aktuell testanläggning för demonstration och utvärdering av sina komponenter i olika systemsammanhang, speciellt Euronom AB och Gila Control System AB men på sikt även andra; - Kunder till ovannämnd målgruppskategori; - Forskare inom ny energiteknik som behöver resurser för utveckling, verifiering och validering av nya systemkoncept inom aktuellt område; - Lärosäten, som LnU, HiG, DTU etc och andra utbildningsinstitutioner med intresse att kunna utnyttja utvecklade programvara och aktuell testanläggning för undervisning inom ny energiteknik.

197 IEA Pellet Handbok - Produktion och användning av pellets Projekt ID: Delprojekt-ID Total budget (inkl EM) ksek (exkl naturabidrag) Projektledare: Claes Tullin Projektledande organisation: SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Övriga deltagande: Tomas Isaksson och Jonas Höglund, Pelletsindustrins Riksförbund Jan Burvall, Skellefteå Kraft Göran Blommé, Fortum Hässelby Plant Bengt-Erik Löfgren, Pellsam Mehrdad Arshadi, Torbjorn A. Lestander och Michael Finell, Sveriges Lantbruksuniversitet, SLU Anders Nordin, Dan Boström och Christoffer Boman, Umeå Universitet Marcus Öhman, Luleå Tekniska Universitet Jan-Olof Dalenbäck, Chalmers Tekniska Högskola Henry Persson, Lennart Gustavsson, Marie Rönnbäck, Per Blomqvist, Susanne Paulrud, SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Kontaktuppgifter Telefon: claes.tullin@sp.se Bakgrund Sverige deltar i en rad arbetsgrupper (s k Tasks) inom IEA (International Energy Agency) Bioenergy Agreement. Inom arbetsgruppen för Biomass Combustion and Co-firing, task 32, initierades ett projekt för att ta fram en internationell handbok för tillverkning och användning av pellets. Boken kommer att få stor internationellt spridning och kan förväntas fungera som ett viktigt referensdokument inom pelletområdet. Syftet med detta projekt har varit att kordinera och sammanställa underlag från svensk industri och FoU-aktörer till handboken och därmed bidra till att den svenska kompetensen på området lyfts fram och speglas på ett korrekt sätt. Mål Målet har varit att koordinera, samla in och sammanställa underlag från svensk industri och FoU-aktörer till en internationell handbok för tillverkning och användning av pellets (IEA Pellet Handbook) Resultat Det svenska delprojektet initierades under februari En presentation av projektet och erbjudande att delta i referensgruppen gick ut till intressenter inom pellettillverkning, utrustningstillverkare, standardisering och forskningsaktörer. De huvudsakliga insatserna gjordes av PIR (Pelletsindustrins Riksförbund), SLU Sveriges Lantbruksuniversitet och SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut. Vidare har ett flertal enskilda industrirepresentanter och forskare bidragit med ytterligare indata. Handboken gicks igenom vid en workshop på SP den 1 december 2009 där de svenska kommentarerna sammanfattades och förmedlades till Österrike. Därefter har en tämligen omfattande korrespondens ägt rum där vi kunnat bidra med en hel del kompletteringar/revideringar.

198 Från svenskt håll har vi sålunda kunnat bidra med att höja kvaliteten på handboken, kompletterat med en rad fallstudier bl a ersättning av oljebrännare med pelletbrännare samt kompletterat den industriella och vetenskapliga basen med data och referenser. Större insatser har också gjorts avseende det centrala kapitlet om säkerhets- och hälsoaspekter vid lagring, hantering och transport. Återstående arbete Manuskriptet ligger i skrivande stund hos förläggaren. Boken förväntas tryckas under sommaren/tidig höst Tidsperspektiv Handboken kan givetvis tillämpas direkt efter publicering. Avnämare Tillverkare, distributörer och användare av pellets i hela kedjan från råmaterial och tillverkning till förbränning och askåterföring.

