Pohjanmaalle biojalostamo liikennebiopolttoaineiden ja

kemianteollisuuden raaka -aineiden tuotantoon

INVESTOINTIHANKKEEN INVESTOINTIHANKKEEN ESITTELYLuottamuksellinen 09.10. 2012

LOGIBIO -hanke 2012Sievin kunta Ylivieskan seutukunta

24.06.2012 24.06.2013

Pohjanmaan biojalostamo

Tämä muistio perustuu :1. Sievin Teollisuuspuiston ja Chempolis Oy:n tekemiin taloudellis-toiminnallisiin selvityksiin

biojalostamosta. Näihin selvitystöihin ovat osallistuneet myös Vapo Oy ja Raisio Oyj

2. Elokuussa 2012 päättyneen korsimassoja hyödyntävä n LOGIBIO -biojalostamon 2. Elokuussa 2012 päättyneen korsimassoja hyödyntävä n LOGIBIO -biojalostamon raaka-aineselvityshankkeen tuloksiin. LOGIBIO- hanke on Ylivieskan seutukunnan hallinnoima kehityshanke, missä selvitettiin biojalostamon raaka-ainetuotantomahdolllisuuttaja potentiaalia Pohjanmaan alueella. Ohjausryhmässä ovat edustajat seuraavista organisaatioista; MTK Pohjois- ja Keski-Pohjanmaa, Vapo Oy, Destia Oy, C hempolis Oy ja Metsäntutkimuslaitos.

3. Biojalostamon jäähdytysselvityksen tuloksiin. Tässä GTK:n VTT:n ja Sievin kunnan yhteishankkeessa selvitettiin eri vaihtoehtoja jäähdytykseen.

Pohjanmaan biojalostamo –Hanke

1. Tavoitteena on toteuttaa taloudellisesti kannattava sti bioetanolia päätuotteena valmistava formicobio™ menetelmällä toimiva laitos, joka tuottaa raaka-aineena käytettävästä biomassasta bioetanolin lisäksi opti maalisen kannattavasti kemian teollisuudelle ja energiakäyttöön tuotteita.

2. Biojalostamo käyttää bioetanolin ja prosessissa syn tyvien muiden tuotteiden raaka-aineina uudistuvia ja ns. Non-Food raaka-aineita. N äin kilpailu ruokatuotannon ja sen negatiivisen hinta- ja saatavuusvaikutuksen kanssa j ää pois.

3. Biojalostamon raaka-aineet, energiaomavaraisuus ja mahdollisimman pitkälle toteutettu suljettu kierto tekevät siitä jalostamon, joka tule e olemaan mm EU:n (CO2 ja muut direktiivit) ohjelmien mukainen vihreän polttoainee n tuottaja myös tulevaisuudessa.

4. Raaka-aineissa hyödynnetään pääasiallisesti Pohjanm aan alueen resursseja. Alueelta löytyy riittävä määrä tarvittavia raaka-aineita ja halukkuus niiden tuottamiseen.

5. Jalostamo rakennetaan Sievin Matalamaalle. Alue on tuotannollisesti, logistisesti ja ympäristöllisesti erinomainen paikka tehtaalle.

6. Investointi n 100 ME on tarkoitus käynnistää 2013

Bioetanolin tuotanto maailmalla Kaikki suurtuottajat tuottavat bioetanolin ruokapohjaisista raaka-aineista

� Bioetanolia tuotetaan EU:n alueella käyttämällä pääsääntöisesti viljaa ja sokerijuurikasta, suurimpia tuottajamaita ovat Espanja, Ruotsi, Ranska ja Saksa.

� Kiinassa tuotetaan

� Puolet maailman bioetanolista tuotettiin vuonna 2010 Yhdysvalloissa, ja lähes kaikki tuotos saatiin pohjoisen Keskilännen maissiviljelmiltä.

