Lignoselluloosaetanolin ja synteesikaasusta fermentoitujen polttonesteiden teknologiatarkastelu

Aki Suokko

Research output: Book/ReportReportProfessional

1 Citation (Scopus)

Abstract

Biopolttoaineiden konversioprosessit jaetaan tyypillisesti termo- ja biokemiallisiin. Tämä kirjallisuuskatsaus keskittyy biokemiallisesti tuotettujen biopolttonesteiden tuotantokonseptien tarkasteluun. Esimerkkejä biokemiallisesti tuotetuista polttonesteistä ovat bioetanoli ja leväöljy. Biokemiallista prosessia voidaan hyödyntää myös muovin raaka-aineena käytetyn polyhydroksialkanoaatin (PHA) tuotannossa. Lignoselluloosaa ja jätteitä hyödyntäviä konversioprosesseja kehitetään kaupalliseksi useissa maissa, ja osa niistä on edennyt jo pilot-vaiheeseen. Ne tehdyt lignoselluloosaetanolin kustannusarviot, joiden tukena oli kokeellista tutkimusta, tuottivat korkeimmat tuotantokustannukset (0,55 / litra etanolia - 1 / litra etanolia). Suurin osa lignoselluloosaetanolin tuotantokustannusten arvioista on toteutettu varsin suuressa mittakaavassa (~500 MW raaka-ainetehoa eli ~800 000 tonnia/a). Yhdysvalloissa tehdyissä tarkasteluissa on saatu tuloksiksi 70 % pienemmät bioetanolin tuotantokustannukset kuin muualla keskimäärin. Syynä tähän ovat ainakin Yhdysvaltain suuri raaka-aineen hehtaarisaanto, oletettu mittakaavaetu, osin raaka-aineen alemmat kuljetuskustannukset ja siten suurempi laitoskoko. Kemianteollisuuden prosesseissa vallitseva varsin suuri tuotannon mittakaavaetu ei välttämättä ole voimassa kaikissa biokemiallisissa konversioprosesseissa, eli selluloosaetanolin tuotanto voi olla kustannustehokasta myös pienessä mittakaavassa. Selluloosaetanolin kustannuksilla on huomattava potentiaali alentua nykyisistä arvioista, mikäli raaka-aineena käytetään metsäteollisuudesta peräisin olevaa, paperin raaka-aineeksi kelpaamatonta selluloosaa. Mikäli etanolin tuotanto integroidaan olemassa oleviin tehtaisiin siten, että myös ligniininpoisto on jo ratkaistu teknistaloudellisesti järkevällä tavalla, ja mikäli entsyymikustannukset pienenevät, saattavat tuotantokustannukset pudota jopa 0,44 euroon litralta. Tislauksen yksikkökustannukset voivat kuitenkin olla suuret pienen mittakaavan tuotantolaitoksessa, minkä vuoksi arvioon sisältyy huomattavaa epävarmuutta.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages93
ISBN (Electronic)978-951-38-7577-0
ISBN (Print)978-951-38-7576-3
Publication statusPublished - 2010
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

NameVTT Tiedotteita - Research Notes
PublisherVTT
No.2533
ISSN (Print)1235-0605
ISSN (Electronic)1455-0865

Keywords

  • biofuels
  • ethanol
  • production cost
  • lignocellulosic materials
  • conversion
  • hydrolysis
  • algal oil
  • investments

