BIOETANOLIA MAATALOUDEN SELLULOOSAVIRROISTA Niklas von Weymarn 19.11.2007

MIKSI LIIKENTEEN BIOPOLTTOAINEITA? Tieliikenne EU:ssa on polttoaineensa suhteen melkein yksinomaan riippuvainen öljystä Suurin osa tästä öljystä on peräisin EU:n ulkopuolelta Tuontiriippuvuuden odotetaan kasvavan tulevaisuudessa Öljyn hinta on nousussa EU:n hiilidioksidipäästöistä liikenteen osuus on arviolta noin 21 %1 Merkittäviä hiilidioksidipäästöjä tuottavista sektoreista liikennesektori on ainoa, jonka päästöt ovat olleet kasvussa Mahdollistaa uusia, lähinnä maataloudesta ja metsäteollisuudesta alkavia arvoketjuja Biopolttoaineet voivat olla jopa nyt käytössä olevia tuotteita parempia polttoaineita nykymoottoreihin 1 ”An EU Strategy for Biofuels”, EU:n komissio, 2006.

SUOMEN KANNALTA MIELENKIINTOISIA BIOMASSOJA Metsä Korjuutähteet Puunjalostusteollisuuden sivuvirrat Energiapuut (haapa, paju) Turve Pelto Viljat (jyvä ja olki) Elintarviketeollisuuden jätevirrat Energiaheinät ja -ruohot (ruokohelpi jne.) Kotitalous/kaupungit/teollisuus Erilaiset biomassaa sisältävät jätteet

TIELIIKENTEEN BIOPOLTTOAINEET Ensimmäinen sukupolvi (perinteiset) Englanniksi: Raaka-aine: Tuotantomenetelmä: Bioetanoli (Conventional) bioethanol Sokerijuurikas-/ruoko, viljajyvät Hydrolyysi & fermentaatio Bio-ETBE Kemiallinen synteesi Kasviöljy Vegetable oil, pure plant oil Öljykasvit (esim. rypsi) Kylmäpuristus/uutto Biodiesel (kasveista) RME, FAME/FAEE Kylmäpuristus/uutto & esteröinti Biodiesel (jätteestä) FAME/FAEE Jäterasvat, eläinrasvat Esteröinti Biokaasu Biogas, bio-methane (Kostea) biomassa Mädätys Viite: Visiopaperi, European Biofuels Technology Platform, 2006.

TIELIIKENTEEN BIOPOLTTOAINEET Toinen sukupolvi Englanniksi: Raaka-aine: Tuotantomenetelmä: Bioetanoli Cellulosic bioethanol Lignoselluloosa Kehitetty hydrolyysi & fermentaatio Biodiesel Hydro-treated biodiesel (NExBTL) Kasviöljy, eläinrasvat Vetykäsittely Synteettiset biopolttoaineet Biomass-to-liquid (BTL): F-T diesel, Bio- methanol, Bio-DME Kaasutus & synteesi Biokaasu SNG Bio-vety Biohydrogen Kaasutus & synteesi tai biologiset prosessit Viite: Visiopaperi, European Biofuels Technology Platform, 2006.

VTT:N LIIKENNEBIOPOLTTOAINETUTKIMUS Termokemiallinen reitti Lignoselluloosamateriaalin kaasutus/pyrolyysi + puhdistus + synteesi Biokemiallinen reitti Lignoselluloosamateriaalin hydrolyysi + käyminen Polttoaineen käytettävyys, ympäristövaikutukset, turvallisuus jne. Tavoitteena kestäviä ratkaisuja taloudellisesti ympäristön kannalta.