� Brasiliassa tuotettiin kolmannes maailman bioetanolista vuonna 2010. Brasiliassa tuotetaan bioetanolia pääsääntöisesti sokeriruo’osta..

� Kiinassa tuotetaan bioetanolia maissista, vehnästä ja sokeriruo’osta, pääsääntöisesti teollisuuden tarpeisiin.

� Intiassa sokeriruoko ja cassava ovat bioetanolituotannon pääraaka-aineet.

Bioetanolin maailmanmarkkinahinta

• Bioetanolin maailmanmarkkinahinta on pysynyt pitkään suhteellisen vakaana. Tulevaisuudessa on hinnan nousupaineita nimenomaan selluloosaetanolilla jossa ei ole rasitteena ruokapohjaisuutta .

• Viime aikoina etanolin hinta Rotterdam FOB on ollut n. 700 EUR/m3. (n. 900 EUR/ t) . Bioetanolin maailmanlaajuinen markkina on vielä heikosti kehittynyt , johtuen siitä että lähes kaikki valmistettava etanoli käytetään ko. maan kotimarkkinoilla.

Bioetanolipolttoaineen markkinat Suomessa

� Suomessa on 2011 käytetty n. 250 milj. litraa etanolia polttoaineissa. Vain 15 milj. litraa tästä on tuotettu kotimaassa. Ainoa bioetanolin tuottaja Suomessa on St1.

� Suomen tavoite biopolttoaineissa 2020 = 20% energiasta = n. 450 milj. litraa bensiinin osalta. Biopolttoaineille kokonaisuudessaan asetetut tavoitteet ovat vielä merkittävästi korkeammat. korkeammat.

� Kotimaisten velvoitteiden ja kysynnän täyttämiseksi kotimaisella tuotannolla Suomeen tavoitellaan kolmea toisen sukupolven biodiesel-laitosta. Näihin puuta raaka-aineena käyttävien biodiesel-laitoksiin on haettu kolmea NER-rahoitusta, ja suomalaiset yritykset ovat saaneet 1½ (UPM:llä sijaintimaa on avoin). Puupohjaisten biodiesellaitosten toteutumista vaikeuttaa niiden erittäin korkea investointikustannus .

� Suomeen on suunnitteilla erityyppisistä yhdyskunta- ja ruuaksi kelpaamattomasta jätteestä ja erityppisistä sivuvirroista raaka-aineensa saavia etanolilaitoksia: mm. ST1 ja Nesteen toimesta.

� Myös joitakin viljaa raaka-aineena käyttävien laitosten hankevalmisteluita on meneillään mutta niiden osalta tilanne tulee vaikeutumaan uusien EU ohjeistojen myötä.

Bioetanolin tarve on pelkästään kotimaan markkinoille niin suuri että vaikka nyt suunnitteluasteella olevat laitokset toteutuvat jäädään kansallisesti käyttötavoitteesta runsaasti jälkeen

Biojalostamon käyttämä formicobio™ -menetelmä

Oululaisen Chempolis Oy:n formicobio™ biojalostusteknologia

menetelmän edut ovat:1. Korkeampi saantoprosentti � Parempi kannattavuus1. Korkeampi saantoprosentti � Parempi kannattavuus

2. Arvokkaat sivutuotteet � Korkeampi jalostusarvo3. Suljettu prosessikierto � Ympäristöystävällinen

� Korkeampi kannattavuus

Pohjanmaan jalostamon kannattavuus perustuu:1. tarvittavan raaka-ainemäärän 350.000 tn/v kustannustaloudelliseen

riskittömään saatavuuteen 2. Etanolin 50.000 tn/v, kemian tuotteiden ja energian käyttötuotteiden

tuotantomäärien maksimointiin suhteessa investointi- ja käyttökustannuksiinedistyksellistä formicobio™teknologiaa hyödyntämällä

Biojalostamon käyttämä formicobio™ –teknologia on maailman paras

formicobio™ teknologiaa on evaluoitu esim. seuraavien ulkopuolisten tahojen toimesta:

• USA:n energiaministeriön evaluointi: Chempoliksen teknologia on alansa energiatehokkain. Tämä evaluointi koski teknologian soveltamista energiatehokkain. Tämä evaluointi koski teknologian soveltamista sellunvalmistuksessa.

