Metanisering är en process som går ut på att skapa metan från andra gaser. Syftet är att öka produktionen av klimatneutral metan och på så vis bidra till både utfasning av fossila energislag och ett minskat importberoende. Det finns två teknikspår: katalytisk och biologisk. Vid biologisk metanisering är det metanbildande mikrober som driver omvandlingsprocessen. En annan vanligt förekommande term för biologisk metanisering är gasfermentering, som dock är en samlingsterm som även innefattar fler tekniker. 

Syngasmetanisering utgår från syngas för metanproduktion. Värdekedjan startas med att ett fast material, till exempel restströmmar från skogsindustrin som omvandlas termokemiskt genom förgasning eller pyrolys. Processerna genererar en gasfas som kan vidareföräldlas genom biologisk metanisering till biometan. Genom värdekedjan omvandlas således ett lågvärdigt fast bränsle till en högvärdig energibärare i form av metan vilken kan ersätta fossil gas (tidigare kallat naturgas).

RISE har arbetat med biologisk syngasmetanisering i Trickle Bed Reactor (TBR) i flera projekt och varit del av utvecklingen av konceptet. Genom tekniken skapas hållbara värdekedjor med högt utnyttjande av de resurser som finns i restprodukter från skogsindustrin. De stora fördelarna med det biologiska teknikspåret är dess tolerans mot föroreningar, hög selektivitet mot slutprodukten metan, de lägre processtryck och -temperaturer som kan hållas samt den lägre investeringströskeln som medför skalbarhet nedåt och gör tekniken användbar även för relativt små anläggningar. 

En annan användning av biologisk metanisering är att uppgradera rågas (biogas) med hjälp av vätgas-spetsning i en metaniseringsreaktor. Med hjälp av vätgas kan kvarvarande koldioxid omvandlas till metan och en utökad produktion av metangas uppnås. På så sätt utnyttjas kolatomerna mer effektivt. 

RISE ligger i teknikens framkant och har inom området en rad samarbeten nationellt och internationellt. Biologisk syngasmetanisering, som inte finns i fullskala ännu, har visat sig effektiv i labbskala under de senaste åren i skala om 5-35 L reaktorvolym. Just nu pågår byggnationen av en större pilotanläggning med 5m³ reaktorvolym och kommande pilotkörningar (från och med 2024) ska besvara om reaktoreffektiviteten påverkas av uppskalningen.

Att fånga in och permanent lagra koldioxid (CCS), alternativt att använda koldioxid av främst biogent ursprung (CCU), är nyckeltekniker för att nå klimatmål såväl nationellt som på EU-nivå och globalt. Sverige har med sina stora utsläpp av biogen koldioxid möjlighet att bli en betydande aktör inom området.   

Ett brett erbjudande 

På RISE arbetar vi med allt från utveckling av nya processer för mer energi- och kostnadseffektiv koldioxidavskiljning till utformandet av effektiva styrmedel för att realisera potentialen för negativa utsläpp. Vi erbjuder stöd inom CCS och CCU till aktörer inom både näringsliv och offentlig sektor genom insatser som kunskapsöversikter, teknikjämförelser, ekonomiska utvärderingar, hållbarhetsbedömningar samt möjlighet att demonstrera avskiljning, upparbetning och omvandling av koldioxid med hjälp av våra testbäddar.   

Utan tillgång till rätt testmiljöer och kompetens riskerar lovande innovationer att fastna i utvecklingsstadiet. Den gröna omställningen väntar inte, och företag som inte kan skala upp snabbt riskerar att förlora sitt teknikförsprång. 

Genom Bioeconomy Arena erbjuder RISE tillgång till anläggningar, forskare och metoder – från laboratorieskala till pilotanläggning. Det innebär att en idé kan testas, verifieras och skalas upp inom samma nätverk, utan att företaget behöver bygga upp egen infrastruktur. 

Det här erbjuder Bioeconomy Arena:

Ett brett utbud av teknisk infrastruktur 

RISE toppmoderna laboratorier och forskningsanläggningar täcker ett brett spektrum av discipliner. Oavsett om du är intresserad av kemikalier, livsmedel, material eller biobränslen kan vi erbjuda en heltäckande lösning för alla typer av utvecklingsbehov inom bioekonomi. 

End-to-End-stöd för uppskalning

Genom Bioeconomy Arena är RISE en one-stop-shop för att omvandla nya idéer till skalbara, verksamma lösningar. Vi erbjuder en smidig resa från koncept till kommersialisering och tillhandahåller den infrastruktur och expertis som behövs för att verifiera och utveckla nya biobaserade processer. Utöver våra tekniska färdigheter erbjuder vi expertis inom teknoekonomi och livscykelanalys (LCA). 

