Effektivare biodrivmedel genom fraktionering av pyrolysolja och uppgradering

Produktion av biooljor från lignocellulosa följt av uppgradering till drivmedel är idag en stark trend i kommersiella aktiviteter kring biodrivmedelstillverkning i Sverige. Genom samprocessning av pyrolysbaserad bioolja med fossil olja i befintlig eller modifierad raffinaderiteknologi kan förnybara drivmedel produceras. Dock är utbytet av förnybara drivmedelskomponenter ofta begränsat samt vätgasåtgången hög, vilket medför både högre kostnader och sämre klimatprestanda. Både låga utbyten och hög vätgasåtgång beror huvudsakligen på biooljans innehåll av lågmolekylära, syrerika föreningar (t.ex. socker och dess nedbrytningsprodukter) som under behandling i raffinaderiet främst bildar gaser och därmed inte bidrar till önskvärda drivmedelsprodukter i någon större utsträckning.

Socker i biooljor som orsakar problem i samprocessning är samtidigt en tänkbar råvara för etanolproduktion. Övergången till andra generationens etanol från lignocellulosa har hindrats av möjligheten att valorisera ligninfraktionen i råvaran. Ett sätt att förbättra ekonomin och öka det totala utbytet av biodrivmedel från biomassa kan således vara att separera socker från bioolja före dess uppgradering i raffinaderiet för att i en kompletterande process framställa etanol från detta socker. Utbytet av biodrivmedel från biomassa kan ytterligare vidareutvecklas med idag kända metoder för att öka utbytet av socker i bioolja, t.ex. genom asklakning av biomassa före pyrolys (ca 30 vikts% av bioolja, ca 20 vikts% per torr biomassa). Den återstående fraktionen av biooljan, främst s.k. pyrolytiskt lignin, är potentiellt lättare att uppgradera med vätebehandling till kolvätebaserade drivmedel, bl.a. beroende av ett lägre innehåll av syre och lågmolekylära föreningar.

Samproduktion av etanol och kolvätebaserade drivmedel utifrån bioolja från pyrolys förväntas således ge stora synergier genom att erbjuda valorisering av samtliga komponenter i biomassa på ett nytt sätt och även tekniskt underlätta den raffinaderibaserade uppgraderingen. Detta leder till: 1) ett högre totalt utbyte av drivmedel från biomassa, 2) en ökad koleffektivitet i omvandlingen av biomassa till biodrivmedel, samt 3) lägre produktionskostnader för lignocellulosabaserade drivmedel.

Mål:

• I pilot- och/eller laboratorieskala utveckla och validera en värdekedja från skogsbaserade råvaror till färdiga drivmedel baserad på tekniken som beskrivs ovan.
• Kvantifiera balanser och utbyten för denna värdekedja i liten skala och genom modellering uppskatta motsvarande siffror för en process i kommersiell skala.
• Baserat på detta i en systemanalys, visa att denna nya teknik ger:
  • ökade utbyten jämfört med dagens processer för biooljebaserade drivmedel
  • lägre produktionskostnader jämfört med andra etanol- eller biooljebaserade drivmedel
  • drivmedel med >85% växthusgasreduktion