• IFC:n (International Finance Corporation, private sector arm of World Bank) evaluointi: Chempoliksen teknologia on taloudellisesti edullisin ja ympäristön kannalta paras. Tämä evaluointi koski teknologian soveltamista sellunvalmistuksessa.

• BASF (maailman johtava kemikaaliyhtiö) on evaluoinut kemikaalien talteenoton, joka on osa teknologiaamme, ja todennut sen toimivaksi.

•GCCA:n (Global Cleantech Cluster Association) kilpailu 2011: Chempolis pääsi 30 yrityksen finaaliin kilpailussa, johon osallistui 4000 cleantech-alan yritystä ympäri maailmaa. Chempolis pääsi kolmen parhaan yrityksen joukkoon kategoriassa ”muut uusiutuvat energiat”.

Pohjanmaan biojalostamon raaka-aine ja tuotantomäärät formicobio™ –menetelmällä tuotettuna

MUURA-HAISHAP-PO KEIT-

TO

HYDRO-LYYSI JAFERMEN-

TOINTI

TISLAUSJA ABSO-LUTOINTI

OLKI RUOKOHELPI ETANOLI

350 000 t 50 000 tonniaTO TOINTI

KEMIKAALIEN TALTEENOTTO

BIOHIILI

FURFURAALI ETIKKAHAPPO

10 000 t23 000 t

172 000 t

POLTETTAVA RANKKI

96000 t

HÖYRYLAUH-TEIDENPALAUTUS 890000 t

Biojalostamon Non -food raaka-aineet

1. Korsimassat

A. Viljan olki; Viljantuotannon sivutuotteena korjattava korsimassa. Kaikki vilja- ja öljykasvilajikkeet.

B. Viljelty ruokohelpi. Erityisesti korsimassantuotantoon jalostettu voimakaskortinen heinäkasvi.

C. Muut korsimassat; Esimerkiksi teiden viheralueilta poistettavat heinäkasvit. (Korsimassan poistaminen edesauttaa teiden kunnossapitoa.)

2. Lehtipuubiomassatparhaiten prosessoitavaksi kelpaa lehtipuun ainespuu

Biojalostamon raaka -ainevirrat eri aikajänteillä

Raaka-aine t/tunti t/päivä t/vuosi (330 pv)

viljan olki 31,5 757,5 250 000viljan olki 31,5 757,5 250 000

ruokohelpi 12,6 300 100 000

jäähdytysvesi 6025 144600 47 718 000

tuorevesi 5 120 39600

muurahaishappo 0,39 9,36 3120

Pohjanmaan biojalostamon raaka-aineen edut suhteessa muihin biopohjaisiin raaka-aineisiin

Lignoselluloosaperäisillä biopolttoaineilla on monia etuja perinteisiinbiopolttoaineisiin nähden: 1. Tuleva EU- lainsäädäntö ohjaa siirtymään pois ruokaetanolista (CO2-tase, muu lainsäädäntö), 2. Niiden raaka-aineet ovat jakautuneet maantieteellisesti fossiilisia polttoaineita tasaisemmin,

jolloin niiden tuotanto ei riipu niin paljon tuonnista ja niiden saantivarmuus on suurempi. jolloin niiden tuotanto ei riipu niin paljon tuonnista ja niiden saantivarmuus on suurempi. 3. Lignoselluloosa ei kilpaile ruuan ja rehun tuotannon kanssa maapinta-alasta ja on raaka-

aineena tärkkelyspitoisia raaka-aineita edullisempaa. Suomessakin paljon puhuttu ja tutkittu viljaetanolin valmistus viljan jyvistä on eettisyyden lisäksi osoittautunut viljan markkinahinnan rajujen muutosten takia myös taloudellisesti kannattamattomaksi.

