211service.com
At tage pulp til pumpen
Papirmasse- og papirfabrikker kan snart fordoble som bioraffinaderier, hvis finansieringen til et svensk forgasningsprojekt er nogen indikation. Da gaspriserne er faldet i efteråret og truer med at løbe nogle innovatører af biobrændstoffer ud af drift , svensk virksomhed Chemrec har trukket en strøm af tilskud og investeringer, der bakker op om en proces til at omdanne den sortlud, der er tilbage fra papirmasse- og papirblegning, til et rentbrændende syntetisk biobrændstof.
Sort spiritus: Chemrecs forgasningsanlæg i New Bern, NC. Papirfabrikken der forbruger op til 330 tons sortlud om dagen – en blanding af ætsende kemikalier og opløst træ, der er tilovers fra blegning af papirmasse til papirproduktion. Det producerer i øjeblikket en ren brændende gas, der giver varmeenergi til møllen og genbruger de ætsende kemikalier.
Chemrec modtog 20 millioner dollars i venturekapitalfinansiering tidligere på måneden og yderligere 300.000 dollars fra det amerikanske energiministerium i denne uge for at vurdere gennemførligheden af at anvende sin proces på en papirmassefabrik i Escanaba, MI. Det Stockholm-baserede firma var allerede i gang med at øge F&U gennem et 37 millioner dollars EU-støttet forskningskonsortium, der involverede syv europæiske industrivirksomheder, som blev lanceret i september.
En del af attraktionen er den økologiske profil af biobrændstoffet, der genereres med Chemrecs proces, dimethylether (DME), som kan bruges som erstatning for flydende petroleumsgas (LPG) og diesel. Midt i voksende angst over de økologiske påvirkninger af produktionen af biobrændstoffer og forstyrrelsen af fødevareproduktionen, er nyere analyser, som f.eks. Forny undersøgelse af andengenerations biobrændstoffer, har fundet ud af, at DME fremstillet af biomasseforgasning giver den højeste drivhusgasreduktion til den laveste pris.
Hjertet i Chemrecs teknologi er en forgasningsproces, der forvandler sortlud til en blanding af carbonmonoxid, brint og CO2 kaldet syntesegas, eller syngas, for kort. Forgasning af kul er allerede en blomstrende forretning i Kina, hvor den resulterende syngas omdannes til kemikalier og brændstoffer. Og forgasning af flis er også i fremgang. For eksempel er Canadas Nexterra Energy en af flere udviklere, der installerer små kraftværker, der forgasser træflis og brænder den resulterende syngas for at generere strøm og varme til boligbyggerier.
Men sortlud er et oplagt råstof til biomasseforgasning. Papirmassefabrikker tager sig allerede af at samle masser af biomasse, og som væske er spildluden lettere at tilføre forgasseren end faste bidder af biomasse. I praksis har dette affald dog vist sig at være svært at forgasse. Sortludsforgasningsudviklerens hidtil blandede succes ThermoChem Recovery International , baseret i Baltimore, eksemplificerer udfordringen. Af to store installationer, der bruger ThermoChems teknologi, kører den ene stadig, mens den anden aldrig drevet kommercielt på grund af forgasningsfejl .
Chemrecs administrerende direktør Jonas Rudberg forklarer, at sortlud er særligt vanskelig at have med at gøre på grund af de stærkt kaustiske uorganiske kemikalier, såsom natriumhydroxid, der bruges til at nedbryde frugtkødet. I Chemrecs reaktordesign tilfører sortlud og ren oxygen indsprøjtet fra toppen en 1.800 °C ildkugle i midten af reaktoren. Det meste af det opløste træ i sortluden danner syngas og strømmer ud af reaktoren.
De uorganiske kemikalier danner imidlertid en smeltet smelte af natriumsulfid og natriumcarbonat på de varmeafskærmende keramiske fliser, der beskytter reaktorvæggene. Når smelten strømmer ned og ud af reaktoren, angriber den keramikken. I denne kontakt mellem smelte og keramik opstår der reaktioner, som ændrer overfladen af det ildfaste, siger Rudberg. Nøgletricket er at vælge materialer, der kan modstå denne kemiske påvirkning.
