Svensk massa-, kemi- och pappersindustri skulle med rätt förutsättningar kunna öka produktionen av förnybara drivmedel och kemikalier och samtidigt ta en mer aktiv roll på elmarknaden genom att producera så kallade elektrobränslen. Det visar ett forskningsprojekt som genomförts av RISE, tillsammans med Södra, Nouryon och BillerudKorsnäs.
I projektet har potentialen i både de befintliga processerna och efter införande av elektrobränsleprocesser för produktion av förnybar vätgas, metan och/eller metanol undersökts. Studien har innefattat analys på både fristående massabruk och integrerade massa- och pappersindustrier utifrån såväl nuvarande elmarknad som framtida elmarknadsscenarier för 2030 och 2040.
Resultaten från projektet visar att rådade elpriser i kombination med marknadsförutsättningar för gröna kemikalier/bränslen i dagsläget sätter stopp för elektrobränslen. Men vid gynnsamma scenarier för elpriserna så visar resultaten att massa- och pappersindustrin har goda framtidsutsikter att öka sin aktivitet på elmarknaden och bidra med både flexibilitet och produktion av gröna bränslen och kemikalier. Genom att styra elkrävande processer och introducera nya elektrobränsleprocesser eller elektrolys av natriumsulfat kan nyttan av tillgänglig produktionskapacitet maximeras på samma gång som förnybara bränslen/kemikalier produceras integrerat i cirkulära flöden.
– Pappers- och massaindustrin sitter på en guldgruva när det gäller biogen/grön koldioxid, säger Anna-Karin Jannasch, projektledare från RISE.
– Om man skulle låta all grön koldioxid som svensk massa- och pappersindustri årligen släpper ut (ca 22 Mton/år) reagera med förnybar vätgas skulle det teoretiskt räcka till att producera upp till ett par tiotals Mton förnybar metan eller metanol. Volymer som kan ersätta fossila alternativ med väsentliga klimatvinster som följd.
När det gäller införsel av elektrobränsleprocesser visar resultaten att det i framtiden, med en förändrad elprisbild, skulle vara lönsamt att investera i elektrolysöverskottkapacitet för att möjliggöra ytterligare flexibilitet vid bruken. Dessutom kan ytterligare intäkter förväntas genom att utnyttja detta överskott för att delta på balansmarknaden.
Studien visar dock att tillgången och infångningen av den gröna koldioxiden idag inte är de begränsande faktorerna för etablering av elektrobränsleprocesser i varken fristående eller integrerade bruk. Istället begränsas etableringen av tillgången på el vid bruken samt av rådande marknadsförutsättningar för gröna kemikalier/bränslen. Produktionskostnaderna för elektrobränslena visade sig i detta fall vara högre (från omkring 10% upp till dubbel kostnad, beroende på scenario) än dagens marknadspris, men förväntas minska betydligt i takt med att investeringskostnaden för elektrolys och kostnaden för CO2-infångning med tiden minskar.
– Rapporten ger pappers- och massaindustrin ökad kunskap om vilka möjligheter de har för öka sin aktivitet på elmarknaden och också hur de framgent kan agera på en mer volatil elmarknad. Resultaten ger också kemiindustrin ökad kunskap om hur de kan skapa nya värden i form av förnybara kemikalier och bränslen i samarbete med massa- och pappersindustrin, säger Anna-Karin Jannasch.
– Det finns stora fördelar med att återanvända koldioxid i produkter istället för att slutlagra den, så kallat CCS. På så sätt skapas ett cirkulärt flöde, vilket elektrobränslen möjliggör. Vi ser detta som ett kunskapsbyggande projekt inför framtiden och vi följer området med intresse, säger Catrin Gustavsson, chef Södra Innovation och Nya affärer.
Resultaten kan även ligga till grund för olika bioraffinaderikoncept och kan med fördel kopplas samman och vidareutvecklas med till exempel flera pågående projekt för produktion av gröna flygbränslen. Projektresultaten kan även användas av andra industrier som på olika sätt har behov av förnybar vätgas och eventuellt syrgas och/eller har stora punktutsläpp av koloxid och/eller koldioxid. Till exempel biogas-, cement-, kemi-, kraft- eller stålindustrin.
Intresset för elektrobränslen har de senaste åren vuxit kraftfullt och det finns idag drygt ett fyrtiotal demonstrations- och pilotanläggningar i drift eller under uppbyggnad i Europa. Än så länge finns ingen anläggning på plats i Sverige.
Fakta elektrobränslen
Elektrobränslen är ett samlingsnamn för syntetiska bränslen som framställs från el och vatten genom elektrolys till vätgas och syrgas. Vätgasen kan antingen användas direkt som bränsle eller insatsråvara för industriprocesser. Det är också möjligt att låta vätgasen reagera vidare till andra produkter såsom metan och/eller metanol via reaktioner med koldioxid från rökgaserna. I de fall elen för vattenelektrolysen och koldioxiden för att bygga kolväten är av förnybart ursprung skapas förnybara substanser som ersätter fossila energibärare och produkter.
Källa: RISE
