12 april 2018

Skogsindustridagarna 2018: Bioraffinaderier – skogsindustrins Spotify?

Vad finns det för paralleller mellan börsens nykomling Spotify och skogsindustrins senaste favorit, bioraffinaderier? I bägge fallen gäller det att omdefiniera hur en resurs används.

För Spotifys del är det distributionen av redan inspelad musik som förnyas. I de senaste bioraffinaderierna omvandlas istället råvaror från processen till helt nya produkter för helt nya kunder. På Skogsindustridagarna 2018 fick vi höra mer om bioraffinaderiernas spännande utveckling.

Flykten från de fossila råvarorna har intensifierats på många plan, till förmån för alternativa drivmedel och råvaror, förpackningar, textilier och kompositmaterial. Samtidigt öppnar den tekniska utvecklingen allt fler dörrar för biobaserade produkter, vilket gör att skogsindustrin kan finna helt nya kunder inom till exempel livsmedels- och kosmetikaindustrin, kemisk industri, bilindustri och medicinteknik. Framväxten av en ny generation bioraffinaderier skapar en ny typ av värdekedjor för träbaserade produkter, nu när efterfrågan på tryckpapper stadigt minskar.

SunPine – en föregångare

Bioraffinaderier har funnits länge och producerat alkoholer, bränslen, organiska syror och etrar genom termokemisk eller biokemisk omvandling av biologiska råvaror. Det nya med dagens bioraffinaderier är bredden av användbara råvaror och de allt mer avancerade slutprodukterna.

En av veteranerna i den nya vågen är Piteåbaserade SunPine. Jonas Vinblad von Walter har arbetat tio år på företaget. Han säger att Piteå var en naturlig etableringsort för grundaren Lars Stigsson tack vare tillgången till skogsråvara som råtallolja från sulfatmassabruk och den utmärkta djuphamnen. Målet var att producera råmaterial för biodiesel i industriell skala.

Jonas Vinblad
Jonas Vinblad Von Walter


Konceptet formulerades år 2005 och produktionsanläggningen stod klar år 2010.
"År 2013 nådde vi planerad kapacitet. I dag har vi 57 anställda och tillverkar 2 % av Sveriges förbrukning av diesel tillsammans med Preem, som förädlar den råa talldieseln vid Preemraff i Göteborg (reduktion av syre- och svavelhalter)", berättar Jonas Vinblad von Walter på Skogsindustridagarna.

SunPine har diversifierat sin produktion under de senaste åren. År 2016 kunde man börja leverera harts i samarbete med det holländska företaget Lawter, som har en stark position inom kemiska produkter från tallolja. Andra produkter från SunPine är terpentin och bio-olja – den senare används främst som bränsle av massabruk.

”Vår produkt har en god relation mellan utsläpp av koldioxid vid produktion och användning och energiinnehåll. Vi har reducerat CO2-utsläppen med 250,000 ton på årsbas. I framtiden skall vårt raffinaderi kunna producera ytterligare produkter, nya hartser, steroler och tofa, en organisk syra, som blockerar fettsyrasyntesen och har medicinska tillämpningar.”

Världens mest energieffektiva anläggning

Nästa generations bioproduktfabrik ligger i Äänekoski i mellersta Finland. Ägare är Metsä Group, en koncern ägd av finska skogsägare, med verksamhet i 30 länder och fler än 10 000 anställda. Projektet att bygga fabriken, en investering på 12 miljarder kronor, drogs igång 2015 och anläggningen stod klar hösten 2017. Huvudprodukten är 1,3 miljoner ton bark- och björkmassa, men anläggningen producerar också tallolja, terpentin, 35 ton svavelsyra per dygn, biogas och produktgas. Bioprodukterna utgör redan nu 20 % av omsättningen. Dessutom forskar man aktivt kring nya produkter utgående från ligninbas och nya textilfibrer.

”Elförsörjningsgraden är 240 %, vilket innebär att fabriken alstrar ett stort elöverskott. Det här är världens mest energieffektiva anläggning i sitt slag, helt fossilfri. Totalt förbrukas 6,5 miljoner m3 virke, vilket motsvarar 5 % av den årliga skogstillväxten i Finland. En stor del av transporterna sköts med tåg, som lastas automatiskt – ett tåg står inne för lastning, ett tåg är på väg och ett tåg lossas i exporthamnen,” berättar Johan Vesternäs, besiktningsingenjör på Kiwa Inspecta i Jakobstad, Finland.

