Hvilke råvarer kan omsættes Hvilke råvarer kan omsættes til til biobrændstof?biobrændstof?

Henrik Hauggaard-NielsenHenrik Hauggaard-Nielsen

Mette Hedegaard ThomsenMette Hedegaard Thomsen

Erik Steen JensenErik Steen JensenAfd. for BiosystemerAfd. for Biosystemer

Program for Bioenergi og biomasseProgram for Bioenergi og biomasse

1000 kg halm/timeIBUS anlæg: Elsam, Sicco, Risø, KVL, TMO

InnovationsstudierPerspektiver for udviklingVirksomheders vækstbetingelserog innovationsevne

2006-9 Forskning vedrørende 2006-9 Forskning vedrørende bæredygtig bæredygtig bioenergiproduktionbioenergiproduktion

KonverteringsteknologierRåvareegenskaberForbehandlingEnzymatisk hydrolyseFermentering (ethanol, biogas, H2)Procesoptimering og styringBioraffinaderikoncepter

BæredygtighedsanalyserSamfundsøkonomiLivscyklusanalyseEnergibalancer og -systemer

BiomasseproduktionMultifunktionelle produktionssystemerBioenergi i økologisk jordbrugEffekter af recirkuleret materialeMiljøeffekter

SidestrømmeBiopolymererMaterialerFoderGødning

BiobrændstofferBiobrændstoffer

Flydende eller gasformige brændstoffer til transport– Råvarer: landbrugsafgrøder, træ, rest

og affaldsprodukter– Fremstilling: fermentering

– Karakteristik: vedvarende og CO2 neutral energi.

• ethanol, biodiesel, planteolier, biogas, biobrint eller fast brændsel (træpiller og briketter)

Biomasse til konverteringBiomasse til konvertering

Restprodukter: halm, roetop, savsmuld, Restprodukter: halm, roetop, savsmuld, husdyrgødning, melasse osv.husdyrgødning, melasse osv.

Landbrugsafgrøder: korn, roer, kartofler, Landbrugsafgrøder: korn, roer, kartofler, raps, kløvergræs, osv. raps, kløvergræs, osv.

Flerårige energiafgrøder: pil, el, poppel, Flerårige energiafgrøder: pil, el, poppel, elefantgræs, osv.elefantgræs, osv.

Træ, træaffaldTræ, træaffald Affald: agroindustrielt affald, Affald: agroindustrielt affald,

husholdningsaffald, salm, osv.husholdningsaffald, salm, osv.

Brugbare råvarerBrugbare råvarer En stor andel af biomasse er En stor andel af biomasse er

sukkerarter/polysakkaridersukkerarter/polysakkarider Udfordringer er at ”åbne” biomassen Udfordringer er at ”åbne” biomassen

og gøre sukkermolekylerne tilgængelig og gøre sukkermolekylerne tilgængelig for hydrolyse og mikrobiel for hydrolyse og mikrobiel fermenteringfermentering

Amylose(Stivelse)

Cellulose(Lignocellulose)

amylase

cellulase

xylanase

Mikroorganisme

C6-sukre

C5-sukre

Bioethanol fra stivelse Bioethanol fra stivelse (kerner)(kerner)

Fermentering

Destillering

Ethanol

Hydrolyse

Amylase Gær

Strukturen af lignocelluloseStrukturen af lignocellulose

Hemicellulose

Cellulose

Lignin

C6 sukre(Hexoser)C5 sukre

(Pentoser)

BioeBioethanol frthanol fraa lignocellulose lignocellulose

Lignocellulose

råvarer

Forbehandling

Destillering

Ethanol

Hydrolyse

Cellulase Gær

Fermentering

Cellulose

Lignin

Hemicellulose

Forbehandling af Forbehandling af lignocelluloselignocellulose

BioeBioethanol frthanol fraa lignocellulose lignocellulose

Lignocellulose

råvarer

Forbehandling

Destillering

Ethanol

Hydrolyse

Cellulase Gær

Fermentering

Hemicellulose

Lignin

Cellulose

C6

Xylanase

C5

Mikroorganisme?

Råvarer

Potent.

Aktuelt

EtOHkg/ton

EtOHkg/ton

Udbytte

hkg/ha

EtOHtons/ha

Hvedekerne

400 400 100 4,0

Hvedehalm 520 250 70 1,8

Majskerne 410 410 70 2,92,9

Majshalm 560 250 60 1,51,5

Sukkerroe 480 480 600 7,2

Sukkerroetop

560 250 180 0,5

Kløvergræs 570 300 100 3,03,0

Råvarer og ethanol udbytteRåvarer og ethanol udbytte

Ethanol og Ethanol og transportsektorentransportsektoren

RåvarerProduk. (mio tons)

Brændst. (mio tons)

% af forbru

g

Halm – afbræ. 1,12 0,180,18 55

Halm – nedm. 1,64 0,260,26 77

Raps (frø) 0,47 0,150,15 44

Brak (øko korn) 1,29 0,260,26 77

Korn export 1,58 0,400,40 1111

Sukkerroe -2004*

2,83 0,340,34 66* leveret til fabrik; top ikke medtaget

Kraft-varme

Fossil energi

VarmeEl

IBUS bioraffinaderiIBUS bioraffinaderi

Biomasse

Biobrændstof

DampEl

Bigballer med halm

Tilsætninger:mikroorganismer mv.

Kerner

Bigballer med helsædsafgrøder

Husholdningsaffald

BioethanolFoder (30% protein)Foder (60% protein)

Partnere: Elsam, Sicco, Risø, KVL og TMO

Næringssalte

BiomaterialerBioplastik

Perspektiver og Perspektiver og forskningsbehovforskningsbehov

1)1) Udvikling, optimering og opskalering Udvikling, optimering og opskalering af biomassekonvertering til af biomassekonvertering til biobrændstoffer biobrændstoffer

2)2) Udvikling af bioraffinaderi koncepterUdvikling af bioraffinaderi koncepter

3)3) Egenskaber ved afgrøder/sorter – Egenskaber ved afgrøder/sorter – herunder design og test af nye herunder design og test af nye dyrkningsmetoder og dyrkningsmetoder og dyrkningssystemerdyrkningssystemer

4)4) Triple helix: Samspil mellem Triple helix: Samspil mellem

forskning, erhverv og politikforskning, erhverv og politik