Indsendt af
BioRefining Alliance
Resumé
Dette INNO+ forslag har fokus på optimering af bioraffineringsprocessen, så den kan håndtere flere forskellige typer af biomasser samt på udvikling af oprensningsprocesser (sukkerstrømme og lignin). Begge dele har stor betydning for effektivisering og omkostningsreduktion i bioraffineringsprocessen og kan sikre en stærk dansk placering på de voksende globale markeder for avancerede biobaserede produkter og øge potentialet for teknologieksport.
Udfordring og muligheder
Markederne for avancerede biobrændstoffer og avancerede højværdiprodukter forventes at vokse i de kommende år pga. klimaudfordringen, svindende olieressourcer og behovet for at producere både flere fødevarer og mere biomasse til energi og materialer til stadig flere mennesker, hvilket øger presset på dyrkbare arealer, vand og råstoffer. Vi skal tænke helt nyt for at løse klima- og ressourceudfordringerne og opbygge en helt anderledes ressourceoptimeret økonomi end den, vi har baseret os på siden industrialiseringens gennembrud.
Ved produktion af 2G biobrændstoffer og andre 2G produkter bruger man planterester, affald og andet bæredygtigt organisk materiale som råstof, frem for 1G produkter, hvor man bruger den spiselige del af afgrøderne. I EU er der et særligt vækstpotentiale for 2G produkter, idet EU-kommissionen for nylig har meldt ud, at man ønsker et skifte fra 1G til 2G biobrændstoffer.
De mange F&U midler, der allerede er investeret i udvikling af bioraffinering herhjemme, kan blive til gavn for samfundet, hvis vi satser på - og investerer i - den ressourceoptimerede biobaserede økonomi, som vi gjorde det med vindenergi. Regeringens vækstteam anbefaler således også, at vi i Danmark udnytter vores position som førende i verden inden for 2G-teknologierne. Med dette INNO+ forslag peger vi på behovet for at optimere bioraffineringsprocessen, så den bliver mere omkostningseffektiv ved at raffineringsprocessen udvikles til at kunne håndtere flere forskellige typer af biomasse. I Danmark er halm her og nu et oplagt råstof til bioraffinering, men værdien af raffinering øges betragteligt, hvis det bliver muligt også at anvende fx grønne, proteinholdige biomasser.
Ser man ud over Danmarks grænser er det desuden åbenlyst, at det vil være en fordel at have raffineringsprocesser, der kan håndtere mange forskellige typer af (plante) biomasse. Evnen til at sikre veldefinerede sukker- og ligninstrømme er desuden fundamentet for at kunne udvikle og kommercialisere produkter på basis af henholdsvis sukrer og lignin.
Optimering af bioraffienringsprocessen er derfor et helt centralt element i at sikre en konkurrencedygtig og stærk placering på de kommende globale markeder for 2G biobrændstoffer (på celluloseholdigt materiale) og er derfor også nøglen til at skabe job og øget teknologieksport.
Målsætning
Fokus for dette INNO+ forslag er at udvikle bioraffineringsprocessen, således bioraffinaderierne kan behandle forskellige typer af plantemateriale – både gul og grøn biomasse og affald - samt sikre, at de strømme, der kommer ud af raffineringen får en kvalitet der gør dem velegnede som ”råstof” for en række højværdiprodukter. Centrale målsætninger i denne forbindelse er både omkostningsreduktion og værdiskabelse: Omkostningsreduktion i form af lavere energiforbrug, optimering af selve anlægget, mere effektive enzymer og styring af processen, og værdiskabelse som konsekvens af oprensningen af strømmene (C5-sukre, C6-sukre, lignin og evt. fibre) - dels den værdi der ligger i oprensningsteknologierne i sig selv og dels den værdi, der efterfølgende kan skabes med de oprensede strømme som ”råstof”. Innovationsforslaget er et integreret forslag og lægger sig ind i flere af FORSK2020 temaerne, herunder primært ’fødevarer og bioressourcer’, ’produktionssystemer’ og ’vækstteknologier’.
Innovationsbehov
Innovationsbehovet omfatter videreudvikling af forbehandlingsprocessen for bioraffinering, så bioraffinaderierne igennem bedre oprensningsprocesser kan udvinde stoffer med en høj værdi, og så de bliver i stand til at håndtere flere typer af biomasse.
Forskning og udvikling indenfor
Det konkrete innovationsbehov er teknologier, der kan binde de enkelte processer i et integreret bioraffinaderi sammen og teknologier, som kan muliggøre en større omkostnings- og energieffektiv udnyttelse af biomassen.
Bioraffineringsprocessen skal udvikles så den kan behandle forskellige typer af plantemateriale, samt sikre, at de strømme, der kommer ud af raffineringen (C5-sukre, C6-sukre, lignin og evt. fibre) får en kvalitet der gør dem velegnede som ”råstof” for en række højværdiprodukter.
Aktørgrupper kan bl.a. være
Novozymes, Haldor Topsøe, DONG Energy, danske universiteter, GTS-institutioner og rådgivere på landbrugsområdet, samt brancheorganisationer som Landbrug & Fødevarer.
Barrierer for løsningen og behov for ændringer ift. regulering
Den strategiske investering for innovationsindsatsen forudsætter - ligesom anden vedvarende energiproduktion - politisk regulering. For at skabe et markedstræk for højværdibrændstoffer, er der behov for at ændre EU’s nuværende regler som fremmer 1G men ikke 2G, så der er behov for et klart delmål om 2G tilsætning. EU er kommet med de rigtige signaler, og der forhandles pt. om nye regler. Der er desuden behov for en garantiordning, der kan give investorerne sikkerhed for en vis mindstepris for 2G brændstoffer i en tidsbegrænset periode.
Det er ganske enkelt dyrere at producere grønt, hvad enten vi taler vind ift. kul eller 2G ift. 1G. Målet er at få prisen ned, men det kommer først til at ske, når der er industrielle erfaringer fra fuldskala produktion i Danmark - som Maabjerg Energy Concept i Holstebro.
De danske forudsætninger
Danmark har et stærkt udgangspunkt for at tænke i komplette løsninger på tværs af teknologier og vi kan blive førende og skabe nye job og øgede eksportindtægter ved at satse på biobaserede produktioner, hvor råstoffet er bæredygtig biomasse. Danmark har allerede opbygget kompetencer inden for oprensningsteknologier, og da der tilsyneladende ikke har været stor fokus på dette områder ude i verden har Danmark mulighed for at blive en væsentlig spiller på det globale marked.
Selve forbehandlingsteknologien (raffinering) er dansk ejet af DONG Energy, og Novozymes er førende enzymproducent. Desuden har vi stærke videnskabelige miljøer på især KU og DTU. Det er centralt, at de danske styrkepositioner bevares og styrkes, og vi har et stærkt udgangspunkt for at skabe nye biobaserede produkter og profitere gennem jobskabelse og eksport.
Effekter og potentialer
Befolkningstilvækst, klimaforandringer og svindende fælles ressourcer er nogle af de globale udfordringer, som optimering af bioraffineringsprocessen adresserer. Effekterne herhjemme vil kunne mærkes i form af øget eksport og beskæftigelse. +10 mio. tons planen fra juni 2012 anslår, at beskæftigelseseffekten ved implementering af biobaseret produktion ligger på 13.000-22.500 jobs og en øget samfundsøkonomisk omsætning ligger på 14-26 mia. kr.