Med så mycket ny teknik krävs också många tredjepartsgranskningar. Johan och hans kollegor hade huvudansvar för besiktningar av tryckbärande anordningar och placeringsplaner. Det sista är något som krävs i Finland, som har ett eget regelverk för rör och tankar. ”Vi arbetade också med kemikaliecisterner och rörledningar, oförstörande och förstörande provning, materialgranskningar och kvalitetssäkring", säger Johan Vesternäs.

Örnsköldsvik – nästa steg mot framtiden?

Att utvecklingen inom bioproduktanläggningarna är snabb bevisas av den avancerade förstudie som Processum genomfört tillsammans med ett stort antal partners för att undersöka förutsättningarna för nästa generations bioraffinaderi i Örnsköldsviksregionen.

Jonas Joelsson, RISE Processum
Jonas Joelsson, RISE Processum


”Vår studie, som utförts med konsulthjälp av Pöyry, visar att en investering på 15–21 miljarder kronor uppvisar en mycket god framtida lönsamhet i relation till andra skogsindustriprojekt. Beräkningarna baserar sig på en analys av möjliga produkter, en teknisk och ekonomisk riskanalys och en finansieringskalkyl,”, förklarar Jonas Joelsson på RISE Processum AB.

Vilka produkter är det då som det nya raffinaderiet kan producera?

”Det handlar om proteiner till foder, råvaror till drivmedel, etanol, metanol, textilfibrer, hemicellulosa, lignosulfonat, kristallin nanocellulosa, hartser och specialkemikalier som cymen (isopropyltoluen), som används som konserveringsmedel i kosmetika. I Örnsköldsvik finns ett unikt kunnande om sulfitprocessen och barrved som råvara.”

Jonas medger att råvaruförsörjningen, 6 miljoner m3 per år, är en utmaning.
"Men, det viktigaste är att det finns en politisk vilja att utnyttja förnybara råvaruresurser. Bioekonomin är ett växande område, där Sverige och Norden har goda förutsättningar. Störst efterfrågan finns på biobaserade syntetiska textilfibrer och protein för fiskfoder. Sverige har redan nu den största andelen biobaserade drivmedel i Norden. De tekniska riskerna är moderata.”

Om beslut tas om en investering kan flaggskeppsprojektet starta tidigast 2021 och stå klart 2023 – samma genomförandetid som i Äänekoski.

Vilka utmaningar innebär bioraffinaderier?

”Bioraffinaderier passar väl in i de rådande megatrenderna, där fossila råvaror ersätts av biobaserade. Veden blir en kemisk råvara, som kan utnyttjas för annat än energi, massa, papper och sågvaror. Ett bioraffinaderi blir en annorlunda anläggning jämfört med en vanlig massafabrik, en annan typ av kemikalieströmmar, vatten-, luft och gasförsörjning. Tillverkningskedjans längd påverkar investeringarna och slutpriset, men integrerings- och synergieffekter kan ge en bättre kalkyl”, säger Jonas Kihlman, processingenjör med ansvar för bioraffinaderier på Pöyry Sweden AB.

Vilka utmaningar innebär det att planera ett nytt bioraffinaderi?

”Här krävs andra lösningar än inom traditionell skogsindustri. Ofta krävs en pilotanläggning, som ger en bra indikation om processen fungerar i full skala, men det hela tar tid och kostar pengar. Det är extremt viktigt att följa schemat i denna typ av projekt. Andra tryck och temperaturer krävs, vakuum eller stora övertryck krävs ofta, extrema pH-variationer kan förekomma. Standarderna behöver uppdateras för att svara mot de specifika kraven, till exempel SSG eller API/ASME. Det krävs kanske nya material som ni inte har erfarenhet av. Gör det förberedelsearbetet innan projektet drar igång!"

Andra utmaningar kan vara layoutkrav eller andra underhållsintervall. ”De ämnen som hanteras är kanske brandfarligare och mer explosiva än ni är vana vid i skogsindustrin. Det ställer högre krav på riskbedömningen när ni arbetar med nya medier. Ni får också en helt ny typ av avfall som måste hanteras på ett nytt sätt", säger Jonas Kihlman.

Jonas påpekar också att det krävs ny kompetens när man industrialiserar och uppskalar forskningsresultaten.
”Det är bra att frysa projektkonceptet tidigt eftersom ändringarna blir dyrare ju senare de genomförs. Ansvarsfördelningen mellan beställare, konsult och leverantörer måste slås fast innan man drar igång.”

Text: Tage Erikson
Foto: Kiwa Inspecta