I SINTEF har vi lang erfaring med å produsere og bruke biokull, og avanserte laboratoriefasiliteter og modelleringsverktøy som lar oss utføre grunnleggende og anvendt forskning på området bioenergi. Vi tilbyr prosjektbasert forskning og utvikling for nasjonal og internasjonal industri, samt forsknings- og forvaltningsnettverk.
Biokull i metallurgisk industri
Karbon er en viktig innsatsfaktor i metallurgisk industri. Utfordringen er at det i dag stort sett brukes fossilt karbon – noe som fører til at denne industrien står for et av landets største CO2 utslipp.
Biokull vil derimot være karbonnøytralt. Biomassen består av planter og trær som allerede har tatt CO2 ut av atmosfæren gjennom fotosyntesen. Når denne biomassen konverteres for energiformål eller prosessformål føres den samme CO2 mengden tilbake. Altså: ingen netto CO2-tilførsel til atmosfæren.
For at biokull skal kunne brukes i metallurgiske prosesser må det tilfredsstille visse kvalitetskrav slik at produksjonsprosessene og kvaliteten på produktene ikke forringes. Dette er en betydelig utfordring for noen metallurgiske industrier, og et viktig forskningsområde.
Biokull brukes i dag i silisiumproduksjon i Norge. Vi forsker i tillegg på hvordan biokull kan erstatte fossilt karbon i andre metallurgiske prosesser, f.eks. mangan- og aluminiumsproduksjon.
Biokull i landbruk og negative klimagassutslipp
Biokull har egenskaper som gjør at det egner seg spesielt godt som jordforbedringsmateriale på grunn av sin porøse struktur og evne til å holde på vann og næringsstoffer.
Men ikke nok med det. Biokull kan faktisk bidra til å fjerne CO2 fra atmosfæren. Noe vi er helt avhengig av for å nå klimamålene, ifølge FN.
Gjennom pyrolyseprosessen blir ca. halvparten av karbonet lagret i biokullet. Den andre halvparten av karbonet blir omgjort til varme når pyrolysegassen forbrennes, som igjen kan brukes til direkte oppvarming, fjernvarme eller kraftproduksjon.
Biokull er svært lagringsstabilt og kan holde på karbonet i flere hundre år. Derfor fjerner vi effektivt CO2 fra atmosfæren dersom vi putter karbonet i jorden i stedet for å brenne det. Faktisk vil det å bruke én kubikkmeter biokull i jorden tilsvare reduksjon av hele 1000 kg CO2 utslipp. Dersom 4000 norske gårder og gartnerier lager biokull og blander det i jorda, kan utslippene fra landbrukssektoren halveres! I tillegg gir metoden sterkere og sunnere planter – helt naturlig.
Bruker du i tillegg BECCS på pyrolyseprosessen vil du fjerne enda mer CO2 fra atmosfæren.
Bærekraftig biokull verdikjede
Biokull kan i teorien fremstilles av alt organisk materiale, men kvaliteten på biomassen vil ha dirkete påvirkning på kvaliteten til biokullet. Matavfall, flis fra treforedling og restprodukter fra landbruket er spesielt godt egnet. Dette er biomasse som i utgangspunktet har relativt lav alternativ verdi, men som gjennom å bli til biokull kan få økt verdi. Biokullproduksjon kan dermed bidra til bedre ressursutnyttelse og til å håndtere det økende avfallsproblemet i verden.
Selv om utnyttelsen av biokull er miljøvennlig er ikke nødvendigvis produksjonen det. Det er for eksempel ekstremt viktig at vi ikke driver rovdrift på naturen for å produsere biokull. Vi må etablere bærekraftige verdikjeder. Det forsker vi i SINTEF på, f.eks. for bruk av biokull i metallurgisk industri.
Skal verdikjeden være bærekraftig må den ha høy energieffektivitet, lav klima- og miljøbelastning og være sosialt akseptabel og økonomisk levedyktig. Dette forutsetter optimalisering av alle ledd i biokullverdikjeden.
Vi har ikke en slik optimalisert verdikjede på plass i dag, men vi er på god vei. Flere forskningsprosjekter er utført og flere pågår, hvor det overordnede målet er bærekraftige biokullverdikjeder. Men, det er fremdeles et betydelig forskningsbehov utover dette, for å nå det overordnede målet.
Vi arbeider innen disse områdene:
- Pyrolyse
- Karakterisering, testing og optimalisering
- Teknologiutvikling
- Utslippsminimering
- Verdikjedeanalyse
Typiske oppdrag for oss er:
- Produksjon av biokull fra biomasse ressurser
- Karakterisering og testing av biokull og optimalisering av egenskaper
- Teknologiutvikling knyttet til pyrolyseprosessen og oppgradering av biokullet
- Minimering av utslipp fra pyrolyseprosessen og andre ledd i verdikjeden
- Verdikjedeanalyse for ulike biokull verdikjeder
Hvem gjør vi dette for?
- Metallurgisk industri
- Biomasse- og agrobasert industri
- Offentlige institusjoner og myndigheter
