VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND LTD

Puun energiankäytönmarkkinamuutokset ja BIO-CCU(hiilidioksidin hyötykäyttö)

Antti ArastoBiotalous ja energiamurros – mitä vuonna2030?26.1.2017 Helsinki

225/01/2017

Energiamullistus Nyt!

325/01/2017

Bioenergia uusiutuvan energianmarkkinamuutoksessa

§ 2030 tavoitteet ja uusiutuvien,auringon ja tuulenlaajamittainen pääsysähkömarkkinoille ajavat kokojärjestelmän muutosta

§ Sähköistyminen ja sähkönhinnanmuodostuksen muutosmuuttavat sähkön rooliakäyttöhyödykkeenä sekäsähköverkon ja sitäylläpitävien toimijoiden roolia.Tämä johtaa ansaintalogiikanmuutokseen,markkinamuutokseen jauusien ansaintamalliensyntymiseen

EU-28 Final energy consumption in2014, 1 061 Mtoe

Electricity;227

Transport;353

Heating andcooling andother; 481

Electricity; 15

Transport;13

Heatingand

coolingand other;

79

EU-28 Bioenergy in final energyconsumption in 2014, 107 Mtoe

425/01/2017

Energy system that is significantly moredistributed, interconnected and flexible thantoday’s !

• Bioenergy enables smooth transition• Smart integration in system, area and

production concept level offer most costeffective solutions

• The change in role of thermal capacity andbiomass CO2 neutral dispatchablegeneration and storable energy carrier

• There are state of the art biomassconversion technologies now entering themarket that can provide storable fuels thatcould be used also for balancing (i.e.cellulosic ethanol and 2nd generationbiodiesel).

• In the future new technologies and/or valuechains are expected to come to the market,some with more dedicated approach tobalancing. For example, periods with lowelectricity prices could be used to turnelectricity into hydrogen which could be usedin biofuel production.

• Smart integration of renewable electricity andhydrogen should be ustilized to contribute toconstrained resources (biomass)

BIOMASSABSORBS

CO2

BIOMASS

2 Mt CO2

ELECTRICITY2,1 TWh/a

ABILITY TO OFFSETEMISSIONS OVERSECTORS AND TIME

Bio-CCSa reduction of 3,9 Mt CO2 compared to fossil power production

Bio-CCUProlonged CO2 cycle leading to systemic GHG impact

BIOMASSABSORBS

CO2

BIOMASS

2 Mt CO2

ELECTRICITY2,1 TWh/a

ABILITY TO TRANSFER EMISSIONS OVERSECTORS AND TIME IN ADDITION TO REDUCINGEMISSIONS BY ENABLING OTHER SOLUTIONS

25/01/2017 7Source: Global CCS institute

Hiilidioksidin hyötykäyttö – useampikin kuinyksi tarina

25/01/2017 8

Miksi haluamme käyttää biomassaa?

§ Kestävyys§ Kotimainen raaka-aine

§ Työllisyysvaikutus§ Kauppatase

§ Kotimainen raaka-aine§ Käyttövarmuus

§ Erinomainen tai ainoa raaka-aine joihinkin tuotteisiin jasovelluksiin

25/01/2017 9

Biomassa – mitä sillä pitäisi tehdä?

1. Erityiset tuotteet joissa luonnonbiomassalle muovaamatominaisuuksia hyödynnetään,esim. kuitutuotteet

2. Tuotteet jotka korvaavat fossiilisiatuotteita, esim. biopohjaisetkemikaalit

3. Energiatuotteet, esim. biodiesel

The Fundamentals Of Bioeconomy: The Biobased Society,DTU 2016

Tuotemarkkina, maksukyky jatuotannon kannattavuus ovatelinehto kestävälle biotaloudelle

25/01/2017 10

Suomen liikennesektorin hiilivapaudestahiilettömän mailman ratkaisuihin

2030 2050 2100

EC 2030 tavoitteet ja niistäseuraavat Suomen kansaalisettaovitteet” Nostaa uusiutuvien liikenne-polttoaineiden osuus 40% 2030mennessä” sekä ”Luopua kivihiilenkäytöstä energiantuotannossa japuolittaa tuontiöljyn kotimainen käyttö”

COP 21pitää maapallon keskilämpötilannousu selvästi alle kahdessa asteessasuhteessa esiteolliseen aikaan japyrkiä toimiin, joilla lämpeneminensaataisiin rajattua alle 1,5 asteen.

Kestävä, vähähiilinen maailma• Energia• Metalliteollisuus• Kemianteollisuus• Sementinvalmistus• Etc…

AjuritSuomelle jasuomalaisellevienti-teollisuudelle

VTT-VATT Traffic 2030

Fiscal driver

25.1.2017 11

Hydrogen enhanced synthetic biofuels

O2

Fuel

Conversion

CO

H2CO2

Biomassfeedstock

H2Low-GHGelectricity Electrolysis

Conversion

• More than twofold increase in biofuel output can be attained by enhancing gasification-basedbiorefineries with external hydrogen supply.Such enhanced process designs could become economically attractive over non-enhanceddesigns when the average cost of low-GHG hydrogen falls below 2.2-2.8 e/kg,depending on the process configuration.

• If all sustainably available wastes and residues in the European Union were collected andconverted only to biofuels, using maximal hydrogen enhancement, the daily production wouldamount to 1.8 - 2.8 million oil equivalent barrels displacing up to 41 - 63 per cent of the EU’sroad transport fuel demand in 2030.

1225/01/2017

Biomassa ja muut uusiutuvat energiamuodottäydentävät erinomaisesti toisiaan

Lähde: Hannula. I., (2015). Synteettisiä polttoaineita ja olefiineja metsätähteistä, hiilidioksidista jasähköstä:Teknistaloudellinen tarkastelu (Väitöskirja). Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu,Espoo, Finland. VTT Science 107.

Emission profile for hydrogen-enhanced gasoline (OG+ configuration) with differentscenarios for emissions of electricity production. The horizontal line illustrates the 60%and 70% emission saving limits required to meet the EU RED criteria. Source: Koponen &Hannula 2017 (to be submitted)

CCU:n ilmastovaikutuksetCCU:n kustannusket

25/01/2017 13

Johtopäätökset

§ Kannattavuus ja taloudellinen elinkelpoisuus on minkä tahansa lyhyenja keskipitkän aikavälin toiminnan edellytys → jos konsepti ei oletaloudellisesti järkevä, yhtäkään investoijaa ei kiinnosta riippumattasiitä kuinka paljon kaskadikäyttöä olisi luvassa§ Biomassan rooli muuttuu. Tulevaisuudessakin sillä on merkittävä rooli

energiajärjestelmässä, lisäten koko järjestelmän resilienttiyttä§ Biomassa ja muut uusiutuvat energiamuodot täydentävät erinomaisesti

toisiaan -> hybridiratkaisut tuovat joustavuutta maailman muutokseen§ Biomassa on rajattu resurssi → sitä tulisi ohjata käyttöihin, joissa on

suurin lisäarvo (kaikista kestävyyden näkökulmista) ja missä on vähitenmuita vaihtoehtoja

TECHNOLOGY FOR BUSINESSantti.arasto@vtt.fi