199 Bränslehanteringssystem för småskalig eldning av halm Projekt ID: Projektledare: Jakob Thynell Projektledande organisation: ÅF Industry AB Övriga deltagande: Kontaktuppgifter Delprojekt-ID Telefon: Total budget (inkl EM) 200 ksek Bakgrund Halm beskrivs ofta som ett outnyttjat biobränsle och trots den stora tillgången i Sverige har det aldrig blivit någon storskalig framgång. Bevisligen så har våra grannar i Danmark lyckats bättre och det kan tyckas underligt att det inte kunnat få samma genomslag i vårt jordbruksintensiva land. Det huvudsakliga problemet beskrivs ofta vara den komplexa bränslehanteringen, speciellt om det rör sig om småskaliga anläggningar då en investering i god automatiseringsgrad och tillgänglighet ofta inte går att räkna hem. Andra alternativ baserade på skogsavfall som flis, bark och grot samt träpellets ses ofta som mer lättillgängligt och lätthanterligt bränsle. Mål Målet med studien har varit att kartlägga och analyser det stora antal danska halmeldade värmeverk och få en bild över hur bränslehanteringssystemen fungerar samt att försöka visa på att hantering och eldning med halm inte behöver vara så problematiskt. Resultatet är en sammanställning av tekniska lösningar och deras för- och nackdelar och des lämplighet för olika storlekar. En del tid har även riktas mot att studera alternativ till halmbalar, då främst pellets och briketter. Med antagandet att bränslehanteringen av halm är ett av de största hindrena för småskallig halmeldning har målet varit att analysera verklighetens lösningar. Resultat Arbetet med att studera faktiska lösningar av transportsystem på anläggningarna för småskalig eldning av halm är genomfört på ett tillfredställande sätt. Resultatet baseras på beskrivning utav befintliga typsystem med utgångspunkt från danska erfarenheter. Efter att ha besökt och kontaktat ett flertal danska värmeverk och leverantörer pressenteras information om vad för typer av bränsleinmatningssystem de använder för olika situationer och volymer samt en kartläggning av hur övriga parametrar påverkar investeringskostnaderna samt de som påverkar de rörliga kostnaderna/intäktsförlusterna. Frågeställningar och analyser av nedanstående information pressenteras för olika halmtransportsystem på befintliga anläggningar: - Investeringskostnader - Tillgänglighet - Underhållskostnader

200 - Automatiseringsgrad - Bemanning Utifrån dessa parametrar ges en bild över vilka typsystem som är tillämpningsbara på olika storlekar av halmeldade energianläggningar. Tillgänglighet och möjlig automatiseringsgrad är väldigt säsongsbetonat då det hög utsträckning är beroende av halmkvalité, dessa och övriga aspekter på halm som bränsle samt hur det påverkar hanteringen är beskrivit i rapporten. Exempel på manuell hantering, semi- automatiska och helautomatiska system, samt dess föroch nackdelar pressenteras. Olika moment vid anläggningen så som brovåg, fuktmätning och registrering i PC, bortagning av snören, avlastning pålastning till process, inmatning till process och kassation har analyserats och beskrivs för de olika typsystemen. Återstående arbete Teknologi för nya projekt finns tillgänglig kommersiellt och finns installerat på flertalet halmrika platser i Sverige. Det som återstår för att nyttja resurserna fullt ut är till viss del att visa på en bättre ekonomisk lönsamhet för halm då vi i Sverige har stor tillgång på skogsbränslen (flis, bark och grot etc.) som ställer krav på låga halmpriser. Tidsperspektiv Projektet har studerat befintliga lösningar så tekniken finns redan för väl fungerande halmförbränningssystem och effektiva transportsystem på energianläggningar. Resultatet av projektet klargör de hinder som finns, vissa nyckeltal samt olika typsystems för- och nackdelar. Förhoppningsvis gör det att fler blir intresserade och överväger halm som bränsle för energiproduktion även i Sverige. Avnämare Den som främst kommer att implementera/nyttiggöra resultaten är framtida anläggningsägare som funderar på frågeställningar rörande hanteringen av halm vid anläggningen och vilka för och nackdelar som finns för olika typsystem.

