Magdalena Borzęcka-Walker. Wykorzystanie produktów opartych na biomasie do rozwoju produkcji biopaliw

Transkrypt

1 Magdalena Borzęcka-Walker Wykorzystanie produktów opartych na biomasie do rozwoju produkcji biopaliw

2 Cele Ocena szybkiej pirolizy (FP), pirolizy katalitycznej (CP) oraz hydrotermalnej karbonizacji (HTC), Optymalizacja transportu i logistyki Eksploatacja nośnika energii i jego produkty pochodne Ocena i porównanie łańcucha dostaw

3 Potencjał biomasy Słoma najbardziej obiecującym rodzajem biomasy do celów energetycznych jest słoma

4 Zielone chemiczne półprodukty spalanie Ciepło i energia Suchy lub mokry surowiec Konwersja do nośników energii Logistyka i transport gazyfikacja i synteza oczyszczanie Paliwa transportowe i chemikalia Paliwa transportowe, Olej opałowy Magazynowanie Proces przetwarzania surowców biomasowych

5 Dostępna biomasa Użyta biomasa Źródło biomasy (pryzma) Centralny zakład konwersji Źródło biomasy pobocze Magazyn pośredni Połączony zdecentralizowany zakład konwersji Centralny zakład konwersji Użytkownik końcowy Zdecentralizowany zakład konwersji Połączony zdecentralizowany zakład konwersji Magazyn pośredni Potencjalna lokalizacja

6 Zdecentralizowana konwersja Stan prac w katalitycznej pirolizie Praca wykonywana zarówno w laboratorium jak i skali pilotażowej Katalizatory syntetyzowane przez GRACE Cztery katalizatory badano w skali pilotażowej Wystarczająca ilość oleju został wyprodukowany do analiz Podnoszenie jakości w procesach rafineryjnych w toku (NESTE) Wyniki do dziś bardzo obiecujące Miskant Odpady przemysłu drzewnego Słoma pszeniczna

7 Zdecentralizowana konwersja Piroliza katalitycznej (CP) koncepcja- CERTH Bio-olej Pyroliza katalityczna biomasy Katalizator heterogeniczny Olej Oil dla Refinery rafinerji

8 Zdecentralizowana konwersja Szybka piroliza (FP) at KIT Konwersja suchego surowca poprzez pirolizę do pośredniego nośników energii na różnych poziomach procesu: Poziom- Lab: szybkość podawania biomasy~ 0,1 kg/h Jednostka demonstracja procesu: Szybkość podawania biomasy~ kg/h bioliq Pilotażowy zakład: Szybkość podawania biomasy~ 500 kg/h

9 Szybka piroliza (FP) Miskant Słoma pszeniczna Odpady przemysłu drzewnego BioBoost Status Slides V 2.0_M14 9

10 Przygotowanie nośnikiem energii, charakterystyka, obsługa i przechowywanie Mieszaniny frakcji z pyrolizy biowęgiel i olej zawiesiny lub pasty Mieszanie zawiesiny oraz urządzenia do zagęszczania zawiesin, Różnice w zawartości ciał stałych i charakterystyka wytworzonych zawiesin Pomiar zużycia energii w procesie mieszania Mikser koloidalny zawiesina Mieszalnik Pasta Badania sedymentacji zawiesin Charakterystyka biowęgla Wieża sedymentacyjna z segmentami oraz zebrane próbki po określonym czasie biowęgiel Rozkład wielkości cząstek Kształt i struktura

11 Zdecentralizowana konwersja Karbonizacja hydrotermalna (HTC) - AVA CO2 Zakład przemysłowy HTC-0 Zakład pilotażowy K3-335

12 Zdecentralizowana konwersja Status of the work in HTC Analizy laboratoryjne w KIT karbonizacja HTC analizy węgla i wody poprocesowej K3 karbonizacja w AVA-CO2 HTC analizy węgla i wody poprocesowej Optymalizacja parametrów reakcji HTC analizy węgla i wody poprocesowej HTC0 test (wielkość przemysłowa) HTC analizy węgla i wody poprocesowej Biomasa dedykowana HTC w BioBoost Organiczne odpady komunalne Odpady poprodukcyjne z browarów słoma

13 Cenne produkty - HTC woda poprocesowa -Fosforany, Hydroksymetylofurfural (do wytwarzania różnego rodzaju chemikaliów) - Pyrolisa - Olej -fenole (do wykorzystanie do produkcji żywice polimerowych)

14 Pośrednie nośniki energii: Olej katalityczny (pyroliza katalityczna), Bio-syncrude (biosyntetyczna ropa naftowa ) (mieszanka biowęgla i płynnej fazy z szybkiej pirolizy) Biowęgiel (z konwersji hydrotermalnych)

15 Ocena techniczno-ekonomiczna - TNO granice procesu Granice procesu 1. Wynik: produkt 2. Wkład: surowce, urządzenia, katalizatory, etc. 3. Proces: pojemność, praca, sprzęt, etc. 4. Emisje: powietrza, wody i gleby. 5. Odpady: strumienie odpadów, które mają być zużyte i mają opłaty

16 Kluczowe wskaźniki wydajności Surowiec Logistyka Koszt dostarczenia biomasy do lokalnego zakładu /ton Lokalny zakład przetwórczy Lokalny zakład przetwórczy Całkowity kapitał inwestycyjny Wydatki operacyjne Nośnik energii Koszt produkcji nośnika energii /MWh (minimalna cena sprzedaży) Logistyka koszt /ton Centralny zakład przetwórczy Centralny zakład przetwórczy Całkowity kapitał inwestycyjny Wydatki operacyjne Final end product Koszt produkcji energii w /MWh (minimalna cena sprzedaży) Produkt końcowy Bilans energetyczny Efektywność energetyczna przetwarzania biomasy do końcowego produktu energetycznego

17 Ścieżki referencyjne Biomasa: Słoma Zakłady lokalne Szybka pyroliza Biosyncrude Zakłady centralne Zakład gazyfikacji Syngas Biomasa: resztki z przemysłu drzewnego Katalityczna pyroliza Pyrolysis Oil Refineria Paliwa transportowe Biomasa: Organiczne odpady komunalne Hydrotermalna karbonizacja Biowęgiel Elektrociepłownia Ciepło i energia elektryczna

18 Wstępne wyniki analiz ocena techno-economiczna względny udział w kosztach operacyjnych surowiec narzędzia inne zmienne, stałe koszty ogólne koszty

19 Podział kosztów na nośnik energii Lokalne przetwórstwo Logistyka Biomasa

20 Osiągnięcie celu Identyfikacja optymalnego nośnika (-ów) energii wytwarzanej przez zdecentralizowane zakłady przetwarzania biomasy przy użyciu szybkiej pirolizy (FP), pirolizy katalitycznej (CP) oraz hydrotermalnej karbonizacji (HTC), Zwiększenie elastyczności różnych rodzajów surowca poprzez zastosowanie zoptymalizowanego nośnika (-ów) energii. Umożliwienie wykorzystania mokrych i suchych surowców dla wszystkich aplikacji Ocena chemicznych produktów ubocznych przemiany Opracowanie logistycznego modelu do identyfikacji najbardziej odpowiednich lokalizacji dla zakładów konwersji na podstawie podaży i popytu Wykonanie technicznej, ekonomicznej, środowiskowej i społecznej oceny wrażliwości łańcuchów, i analizy scenariuszy (LCA) Analiza oraz wskazanie nośnika (ów) energii oraz zastosowanie w elektrociepłowniach, gazyfikacji, rafineriach, oraz zakładach chemicznych 20

21 Dziękuję za uwagę