Rudberg fortæller, at Chemrec arbejdede tæt sammen med forskere ved Oak Ridge National Laboratory at identificere passende materialer til test i et forgasningsanlæg, der har fungeret på en Weyerhaeuser-mølle i New Bern, NC, siden 1996. Dette anlæg kan behandle op til 15 procent af møllens sortlud. Rudberg siger, at det ildfaste ved New Bern har været i drift i to år, hvilket han mener er længe nok til at bevise, at dets kommercialisering er levedygtig.
Denne præstation er klart nok til at overbevise Chemrecs bagmænd om at finansiere det næste trin: at generere biobrændstof fra syngassen. Mens Weyerhaeuser blot brænder syngassen for at generere varme i New Bern, har Chemrecs lille forskningsanlæg i Pitea, Sverige, demonstreret produktion af syngas, der er ren nok til katalytisk brændstofsyntese. BioDME , Chemrecs EU-finansierede konsortium, vil omdanne denne syngas til mellem fire og fem tons DME om dagen.
En anden BioDME partner, Haldor Topsoe , vil bygge DME-synteseanlægget, med start i 2010. Göteborg-baseret Volvo Group (ikke at forveksle med den Ford-ejede luksusbilafdeling, Volvo Cars) vil tilpasse brændstofsystemerne på 14 langdistancediesellastbiler til at køre på DME. Og svensk olieselskab Preem bygger fire tankstationer for at distribuere DME over hele Sverige.
Samtidig er Chemrec i gang med konstruktionen af to fabrikker, der ville være 25 gange større, og producere 40.000 tons DME hvert år: en i Pitea og en på New Page møllen i Michigan. Konvertering af hver pulpmølle i USA ville ifølge Rudberg generere, hvad der svarer til omkring 7,5 milliarder gallons brændstof - omkring en femtedel af den amerikanske regerings samlede mål for 2020.
Men det er stadig tvivlsomt, om efterspørgslen naturligt vil følge med. DME bruges i dag primært som erstatning i spraydåser, og det er klart, at der skal bruges mere end fire tankstationer i Sverige, for at det kan komme i gang som biobrændstof. Marc Londo, en senior forsknings- og biobrændstofekspert ved Energiforskningscenter i Holland , i Amsterdam, siger, at dette kylling-og-æg-dilemma er en stor ulempe. Han mener, at Chemrecs succes ville være bedre sikret, hvis det producerede syntetisk diesel ud fra sin syngas - en strategi, der forfølges af den tyske biomasseforgasningsinnovator Choren Industries. Den stærke fordel ved syntetisk diesel er, at du ganske enkelt kan blande den med den aktuelt tilgængelige diesel, siger Londo. For bio DME har du brug for dedikerede distributionsnetværk.
Londo siger, at syntetisk diesel har en anden fordel: Mens det koster lidt mere at producere fra syngas, end DME gør, har syntetisk diesel en højere energitæthed. En tank diesel vil tage en langdistancelastbil dobbelt så langt som en tank med DME: For langdistancelastbiler er energitætheden en kritisk faktor, og syntetisk diesel er dermed et mere værdifuldt brændstof, siger han.
BioDME-projektleder Per Salomonsson, en R&D-chef hos Volvo Group, siger, at det kommer ned på, hvor meget brændstof en hektar jord vil producere. Syntetisk diesel ville være meget nemmere for Volvo Group at falde ind i sine køretøjer, men ifølge deres estimater vil DME levere over 65 procent flere kilometers kørsel pr. dyrket hektar; sammenlignet med konventionel biodiesel fremstillet af vegetabilsk olie er fordelen fem til én. Der vil være mangel på biomasse i fremtiden, siger Salomonsson. I det lange løb har vi ikke råd til at have andet end den mest effektive proces.