201 Utveckling av framtida konkurrenskraftig närvärme (<20 MWt) med säkrad bränslekvalitet samt hög tillgänglighet, effektivitet och miljöprestanda. Projekt ID: Delprojekt-ID Projektledare: Marie Rönnbäck Projektledande organisation: SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Övriga deltagande: Total budget (inkl EM) 462 ksek Kontaktuppgifter Telefon: Bakgrund Energimyndigheten arbetar under 2010 med att utforma kommande program på området småskalig förbränning av biobränslen samt uthållig bränsleförsörjning med biobränslen. Uppdraget i detta projekt är att beskriva utformning och innehåll i framtida FoU-aktiviteter på området förbränning av nya bränslekvaliteter vid anläggningar < 20 MW. Med en breddad råvarubas för bränslen till området kommer behov att finnas för att anpassa anläggningarna för att säkra hög tillgänglighet vid drift, hög effektivitet och god miljöprestanda. Projektgruppen har bestått av deltagare från Energiteknik vid SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut (projektledare), Energiteknik vid Luleå Tekniska Universitet, Energiteknik och termisk processkemi (ETPC) vid Umeå Universitet och Enheten för biomassateknologi och kemi (BTK) vid Sveriges Lantbruksuniversitet. Mål Syftet med projektet är att föreslå ett samordnat FoU-paket inom området förbränning av nya bränslekvaliteter vid anläggningar < 20 MW. Resultat Projektet genomförs i följande steg: 1) En inventering genomfördes av viktiga aktörer i Sverige. Aktörerna från både branschen (utrustningstillverkare, utrustningsanvändare och bränsleproducenter) och forskningen (universitet, högskolor, institut och relevanta program). 2) En serie av intervjuer genomfördes med ett urval av aktörer från branschen (som identifierades under Steg 1). 3) Syntes av resultaten och diskussion kring dessa. 4) Utformning av ett förslag på FoU paket. Återstående arbete I slutet av oktober 2010 är steg 1 (inventeringar) slutförda och steg 2 (intervjuer) till största del klara. Steg 3 och steg 4 slutförs under november-december 2010.

202 Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten ska bli användbara för energimyndigheten omedelbart och för aktörer på området under nästa programperiod. Avnämare Energimyndigheten, tillverkare av bränslen (främst förädlade), tillverkare av förbränningsutrustning i närvärmeområdet, användare i närvärmeområdet samt forskare på närvärmeområdet.

203 B Strategiska FoU-resurser för studier av partikel- och beläggningsbildande ämnens beteende vid förbränning av askrika bränslen Projekt ID: Delprojekt-ID B Total budget (inkl EM) 196 ksek Projektledare: Christoffer Boman Projektledande organisation: Umeå universitet, Energiteknik och termisk processkemi Övriga deltagande: Kontaktuppgifter Umeå Telefon: christoffer.boman@chem.umu.se Bakgrund I Energimyndighetens Temarapport om det bränslebaserade energisystemet slås fast att om Sverige ska klara åtagandet om förnybar energi till 2020 kommer användningen av fasta biobränslen och avfall att behöva öka med TWh. Skogen kommer att bidra mest men även jordbruket måste bidra. För att klara detta mål krävs bl a att närvärmeanläggningar anpassade till svåra bränslekvaliteter utvecklas med hög drifttillgänglighet och uppfyllande av EU s framtida miljökrav. Utvecklingen av förbränningssystem för biobränslen och förädling av råvaror har varit stark i Sverige och andra länder inom Europa under de senaste 15 åren. Dock, finns ett stort och tydligt behov av fortsatt utveckling för att öka effektiviteten och tillgängligheten i olika system samt att minska emissionerna av oönskade luftföroreningar. Förutsättningarna vad gäller förbränningsoptimering, bränsleval, reningsmetoder m m skiljer dock avsevärt för olika effektintervall och typer av anläggningar, och emissionsprestandan är därför mycket varierande med avseende på gaser och partiklar. Skogsbiomassa är sedan länge väletablerad som bränsle och omfattande forskning har utförts för att få förståelse för askrelaterade förbränningsproblem och emissioner. Introduktion av nya fraktioner från skogen, såsom energived, grot och stubbar, gör dock att frågeställningarna aktualiseras för framtida skogbaserade biobränslen. Vad det gäller "nya" bränslen, företrädesvis från åkermark, är situationen än mer bekymmersam. Dessa biobränslen är generellt sett askrikare än rena skogsbränslen och har ofta höga halter av t ex kalium och fosfor vars inverkan på askkemin har visat sig vara stor men till stora delar är okänd. Omfattande dedikerade forskningsinsatser syftande till att bestämma askomvandlingsmekanismer och förbränningsegenskaper med avseende på askrelaterade problem (slaggning, beläggningar m m) och partikulära emissioner är därför nödvändiga för att ett effektivt och miljömässigt acceptabelt utnyttjande av dessa biobränslen snabbt ska utvecklas och implementeras. Mål Den övergripande målsättningen med denna förstudie är att strategiskt komplettera och stärka befintliga FoU resurser vid en väl etablerad forskningsmiljö inom området asktransformation och relaterade drift- och emissionsproblem vid förbränning av dagens och framtida biobränslen för värme och elproduktion. Specifika delsyften var att:

204 - Sammanställa information kring liknande FoU satsningar och resurser hos viktiga forskningsaktörer inom EU (del 1) - Designa och konstruera en experimentell lab-reaktor för detaljerade studier av asktransformation- och bränsleomvandlings-processer vid rostereldning av askrika biobränslen (del 2) - Utvärdera de experimentella testerna och pilotförsöken med den aktuella rosterreaktorn (del 2) - I samarbete med olika samverkanspartners nationellt och internationellt, formulera kritiska forskningsfrågor där denna typ av experimentell forskningsresurs kan bidra i kunskapsuppbyggnaden (del 1) Resultat En sammanfattning av resultat och slutsatser i del 1 (direkt hämtat från slutrapport) som berör projektets utredande delar som inkluderar genomgången av experimentella forskningsresurser, kritiska forskningsfrågor kopplade till området samt uppbyggnaden av en experimentell forskningsresurs vid Umeå universitet, görs här. Resultat och utvärdering av inledande tester i den nya forskningsuppställningen redovisas vid senare tillfälle. Branschen har under 15 år, tillsammans med forskningen till viss del, jobbat med luftfördelning i pannor för att sänka CO- och NOx-emissioner. Inställningar som fungerar vid fullast har identifierats i vissa fall, åtminstone har möjligheten och potentialen redovisats i diverse rapporter. Det som fortfarande återstår i denna fråga är förutom kompetensöverföring till berörda parter mer systematisk grundforskning. Det behövs statistik under väldefinierade förutsättningar där varje parameter utvärderas och dess roll sätts i relation till de andra. Avgångsformen för respektive emission bör även studeras för att veta hur de olika parametrarna påverkar emissionerna. För att kunna jobba systematisk med frågorna ovan krävs smidig, flexibel och välkontrollerad förbränningsutrustning. Små anläggningar underlättar infrastruktur kring bränslen, reparationer av utrustning, kylning av överskottsvärme, utbyggnad. Anläggningen får dock bli för liten, den måste kunna simulera en panna i dess uppbyggnad och utformning. Utifrån genomgången av befintliga FoU resurser i några av de mest aktiva länderna i dessa frågor kan följande slutsatser dras: - Runt om i Europa finns ett antal forskningsuppställningar i bänkskala där specifika studier av främst bränsleomvandling och avgång av askbildande element har studerats. Som verktyg i ett tidigt forskningsskede är dessa uppställningar värdefulla då man under väl kontrollerade förhållande kan erhålla mer grundläggande information och det möjliggör utförandet av smidiga och mer omfattande kartläggningar av t ex bränsleparametrars påverkan. Dessa uppställningar kan förstås inte simulera förhållanden i en riktig panna och resultaten kräver därmed vidare utvärdering i större skala. - Det finns även ett antal rosterpannor i pilotskala (<500 kw) där väl definierad geometri och god möjlighet till processtyrning och processmätning möjliggör noggranna driftsinställningar. Dessa anläggningar används med fördel i utvecklingsarbete och demonstrationssyfte för närvärmeanläggningar då specifika driftsinställningar, bränsleblandningar eller andra koncept ska utvärderas. Som direkt forskningsuppställning är de inte optimala eftersom det fort blir dyrt (bränsle, tekniker, lokalhyra) och komplicerat att förändra och anpassa anläggningen. Dessutom finns

