Seminar Den 27. september 2017 Halmcentral & bioplast kompositter Tyge Kjær - tk@ruc.dk Roskilde Universitet
Projekterne To sammenkædede projekter Bevilling fra Region Sjælland Projektet: BioØkonomi Sjælland Delprojektet 1 Halmcentral AP1: Anvendelsesmuligheder af halm AP2: Forsøgs- og udvikling: - halm i biogas - halmpiller - halm i bioplast* AP3: Halmcentraler som model Overblik over potentialerne Delprojektet 2 Bioplast (Biokompositter) AP1: Potentialer for biokompositter AP2: Forsøg med biokompositter - udvalgte biokompositter, feasibility analyse - prototype forsøg - vidensdeling * AP3: Videre udvikling af indsatsen
Projekterne Halmpotentialerne i Region Sjælland Oversigt over vores ideer optil 35% max. 15% max. 8% max. 10% Udvikling i halmproduktion og -anvendelse
Halmressourcerne Halmanvendelse Statistikken over de sidste 8 år Stabil afsætning i Region Sjælland 265.000 tons Faldende i Region Hovedstaden: Max. 268.000 tons til ca. 100.000 tons Region Sjælland Produktion: Danmarks Statistik Forbrug: Energiproducenttællingen mv.
Halmressourcerne Anvendelsen 1.500.000 af halm - min./max. Tilvækst på 2,1 mio til 2,8 mio. MWh 1.234.700 tons 1.200.000 Biomasse til industriprodukter 1.024.000 tons 100 olielandsbyer 900.000 Udbygning med større energianlæg fjernvarme, kraftvarme, pyrolyse 600.000 Nye biogasanlæg 300.000 Kulstof tilført markerne: 81.600 til 125.500 tons 0 Minimum Maximum Eksisterende anvendelse
Princip 1 - kaskade Biomasse kaskader Høj værdi Små mængder Pharma, kosmetik, etc. Fødevarer, foder Bioplast & polymer Brændstof, grøn kemi Lav værdi Store mængder Energi: el, varme Kvælstof, fosfor, kalium, kulstof Næringsstoffer
Princip 1 - Dobbelt kaskade Genanvendelse Dobbelt kaskade Virgin plast Byg & anlæg Industri, service Husholdninger Landbrug Afgrøder, herunder forskellige typer og kvalitet af halm Biokomposit F.eks. 9.000 tons Prima halm Eksempel hvedehalm. Anvendelse af 21.000 tons Byg & anlæg Husholdninger Bio- Plast 30.000 tons 200-225 mio Halm til anden anvendelse Industri Service
Princip 2 - cirkulær økonomi 3 Kvælstof fosfor o.a. (B) Extraction industry Agriculture, forestry, mining, Processing Industry 2 1 Product based service Biogas 25,2 mio Kaskade Recycling Collection Collection Recycling Insineration (Recovery) Minimeringen af materialetab Affaldsforbrænding: - Fungerer som basissystem - recycling er efterspørgselsdrevet - forbrænding - tilbagefaldssystem (A) Landfild De kritiske råstoffer Biomateriale > den bioøkonomisk fremtid
Princip 3 - Restprodukter Restprodukterne Restprodukter: Restprodukter landbrug: - halm, gylle Restprodukter fra sukkerproduktion: - celloluse (og askestoffer) Restprodukter fødevareproduktion: - slagteri, mejeri, pektin, osv. Restprodukter skovbrug/træindustri Balance mellem: - fødevareproduktion - industriråvarer - energiråstoffer Aftale mangler Sammenhængende systemer - kaskade - flow - symbiose - zero-emission princippet - kombination med andre flows
Anvendelsen af halm Anvendelsen af halm Kaskadering
Halm til biogas Biogasproduktionen 300.000 Nu og i fremtiden Region Sjælland 250.000 200.000 150.000 100.000 50.000 0 Bestående anlæg Estimeret produktion 2016: 211.000 MWh 72% Losseplads Gårdbiogas Rensningsanlæg* Industrianlæg Industrianlæg (Novo, CPKelco, Sukkerfabrikker) Biogasanlæg Biogas fællesanlæg Hashøj Nysted Snertinge Solrød Kalundborg *) Holbæk Køge Faxe Vordingborg Slagelse Nykøbing Falster 160.000 tons Novo Nordisk Vig Nord/Odsherred Kalundborg Slagelse Arla Food Hashøj Nye anlæg 8-12 anlæg En produktion op til 910.000 MWh North Sugar Lolland Snertinge Nysted Biogas Holbæk Øko-Biogas Ringsted Vordingborg Faxe? North Sugar AP Grønt Gasfabio Solrød Biogas CPKelco 105.000 tons Varpelev 120.000 tons
Halm til biogas Odsherred Biogas Halm: 13.000 tons - biogas: 26.000 MWh Godt 40% af energien i anlægget
Halm til biogas Dækningsbidrag Anvendelse af halm i biogasanlæg
Halm til biokompositter Halmpotentialerne Polymer Genbrugsplast Kemiske additiver Polymer8and8chemical8 addi5ve8dosing8 Dosering med tør naturfiber - formalet halm Natural8fibre8dosing8(dry)8 Mellem 40-80% [60%] Compounderet piller Compounded8pellet8and8 cooling8water8slurry8 Kølevandsslam Granulat til plastproduktion Dry8compounded8pellet8 Typically850072000+8kg/hr8 Vakuumporte Vacuum8ports8to8remove8vola5les8 for at fjerne flygtige stoffer h"ps://www.coperion.com/en/industries/plas5cs/bio7plas5cs/wpc7wood7plas5c7composites/8
Halm til biokompositter Biokompositter - Bioplast Starterproces: Genanvendelse af plastaffald (PP, PE, PET, PVC) NFPC: Natural Fiber Plastic Composities: halm formalet og sammenblandet med plast (virgin eller genanvendelsessplast) To processer: (1) Fremstilling af resin til brug for plastforarbejdningen (2) Anvendelsen af plast resin til enten støbing, extrudering, kalendering Iblanding f.eks. 50-80% Formalet halm og genbrugsplast Resin produktion
Eksport af usorteret/ukvalificeret plast Plast affald - eksport i 2014 (DS) Eksport i dag: PP til 2,45 kr/kg - genanvendelsespris i dag: 8,52-10,69 kr/kg Eksport årligt i kg 40.000.000 30.000.000 Polymer af ethylen 3,13 kr/kg Skrot og afklip af plast 1,81 kr/kg 20.000.000 10.000.000 0 Polymer styren 4,59 kr/kg Polymer PVC 1,51 kr/kg Polymer propylen 2,45 kr/kg
Halmressourcerne Et eksempel - bioplast Baggrund og økonomi Halm: - omkostning alle led fra mark til aftager: 427 kr. pr. tons - forbehandlet til biokomposit for ventes prisen i alt at være: 1.000 kr/ tons med eksisterende prismønster Råvarebesparelse: - eksempel PP (polypropylen) Besparelse ved virgin plast: - iblanding 50/50: 46% - iblanding 30/70: 65% Besparelse ved genanvendt plast: - iblanding 50/50: 66% - iblanding 30/70: 77%