”Stand-alone” tai integroitu muuhun teollisuuteen BIOMASSASTA ETANOLIA Ensimmäisen sukupolven raaka-aineet Etanolia + rehua + sähkö ja lämpöä + 5-hiilisiä sokereita + ligniiniä + biokaasua Tuotantolaitos ”Stand-alone” tai integroitu muuhun teollisuuteen Toisen sukupolven raaka-aineet

MONTA TAPAA SUUNNITELLA SELLULOOSASTA ETANOLIA -TEHDAS ESIKÄSITTELY 30 — 40 — 50 — 70 — Korkea lämpö- tilan SSF Nesteytys Lämpötila 200 — 60 — Sokerointi Totaali- hydrolyysi JÄLKIKÄSITTELY JA SIVUVIRTARATKAISUT SSF Fermentaatio

AGROETA- JA BIOSYS-PROJEKTIT Rahoittajat: Tekesin ClimBus-teknologiaohjelma, VTT, MTT ja viisi yritystä Tutkimuksen suorittajat: VTT ja MTT (apua myös yrityksiltä) Projektipäällikkö: Niklas von Weymarn, VTT BIOSYS Rahoittajat: VTT:n Biojalostamo-teknologiateema Tutkimuksen suorittaja: VTT Projektipäällikkö: Tuula Mäkinen, VTT

RAPORTIN SISÄLTÖ 1. Raaka-aine 2. Prosessi 3. Talous 4. Ilmastonvaikutukset

RAAKA-AINE Tutkittiin ohran olkea ja ruokohelpeä Käyttäytyivät hyvin samankaltaisesti Olki kannattaa korjata elokuussa normaalin korjuun yhteydessä ja ruokohelpi keväällä Oljen hinta portilla 52,3 €/t (50 km) Raaka-aineen riittävyys rajaa tehdaskoon Suomessa n. 160 000 tonniin vuodessa

PROSESSI Saanto oli noin 19 % eli 160 000 tonnista saataisiin 31 000 tonnia etanolia Sivuvirrat yhdistettiin ja muutettiin polttamalla energiaksi Tehdas olisi siis energian suhteen omavarainen ja optimoimalla hieman energiaa jäisi todennäköisesti myytäväksi

TALOUS Investointimeno: n. 110 M€ Tuotantokulut: 1 €/litra etanolia Investoinnin kulut: 0,46 €/l Suorat tuotantokulut: 0,55 €/l Merkittävimmät tekijät: raaka-aine ja entsyymit Myyntihinta EU:ssa: 0,65..0,55 €/l 1 Investointi ei siis ole kannattava! 1 Europe Spot FOB RDAM 07/2006-07/2007 / Biofuels, Bioproducts & Biorefining 1:1 (2007) s. 8.

KANNATTAVUUTEEN VAIKUTTAVAT TEKIJÄT Muuttujan arvo % perusarvosta

ILMASTONVAIKUTUKSET Oljen korjuu voi vaikuttaa satotasoon, maaperän hiilitaseeseen ja typpioksiduulipäästöihin (N2O) Riippuu hyvin monesta tekijästä, vaikutukset osin toisiaan kumoavia khk-taseiden kannalta Mittaukset epävarmoja, todentaminen hankalaa Kokonaisvaikutus on kuitenkin oletettavasti vähäinen verrattuna esim. viljelyn kokonaispäästöihin Kasvihuonekaasupäästöt tuotettua etanolimäärää kohden todennäköisesti vähäiset

YHTEENVETO Uusi maataloudesta alkava arvoketju, joka ei ”kilpaile” elintarvikesektorin kanssa Korsibiomassaraaka-aineen riittävyys rajaa tehdaskoon Suomessa noin 160 000 tonniin olkea vuodessa Tästä voidaan tuottaa noin 31 000 t etanolia Korsibiomassasta etanolia on öljyriippuvuuden ja ilmastovaikutusten kannalta hyvä valmistusreitti Se ei kuitenkaan (käytetyillä lähtöarvoilla) ole taloudellisesti kannattava

”TAKE HOME MESSAGES” Liikennebiopolttoainesektorilla ei ole olemassa yhtä globaalia mallia  monia malleja  kansallisia tai jopa alueellisia eroja Nyt tutkittu ”korsibiomassoista etanolia” -malli ei ole Suomessa taloudellisesti kannattava (ainakaan vielä) Parannusehdotuksia koskien kaikkia selluloosa-etanolimalleja: Yksittäisten teknologioiden jatkokehitys Toisenlaiset ”selluloosasta etanolia” -prosessikonseptit: Halvempi raaka-aine Integraatio toiseen tuotantolaitokseen (etuja mm. energia- ja logistiikkapuolella) Sivuvirroista korkea-arvoisempia tuotteita

VTT LUO TEKNOLOGIASTA LIIKETOIMINTAA