Cite this

Suokko, A. (2010). Lignoselluloosaetanolin ja synteesikaasusta fermentoitujen polttonesteiden teknologiatarkastelu. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Research Notes, No. 2533
Suokko, Aki. / Lignoselluloosaetanolin ja synteesikaasusta fermentoitujen polttonesteiden teknologiatarkastelu. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2010. 93 p. (VTT Tiedotteita - Research Notes; No. 2533).
@book{2639d704d5d440058bcebe6f17b63efa,
title = "Lignoselluloosaetanolin ja synteesikaasusta fermentoitujen polttonesteiden teknologiatarkastelu",
abstract = "Biopolttoaineiden konversioprosessit jaetaan tyypillisesti termo- ja biokemiallisiin. T{\"a}m{\"a} kirjallisuuskatsaus keskittyy biokemiallisesti tuotettujen biopolttonesteiden tuotantokonseptien tarkasteluun. Esimerkkej{\"a} biokemiallisesti tuotetuista polttonesteist{\"a} ovat bioetanoli ja lev{\"a}{\"o}ljy. Biokemiallista prosessia voidaan hy{\"o}dynt{\"a}{\"a} my{\"o}s muovin raaka-aineena k{\"a}ytetyn polyhydroksialkanoaatin (PHA) tuotannossa. Lignoselluloosaa ja j{\"a}tteit{\"a} hy{\"o}dynt{\"a}vi{\"a} konversioprosesseja kehitet{\"a}{\"a}n kaupalliseksi useissa maissa, ja osa niist{\"a} on edennyt jo pilot-vaiheeseen. Ne tehdyt lignoselluloosaetanolin kustannusarviot, joiden tukena oli kokeellista tutkimusta, tuottivat korkeimmat tuotantokustannukset (0,55 / litra etanolia - 1 / litra etanolia). Suurin osa lignoselluloosaetanolin tuotantokustannusten arvioista on toteutettu varsin suuressa mittakaavassa (~500 MW raaka-ainetehoa eli ~800 000 tonnia/a). Yhdysvalloissa tehdyiss{\"a} tarkasteluissa on saatu tuloksiksi 70 {\%} pienemm{\"a}t bioetanolin tuotantokustannukset kuin muualla keskim{\"a}{\"a}rin. Syyn{\"a} t{\"a}h{\"a}n ovat ainakin Yhdysvaltain suuri raaka-aineen hehtaarisaanto, oletettu mittakaavaetu, osin raaka-aineen alemmat kuljetuskustannukset ja siten suurempi laitoskoko. Kemianteollisuuden prosesseissa vallitseva varsin suuri tuotannon mittakaavaetu ei v{\"a}ltt{\"a}m{\"a}tt{\"a} ole voimassa kaikissa biokemiallisissa konversioprosesseissa, eli selluloosaetanolin tuotanto voi olla kustannustehokasta my{\"o}s pieness{\"a} mittakaavassa. Selluloosaetanolin kustannuksilla on huomattava potentiaali alentua nykyisist{\"a} arvioista, mik{\"a}li raaka-aineena k{\"a}ytet{\"a}{\"a}n mets{\"a}teollisuudesta per{\"a}isin olevaa, paperin raaka-aineeksi kelpaamatonta selluloosaa. Mik{\"a}li etanolin tuotanto integroidaan olemassa oleviin tehtaisiin siten, ett{\"a} my{\"o}s ligniininpoisto on jo ratkaistu teknistaloudellisesti j{\"a}rkev{\"a}ll{\"a} tavalla, ja mik{\"a}li entsyymikustannukset pienenev{\"a}t, saattavat tuotantokustannukset pudota jopa 0,44 euroon litralta. Tislauksen yksikk{\"o}kustannukset voivat kuitenkin olla suuret pienen mittakaavan tuotantolaitoksessa, mink{\"a} vuoksi arvioon sis{\"a}ltyy huomattavaa ep{\"a}varmuutta.",
keywords = "biofuels, ethanol, production cost, lignocellulosic materials, conversion, hydrolysis, algal oil, investments",
author = "Aki Suokko",
note = "Project code: 20700 .",
year = "2010",
language = "Finnish",
isbn = "978-951-38-7576-3",
series = "VTT Tiedotteita - Research Notes",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "2533",
address = "Finland",

}

Suokko, A 2010, Lignoselluloosaetanolin ja synteesikaasusta fermentoitujen polttonesteiden teknologiatarkastelu. VTT Tiedotteita - Research Notes, no. 2533, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Lignoselluloosaetanolin ja synteesikaasusta fermentoitujen polttonesteiden teknologiatarkastelu. / Suokko, Aki.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2010. 93 p. (VTT Tiedotteita - Research Notes; No. 2533).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Lignoselluloosaetanolin ja synteesikaasusta fermentoitujen polttonesteiden teknologiatarkastelu

AU - Suokko, Aki

N1 - Project code: 20700 .

