Ny process förbättrar klimatprestandan för bioolja som drivmedelsråvara

Syrefattig bioolja framställt från skogsrester är det fossilfria alternativet till råolja för produktion av drop in-drivmedel. Ny forskning jämför fyra processvägar som avlägsnar syret med hjälp av vätgas. En av processerna utklassar de övriga och kan bli viktig för att nå transportsektorns klimatmål.

Det handlar om den så kallade IH2-processen, där pyrolys av restbiomassa, HDO (hydrodeoxygenering; avlägsnande av syre) samt produktion av vätgas – som får reagera med syret och bilda vatten – integrerats till en helhet. Produkten blir en syrefattig bioolja som kan användas direkt i raffinaderierna för att producera drop in-bränsle i form av bensin och diesel. För att nå klimatmålet 2045 skulle processen årligen kräva mellan 0,17–0,42 miljoner ton vätgas.

IH2 har tagits fram av Gas Technologi Institute (GTI) och vidareutvecklats av Shell, som äger processen.

Potential att möta efterfrågan

Sverige har goda förutsättningar att ta tillvara restbiomassa för produktion av biodrivmedel. För närvarande står biodrivmedel för en femtedel, eller 16 TWh/år, av hela den svenska transportsektorns energibehov. Behovet förväntas mer än fördubblas till 38 TWh/år till år 2045.

Här har IH2-processen stor potential att bidra till att möta efterfrågan i framtiden.

– Vi har upptäckt att avlägsnandet av syre från biooljan med hjälp av just hydrodeoxygenering, HDO, har en signifikant inverkan på hela processen, säger Shareq Mohd Nazir, KTH, som lett projektet.

Han förklarar att den avkastning och effektivitet som uppnås med IH2 kan ha stor betydelse för klimatmålen om transportsektorns minskade växthusgasutsläpp, även om det behövs mer forskning för att förbättra prestandan för de andra processerna.

Marknadsnära och med överlägsen systemeffektivitet

I en jämförelse mellan IH2 och tre andra processvägar som med hjälp av vätgas tar bort syret från den värdefulla biooljan utmärkte sig IH2-processen på flera sätt. Forskarnas tekno-ekonomiska analyser av prestandan för processvägarna och studier av hur de faller ut klimatmässigt i två olika scenarier visade att IH2-processen överträffar de andra på samtliga plan.

– IH2 är ett stort steg framåt för produktionen av biodrivmedel. Vi ser en total systemeffektivitet på 60 procent, jämfört med de andra processerna som ligger på runt 25 procent, säger Shareq Mohd Nazir.

IH2-processen har redan demonstrerats på kommersiell nivå och är redo för marknaden. Priset på det drop-in-bränsle som framställs med hjälp av tekniken blir 56–75 procent lägre än dagens marknadspris för fossilbaserade drivmedel.

Uppnår negativa utsläpp med CCS

Resultaten från projektet visar att jämfört med användning av fossil råolja kan den syrefattiga bioolja som framställs via IH2-processen ge drop in-drivmedel som minskar koldioxidutsläppen med 91–96 procent.

IH2 är också den av de fyra studerade processvägarna som tar bäst vara på vara på kolet i biomassan. Men kolomsättningen i HDO-steget är kritisk. Mer än 50 procent av kolet förloras i form av koldioxid. Det behöver optimeras vilket skulle kunna åstadkommas genom att inkludera CCS, Carbon Capture and Storage (koldioxidavskiljning och lagring) i förgasningssteget.

-Kombinationen av denna typ av framställning av syrefattig bioolja tillsammans med CCS skulle kunna resultera i negativa utsläpp vilket gör processen väldigt attraktiv, säger Shareq Mohd Nazir.

För att det ska kunna förverkligas krävs framtida styrmedel och support.

-----------------

Projektet Processer för produktion av drivmedel via deoxygenerad bioolja

Forskningsresultaten har tidigare presenterats tidigare i ett webbinarium.

Rapporter och länkat material.

Projektgrupp: Shareq Mohd Nazir (projektledare), Klas Engvall, Lucio Rodrigo Alejo Vargas och Shivani Ramprasad Jambur, KTH; Simon Harvey, Chalmers; Elin Svensson och Pontus Bokinge, CIT Industriell Energi; Rolf Ljunggren, Cortus Energy AB.