Samarbeta och skala upp med våra experter 

RISE-teamet består av erfarna experter som är engagerade i din utvecklingsresa. Hos oss samarbetar du med forskare och tekniker som bidrar med gedigen industrinära kunskap och erfarenhet i varje steg av utvecklings-processen. Skala upp snabbare genom nära samarbete och tillgång till vår expertis. Tillsammans kan vi navigera genom utmaningar och bana väg för framgång. 

Hur går det till? 

Ett samarbete inleds med ett kostnadsfritt inledande möte där RISE kartlägger behov och föreslår relevanta anläggningar och experter. Därefter tas en projektplan fram tillsammans med er, med tydliga milstolpar från test till skalbar lösning. 

Detta projekt var en fortsättning på den av Energimyndigheten finansierade förstudien 'Från flis till flygplan i Småland'. I projektet återsamlades konsortiet Växjö Energi (VEAB), Södra, RISE, KLM, SkyNRG och 2030-Sekretariatet för att genomföra en fördjupad genomförbarhetsstudie avseende produktion av skogsbaserade flygbränslen. 

Projektet omfattar en teknoekonomisk förstudie av ett koncept baserat på biomassaförgasning med Fischer–Tropsch-syntes för produktion av biojet och nafta. Konceptet tillämpades på VEAB:s anläggning i Växjö genom integration med befintlig kraftvärme, samt jämfördes med en liknande lösning vid Mörrums massabruk. En hållbarhetsanalys från skog till vinge genomfördes för att säkerställa att biojetbränslet uppfyller klimat- och miljökrav. Ett affärscase togs fram genom analys av marknad, produktvärde samt produktions- och värdekedjekostnader.

Resultaten visar att konceptet är tekniskt genomförbart, med små skillnader mellan sajterna. Investeringskostnaden för en fullskalig anläggning är dock hög i relation till producerade volymer. Livscykelanalysen visar cirka 95 % lägre växthusgasutsläpp jämfört med fossil referens enligt RED-metodik, vilket överstiger kraven i RED III. Inga andra betydande miljömässiga hinder identifierades.

Hållbar biomassa är avgörande. Projektet stöddes därför av SkyNRG:s hållbarhetsråd, som tog fram ett ramverk för hållbart grotuttag och rekommenderade RSB-certifiering av råvarukedjan. Kolåterbetalningstiden bedöms till 10–20 år, men kan minska genom ökad kol- och energieffektivitet, vilket bör studeras vidare.

Affärsanalysen visar att konceptet i dagsläget inte är ekonomiskt genomförbart på grund av höga investerings- och produktionskostnader. Samtidigt finns god tillgång på råvara och möjligheter till kostnadseffektiv avsättning av biojet och nafta. Projektet bekräftar konceptets hållbarhetspotential men pekar på hög teknisk risk, begränsad skala och behov av vidare optimering för att förbättra kol- och energieffektivitet samt behov av långsiktiga styrmedel. 

Med hjälp av vår expertis att utvärdera omvandlingsprocesser med avseende på teknoekonomiska och klimatmässiga prestanda kan utvecklingen av energi-, kostnads- och klimateffektiva processer påskyndas. Vår expertis är tillämpbar både i tidigt processutvecklingsstadie och för kommersiella processer.

Typiskt utvärderas produktionstekniker, eller kombinationer av dessa, med avseende på:

• Produktionskostnad, inklusive investerings- och driftskostnader
• Miljöprestanda, ofta mätt som växthusgasreduktion jämfört med alternativa fossila produkter
• Produktionspotential, till exempel begränsat av råvarutillgång

För nya processer, som är under utveckling, kan frågeställningar till exempel vara att prioritera olika utvecklingsvägar och styra teknikutveckling. Vi kan bland annat identifiera flaskhalsar där vidare processutvecklingsarbete behövs för att drastiskt förbättra kostnadsprestanda hos en process. Baserat på processdata eller konceptuella data kan vi genom simuleringar och beräkningsstudier utvärdera optimala processförhållande samt processval. Vårt arbete sker ofta i samma projekt som utför teknikutveckling för att maximera synergierna.

För kommersiella processer kan analyser av denna typ användas för att utvärdera och jämföra olika tillgängliga teknikalternativ, bedöma effekten av integrering och uppskatta lönsamhet för en produktionsanläggning under planering. Vi kan i detta sammanhang bidra med allt från tidiga konceptuell studier till stöd under ingenjörsarbete som förberedelse för ett anläggningsbygge.

Projekten vi arbetar i är av grundläggande eller tillämpad karaktär, ofta kopplat till eller på uppdrag av t.ex. kemiindustrin, petroleumindustrin, massa- och pappersindustrin, transportsektorn samt bioraffinaderiföretag. Ofta är råvarorna restprodukter från skogsindustrin och jordbruket, t.ex. grot (grenar och toppar), bark, sågspån, lignin, halm samt slam. Exempel på processer och tekniker som vi arbetat med är förgasning, pyrolys, hydrotermisk förvätskning (HTL), ångreformering, vätebehandling, fermentering och rötning.