PY - 2010

Y1 - 2010

N2 - Biopolttoaineiden konversioprosessit jaetaan tyypillisesti termo- ja biokemiallisiin. Tämä kirjallisuuskatsaus keskittyy biokemiallisesti tuotettujen biopolttonesteiden tuotantokonseptien tarkasteluun. Esimerkkejä biokemiallisesti tuotetuista polttonesteistä ovat bioetanoli ja leväöljy. Biokemiallista prosessia voidaan hyödyntää myös muovin raaka-aineena käytetyn polyhydroksialkanoaatin (PHA) tuotannossa. Lignoselluloosaa ja jätteitä hyödyntäviä konversioprosesseja kehitetään kaupalliseksi useissa maissa, ja osa niistä on edennyt jo pilot-vaiheeseen. Ne tehdyt lignoselluloosaetanolin kustannusarviot, joiden tukena oli kokeellista tutkimusta, tuottivat korkeimmat tuotantokustannukset (0,55 / litra etanolia - 1 / litra etanolia). Suurin osa lignoselluloosaetanolin tuotantokustannusten arvioista on toteutettu varsin suuressa mittakaavassa (~500 MW raaka-ainetehoa eli ~800 000 tonnia/a). Yhdysvalloissa tehdyissä tarkasteluissa on saatu tuloksiksi 70 % pienemmät bioetanolin tuotantokustannukset kuin muualla keskimäärin. Syynä tähän ovat ainakin Yhdysvaltain suuri raaka-aineen hehtaarisaanto, oletettu mittakaavaetu, osin raaka-aineen alemmat kuljetuskustannukset ja siten suurempi laitoskoko. Kemianteollisuuden prosesseissa vallitseva varsin suuri tuotannon mittakaavaetu ei välttämättä ole voimassa kaikissa biokemiallisissa konversioprosesseissa, eli selluloosaetanolin tuotanto voi olla kustannustehokasta myös pienessä mittakaavassa. Selluloosaetanolin kustannuksilla on huomattava potentiaali alentua nykyisistä arvioista, mikäli raaka-aineena käytetään metsäteollisuudesta peräisin olevaa, paperin raaka-aineeksi kelpaamatonta selluloosaa. Mikäli etanolin tuotanto integroidaan olemassa oleviin tehtaisiin siten, että myös ligniininpoisto on jo ratkaistu teknistaloudellisesti järkevällä tavalla, ja mikäli entsyymikustannukset pienenevät, saattavat tuotantokustannukset pudota jopa 0,44 euroon litralta. Tislauksen yksikkökustannukset voivat kuitenkin olla suuret pienen mittakaavan tuotantolaitoksessa, minkä vuoksi arvioon sisältyy huomattavaa epävarmuutta.

AB - Biopolttoaineiden konversioprosessit jaetaan tyypillisesti termo- ja biokemiallisiin. Tämä kirjallisuuskatsaus keskittyy biokemiallisesti tuotettujen biopolttonesteiden tuotantokonseptien tarkasteluun. Esimerkkejä biokemiallisesti tuotetuista polttonesteistä ovat bioetanoli ja leväöljy. Biokemiallista prosessia voidaan hyödyntää myös muovin raaka-aineena käytetyn polyhydroksialkanoaatin (PHA) tuotannossa. Lignoselluloosaa ja jätteitä hyödyntäviä konversioprosesseja kehitetään kaupalliseksi useissa maissa, ja osa niistä on edennyt jo pilot-vaiheeseen. Ne tehdyt lignoselluloosaetanolin kustannusarviot, joiden tukena oli kokeellista tutkimusta, tuottivat korkeimmat tuotantokustannukset (0,55 / litra etanolia - 1 / litra etanolia). Suurin osa lignoselluloosaetanolin tuotantokustannusten arvioista on toteutettu varsin suuressa mittakaavassa (~500 MW raaka-ainetehoa eli ~800 000 tonnia/a). Yhdysvalloissa tehdyissä tarkasteluissa on saatu tuloksiksi 70 % pienemmät bioetanolin tuotantokustannukset kuin muualla keskimäärin. Syynä tähän ovat ainakin Yhdysvaltain suuri raaka-aineen hehtaarisaanto, oletettu mittakaavaetu, osin raaka-aineen alemmat kuljetuskustannukset ja siten suurempi laitoskoko. Kemianteollisuuden prosesseissa vallitseva varsin suuri tuotannon mittakaavaetu ei välttämättä ole voimassa kaikissa biokemiallisissa konversioprosesseissa, eli selluloosaetanolin tuotanto voi olla kustannustehokasta myös pienessä mittakaavassa. Selluloosaetanolin kustannuksilla on huomattava potentiaali alentua nykyisistä arvioista, mikäli raaka-aineena käytetään metsäteollisuudesta peräisin olevaa, paperin raaka-aineeksi kelpaamatonta selluloosaa. Mikäli etanolin tuotanto integroidaan olemassa oleviin tehtaisiin siten, että myös ligniininpoisto on jo ratkaistu teknistaloudellisesti järkevällä tavalla, ja mikäli entsyymikustannukset pienenevät, saattavat tuotantokustannukset pudota jopa 0,44 euroon litralta. Tislauksen yksikkökustannukset voivat kuitenkin olla suuret pienen mittakaavan tuotantolaitoksessa, minkä vuoksi arvioon sisältyy huomattavaa epävarmuutta.

KW - biofuels

KW - ethanol

KW - production cost

KW - lignocellulosic materials

KW - conversion

KW - hydrolysis

KW - algal oil

KW - investments

M3 - Report

SN - 978-951-38-7576-3

T3 - VTT Tiedotteita - Research Notes

BT - Lignoselluloosaetanolin ja synteesikaasusta fermentoitujen polttonesteiden teknologiatarkastelu

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Suokko A. Lignoselluloosaetanolin ja synteesikaasusta fermentoitujen polttonesteiden teknologiatarkastelu. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 2010. 93 p. (VTT Tiedotteita - Research Notes; No. 2533).