Ny gassifiseringsreaktor er klar for bruk på SINTEF Energy Lab

I 2014 fikk man finansieringen på plass, både gjennom interne midler og støtte fra Norges forskningsråd gjennom NorBioLab.

Norsk bioraffineringslaboratorium (NorBioLab) er en samling av nasjonal forskningsinfrastruktur for bioenergi og bioraffinering. Norbiolab er det eneste av de i alt 57 nasjonale infrastruktursentrene i Norge hvor det forskes på raffinering av biomasse. NorBioLab ledes av Papirindustriens Forskningsinstitutt (Rise PFI) i samarbeid med Norges Teknisk-Naturvitenskapelige Universitet (NTNU), SINTEF Energi AS og Norsk Universitet for biovitenskap (NMBU).

Teknologien bak reaktoren

Gassifiseringsreaktoren ved SINTEF Energi er av typen medrivningsreaktor (Entrained Flow Reactor – EFR), men er konstruert på en måte som gjør at den enkelt kan omkonfigureres enten til en sylinderreaktor (drop tube) eller til en damp-fluidisert reaktor (fixed fluidized bed). Andelen O₂/N₂ inn i prosessen kan varieres separat slik at reaktoren kan opereres i oksygenanriket modus. Reaktoren kan brukes opp til 1500 °C, er sertifisert til 10 bar og er bygget for både å være relevant for industrien. Samtidig skal den dekke forskningsbehovet knyttet til noen grunnleggende utfordringer med til gassifisering.

Etter flere vellykkede eksperimentelle kampanjer (med rent trevirke) i vår, vil vi framover i 2019, fortsette å studere i hvilken grad noen potensielle utvalgte brensler er egnet for gassifisering (stor variasjon i karbon og askeinnhold), samt forske på tilhørende aske- tjære- og sotrelaterte utfordringer. Da reaktoren er elektrisk oppvarmet ønsker vi og å studere hvordan resultatene kan benyttes inn mot skalering av anlegg i 10-100 x større skala. I hvilken grad kan resultater fra en 15 kW laboratoriereaktor skaleres opp til fullskala og vis-versa? Resultater fra forsøkskjøringene vil og gi viktig tallmateriale som kan benyttes inn i simuleringsarbeider hvor denne type prosesser studeres.

Hovedproduktet fra reaktoren vil alltid være en syntesegass mens biprodukter kan være typer av tjære/sot komponenter. Sammensetning og mengde syntesegass er avhengig av biomassens komposisjon, reaktorkonfigurasjon og driftsbetingelser. Produsert syntesegass foredles normalt videre via forskjellige katalytiske prosesser for produksjon av etanol, metanol samt Fischer Tropsch relaterte produkter. Resultater fra EFR reaktoren er et viktig bidrag inn mot det grønne skiftet – en klima- og miljøvennlig omstilling, hvor deler av dagens fossile energiforbruk skal dekkes gjennom økt bruk av biomasse.

Selv om det gjenstår noe arbeid for å optimalisere reaktoren kan man nå si at NorBioLab med partnere kan kalle seg stolte eiere av en fullt fungerende gassifiseringsreaktor. Resultater fra Gassifiseringsreaktoren hos SINTEF Energi AS brukes allerede inn mot hele tre parallelle prosjekt; GAsPro – Forskerprosjekt, Bio4Fuels – FME og GAFT – KPN.

• Les mer om gassifisering i SINTEF her
• Dette kan også være av interesse: Nå åpner vi SINTEF Energy Lab – et viktig verktøy for energinasjonen Norge.

Biodiesel til 18-20 kroner per liter

Hva gjelder økonomien for gassifisering + Fischer Tropsch syntese, har man nylig beregnet[1] at et anlegg i Norge av denne typen på rundt 450 MW, basert på rent trevirke kan produsere biodiesel til rundt 24-29 kr per liter, altså cirka det dobbelte av dagens priser på fossil diesel. Tar man høyde for innblanding av slam man får betalt for, vil kostnadene synke ned mot 18-20 kr. Bygger man inn anlegget i et eksisterende raffineri, slik at synteseproduktene kan tas inn som en delstrøm i raffineringsprosessen og i tillegg blander inn 25 % slam, er vi nede på en literpris på respektive 19-22 kr og 18-20 kr. Da begynner vi snart å snakke reell lønnsomhet! Energiinnholdet i biomassen regnes som CO₂ nøytral ved bruk. Den tilhørende reduksjonen av drivhusgasser (GHG) for samme anlegg vil ligge på mellom 74-77 % sammenlignet med bruk av fossil diesel. Beregningene er gjort med utgangspunkt i en avkastning på 10 %, 25 års levetid på anlegget, en lånerente/tid på 7 %/10 år samt 7000-8000 timer produksjonstid per år.

[1] Gonzalo D. A. et al., Decentralized Production of Fischer−Tropsch Biocrude via Coprocessing of Woody Biomass and Wet Organic Waste in Entrained Flow Gasification: Techno-Economic Analysis, Energy Fuels, 2017, 31 (6), pp 6089–6108