Hvilke udviklingsmuligheder ligger der i sukkerbaserede brændstoffer?

1. Hvilke udviklingsmuligheder ligger der i sukkerbaserede brændstoffer? Claus Felby Skov & Landskab, KU-Life

2. Mange!

3. Høje oliepriser = nye tider

4. Biobrændselkæden Plante Mark Fabrik Transport

5. Udviklingsmål • Større netto energiudbytte og effektivitet for alle led i kæden • Reduktion i udledningen af drivhusgasser • Bedre udnyttelse af planteprotein • Nye energibærere

6. 1 generation -Majs, hvede, sukkerroer • 2 generation –Halm, græs og helsæd • 3 generation –? (Nye energibærere og alger)

7. Energiforbruget ved dyrkning udgør kun ca. 10% af energiudbyttet Det største bidrag af drivhusgasser fra markbruget ligger ikke i energiforbrug, men i dannelsen af andre drivhusgasser som methan og lattergas Ny dyrkningspraksis og andre afgrøder kan kraftigt forbedre dette –stay tuned! Bedre praksis i marken Fabrik Landbrug 2 gen. bioethanol output energi, sammen- holdt med energiforbrug til gødning (hvede)

8. Produkter fra 1 generation • Ethanol • CO2 • Nyt produkt; fjern CO2 fra atmosfæren! Lagring af CO2 direkte fra fermenteringen. • Proteinfoder • Nyt produkt; Bedre højproteinfoder

9. Proteinfoder: Fraktionering af korn og majs Kim • Tørfraktionering er velkendt hos bryggerierne • De dele af kernen som ikke indgår i fermenteringen fjernes • Nemmere og mere ”ren” proces • Langt bedre foderprodukt med samme proteinindhold som soyamel Klid Stivelse

10. 1 generation; 100 kg hvede Idag Imorgen 15 kg klid og kim Formaling Formaling Nedbrydning til forgærbare sukre Nedbrydning til forgærbare sukre Gæring 34 kg CO2 Gæring 34 kg CO2 Destillation Destillation 33kg Foder 33 kg Ethanol 18 kg Foder 33 kg Ethanol Samme mængde protein 20% mindre energiinput

11. 2 generation • Flere demonstrationsprojekter under opstart heraf 2 i Danmark • Stadig optimering af processernes energiforbrug og økonomi • Stor variation i anvendelse af råmaterialer • En lang række af produkter • Ethanol • Fastbrændsel • Biogas • Foder • Gødning • Kemikalier

12. IBUS (Inbicon/DONG) • Demonstrationsanlæg integreret med Asnæsværket • Råmateriale: Hvede • Udnytter både kerner og strå • Produkter: Ethanol, fastbrændsel, foderprotein, gødning • Opstart 2009

13. BornBiofuel (BioGasol) • Integreret anlæg med ethanol, biogas og (kraft/varme) • Råmaterialer: Halm, græs og affald • Produkter: Ethanol, brint, biogas, fastbrændsel (piller) • Opstart 2008

14. Eksempel på 2G teknologiudvikling 1t halm • Biomasse IBUS 2008 • Årsvirkningsgrad 65% • Fortrængt CO2 0,9 ton • Arbejde 0,62 GJ/GJ • Biomasse IBUS 2018 • Årsvirkningsgrad 72% • Fortrængt CO2 0,96 ton (1,3 tons) • Arbejde 0,65 GJ/GJ Biomasse Kulkraftværk • Årsvirkningsgrad 65% • Fortrængt CO2 1,3 ton • Arbejde 0,5 GJ/GJ

15. Råvarer til 2G bioethanol • Det nuværende udviklingsarbejde foregår hovedsaligt med hvedehalm, majshalm og sukkerrørsbagasse • Træ er vanskeligt at konvertere • Ensileret helsæd er meget velegnet • Flerårige afgrøder (græsser) ser ud til at give den den største reduktion i udledningen af drivhusgasser. • Flere projekter igang med udvikling af egentlige energiafgrøder

16. 3 generation • Nye energibærere • DMF • Butanol • Brint • Nye kilder til biomasse • Alger

17. Di-methyl furan (DMF) • DMF laves fra sukker ved hjælp af uorganiske katalysatorer • Højere energitæthed end ethanol • Uopløseligt i vand, kræver ingen destillation • Kræver rent sukker • 1 generations anlæg kan modificeres til at lave DMF • 2 generation anlæg p.t. ikke velegnet • 5-10 år til storskala anvendelse

18. Butanol er en alkohol ligesom ethanol Bedre forbrændingsegenskaber end ethanol Fremstilles ved gæring af sukker (glukose) Nødvendigt med nye mikroorganismer Meget store projekter iværksat i USA Stivelse, succrose og cellulose indeholder 12% brint God energiøkonomi i at udvinde brint fra sukker Flere mulige processer mest lovende er uorganisk katalyse og enzymsystemer Fyld tanken op med sukker! Sukker til butanol og brint Butanol Brint

19. Hvorfor nye energibærere? 1,5-3 gange mere nettoenergi Sammenlignet med 2 generation

20. Alger • Alger kan lave masser af sukker eller olie • Fotosyntesen er mere effektiv • MEGET stort potentiale 1000 t biomasse/ha • Kræver lukkede systemer • Typisk saltvandsalger • Formentlig 10-25 år førend stor skala kommerciel anvendelse

21. Drivhusgaseffekter Animalsk biodiesel Majs bioethanol Halm bioethanol Hele sukkerør bioethanol Nye energibærere Rapsolie biodiesel Hvede bioethanol Biomasse istedet for kul Palmeolie biodiesel Bioenergi fra alger - + Ingen reduktion af drivhusgasser Stor reduktion af drivhusgasser

22. Økosystem Mennesker Energi Husdyr

23. Balancen mellem fødevarer, energi og miljø bør bestemme hvordan vi udvikler biomasse til energi • Tre tommelfingerregler: • Højt udbytte i landbruget • Bevar foder- ogfødevareprotein • Mere bæredygtig produktion, inddragflerårige afgrøder

24. Konklusioner • Udvikling imod mere energieffektive processer • Stadig teknologiudvikling på 1 generation • Bedre forderprodukter fra sukkerbaserede biobrændsler • 2 generation er på vej, men råvareforsyningen skal opbygges • Nye energiafgrøder er på vej • Der forskes voldsomt i nye energibærerer Hvor er roerne?