205 begränsningar i vilken utrustning som kan finnas på plats och som kan användas i forskningen samt kring logistiken med materiel, instrument och personal. - Inom industrin (fokus närvärme) finns dessutom ett antal aktörer som på olika platser i landet utför mer eller mindre omfattande utvecklingsarbete och tester kopplat till såväl olika bränslen som tekniklösningar i förbrännings- och rökgassystem. - Utifrån drivkrafterna bakom introduktion av nya råvaror, ökad tillgänglighet, effektivisering och miljökrav, har frågor som syftar till optimeringar inom närvärmesektorn ökat t ex genom fokusering på air-staging, bränsleadditiv och nya reningsteknik. Detta samtidigt som frågan kring utsläpp av fina partiklar och dess negativa hälsoeffekter blir alltmer aktuell globalt. Detta fokus syns tydligt hos forskningsaktörerna, t ex genom den satsning som nu görs vid östra Finlands universitet (i Kuopio) där en likande försöksuppställning (som vid Umeå universitet) i lab-skala nyligen har byggts. Med ett undantag (vid Kuopio universitet) kan man således konstatera att såväl inom Sverige som på EU nivå saknas ändamålsenliga forskningsuppställningar i lab-skala med relevans för rostereldade system i närvärmesektorn. Återstående arbete Uppdraget inom föreliggande projekt var även att konstruera en experimentell försöksuppställning i lab-skala för kontrollerade och systematiska och studier av förbränning av biobränslen i en flexibel rosteranläggning med relevans för närvärmeområdet (del 2 enligt syfte ovan). Uppställningen är för närvarande under konstruktion och resultat från inledande tester kommer redovisas senare. Forskningsanläggningen är unik, inte bara i Sverige utan även i Europa. Bristen på dedikerade forskningsanläggningar för närvärmesektorn är uppenbar och byggandet av denna reaktor kommer att möjliggöra industriellt relevant forskning och ett försprång gentemot forskningsaktörer runt om i Europa. Denna nya forskningsreaktor är konstruerad för att vara flexibel och anpassningsbar utifrån aktuella frågeställningar som kan förändras över tiden. Variationer i såväl bränslekvalitet som förbränningsparametrar och rökgasförhållanden kan hanteras, styras och studeras. Den kommer således utgöra en resurs på lab-nivå för den behovsmotiverade mer grundläggande forskningen kring nya askrika bränslen och därmed bidra till viktig kunskapsuppbyggnad Satsningen är således strategisk med en bred applicerbarhet som kommer möjliggöra kommande FoU satsningar (kring; askproblem, beläggningar, tungmetaller, partikelemissioner och hälsoeffekter) med relevans för svensk industri vad gäller småskaliga värme- och kraftvärmesystem. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten från projektet kommer att få en tillämpning inom forskningen relativt omgående under de närmaste 1-2 åren, och i utvecklingen av framtida pannor och förbränningssystem inom den kommande 5-årsperioden. Avnämare - Energimyndigheten i planering av framtida forskningssatsningar. - Universitet, högskolor och institut inom forskningen. - Industrin, främst tillverkande industri i utvecklingsarbete av framtida närvärmeanläggningar, men även industri som driver befintliga anläggningar.

206

207 P Utbildningsinsatsen Minimering av partikelutsläpp från småskalig förbränning av biobränsle Projekt ID: Delprojekt-ID P Projektledare: Marie Rönnbäck Projektledande organisation: SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Övriga deltagande: Total budget (inkl EM) ksek Kontaktuppgifter Telefon: Bakgrund Småskalig biobränsleförbränning är en av de största källorna till partiklar i luften i Sverige och i Europa. För att en framtida småskalig eldning skall vara möjlig krävs en utveckling av eldningsutrustningar så att de emitterar lägre halter av partiklar än vad dagens utrustningar gör. På senare år har forskningen kring bildning och emissioner av partiklar vid biobränslebildning varit omfattande både i Sverige och i andra delar av världen. Genom att överföra forskningsresultat till industrin och implementera dessa vid konstruktion och drift kan partikelemissionerna minskas. Mål Insatsen syftar till att utbilda konstruktörer, tekniker och övriga som har påverkan på utrustningstillverkarnas design av nya modeller och av strategier för att styra och reglera förbränningen. Med utrustning menas här pannor, brännare, lokaleldstäder, skorstenar, rökgasrening, styr- och reglerutrustning etc som direkt eller indirekt påverkar förbränningsresultatet. Genom att överföra information från aktuell forskning om bildning och emission av partiklar till industrin och genom att höja kunskapsnivån hos industrin kring bildningsmekanismer och mätteknik kan produktutveckling och teknik för minimering av emissioner stimuleras. Målet är nå en ökad kunskap hos nyckelaktörer inom industrin genom utbildning/kunskapsöverföring och genom att skapa aktiva nätverk industri - forskarutförare vilket ska leda till designlösningar som minimerar partikelutsläpp vid småskalig eldning av biobränsle. Resultat Tre utbildningstillfällen har hållits, den 5/3, 19/3 0ch 26/3. Sammanlagt 43 personer närvarade. Sex lektionspass genomfördes. Demonstration av stoft- och partikelmätning skedde i Energitekniks laboratorium. ELPIinstrumentet och annan gasanalys var kopplad till en pelletspanna och mätning vid goda respektive dåliga förhållanden visades on-line. Utrustning för gravimetrisk mätning av stoft visades. Gästföreläsare var 19/3 Maria Ullerstam från Naturvårdsverket som berättade om Miljökvalitetsmål och miljökvalitetsnormer för utomhusluft, och 26/3 Anders Flyckt från SP Förbrännings- och Aerosolteknik som berättade om Filtrering av partiklar

208 En pärm med material delades ut till varje deltagare. Kursmaterialet var väl avvägt och lektionspassen kunde genomföras utan stress. Det fanns tid för frågor och diskussion med deltagarna. Deltagarna var mycket intresserade och aktiva. Stämningen var god och det övergripande intrycket var att de var nöjda med kursen och ser positivt på liknande aktiviteter i framtiden. Resultat från utvärderingsenkäten var mycket positivt, med 3,8 i medel för innehåll (skala 1-5 där 1 var dåligt och 5 jättebra) och 2,0 för svårighetsgrad (skala 1-3 där 1 var för lätt och 3 för svårt). Gästföreläsningarna hade medel 3,5. Även demonstrationen i lab var uppskattad. Medelvärdet för det praktiska (lokal, bemötande, material etc) var 4,2. Inbjudan till utbildningsinsatsen spreds bla. på följande sätt: - Programkonferens för Småskalig upp värmning etc, Umeå oktober SBBA (Swedish Burner and Boiler Association), möte hösten SBCA (Swedish Bioenergy Combustion Association), möte hösten Svenska Brasvärmeföreningen, möte hösten Pellsams möte, hösten Tidningen Bioenergi - SPs hemsida - Riktat utskick till 39 företag (SPs kundkontakter - Inbjudan utdelad vid möte i projektet Biobränsle-Sol (inom småskaliga programmet) - Inbjudan utdelad vid Pellets 2009 i Karlstad januari Inbjudan utdelad till kunder och besökare vid energilabbet Återstående arbete Det som återstår är att de deltagande tillverkarna tillämpar sina kunskaper i form av produkter med lägre partikelemissioner. Tidsperspektiv Vi räknar med att resultaten kan få en tillämpning för gemene man inom ½-1 år i form av produkter med lägre partikelemissioner. Avnämare Den som i första han kan nyttiggöra resultaten är tillverkare av förbränningsutrustning.

209 Bilaga 3 Projektlista

210

211

212

213

214