4. Lisäksi oljet ovat tyypillisesti maatalouden jäännösmateriaaleja, jotka kynnetään takaisin peltoon, koska niille ei ole nykyään juurikaan käyttöä.

5. Lignoselluloosan tuotanto kuluttaa vähemmän energiaa, torjunta-aineita ja lannoitteita kuin tärkkelyspitoiset raaka-aineet.

6. Lignoselluloosan tuotannon kasvihuonekaasupäästöt ovat alhaiset.7. Pohjanmaan biojalostamon pääraaka-aineilla ei kilpailevaa taloudellista käyttöä. Raaka-aineiden

markkinahinnat pystytään vakiomaan ja niillä ei ole sidosta maailmanmarkkinahintaan eikä käytännössä alueelliseenkaan markkinamuutoksiin

Biojalostamon hankinta -alue Raaka-ainepotentiaali:

Ellipsin muotoinen keräilyalue Kauhavalta Liminkaan (osa Etelä-Pohjanmaata, Keski-Pohjanmaa ja osa Pohjois-Pohjanmaata). Alue on 100 km pitkä ja 60 km leveä rannikolta sisämaahan.

Liikenneyhteydet:- rautatieyhteydet:

- Pohjanmaan rata (Sievin as.)

- maantieyhteydet:- Oulu – Seinäjoki- Kokkola – Kajaani

- satama (Kokkola, 75km)- lentoasema (Kokkola, 75km)

Sievi

Biojalostamon raaka -aineen saatavuuden varmistaminen

Taloudellisesti kannattavan raaka-aineen hankinta-alueen resurssi: Olki

400 000 tn viljan olkea (70% hyödyntämisaste, 2,8 tn/ha)

n.10 000 tn rypsin olkea (2,5 tn/ha)

RuokohelpiNykytila 19.500 tn/v Nykytila 19.500 tn/v

Nykytilan lisäksi 500 000 tn ruokohelpeä, jos keräilyalueen kesanto- ja viljelemättömät pellot (90 000 ha) otettaisiin ruokohelpin viljelyyn. Tähän ei sisälly turvetuotannosta vapautuvia pinta-aloja.

Lehtipuuaines

Kokonais-tuotto alueella 1 120 410 tonnia. Markkinoilta tarvittaessa ostettavissa

Tienreunojen niittoheinä 2,5 neliökilometrin alue; vapaasti saatavissa tienpitäjän puolesta

Keväällä 2012 tehdyt selvitykset viljelijöiden halukkuudesta myydä olkea osoittivat että riittävä määrä (250.000 tn/v) saadaan jalostamolle. Myös ruokohelpin osalta selvitys osoitti että tullaan saamaan asetettu tavoite 100.000 tn/v. Tämän lisäksi esim. ruokohelpia on taloudellisesti järkevää kuljettaa tämän hankinta-alueen ulkopuoleltakin

Raaka-aineen hankintakustannus

� Biomassan hankintakustannus/ porttimaksu perustuu 1. viljely- ja korjuukustannuksiin2. varastointiin pellolla/viljelmällä3. kuljetuskustannukseen tehtaalle3. kuljetuskustannukseen tehtaalle4. tuotantomaksuun viljelijälle

Alla oleva hinta on porttihinta, minkä laitos maksaa toimittajalle. Hinta on laskettu keskimäärin 100 kilometrin etäisyydeltä kuljetettavan raaka-aineen hinnanmuodostuksen pohjalta. Biojalostamon kustannuksissa ei ole mukana välivarastoinnin kustannus, se on mukana porttihinnassa.

Olki Ruokohelppi Lehtikuitu

58 €/tn 82 €/tn 80 €/tn

Biojalostamon tuotot tuoteryhmittäin

Tulot Vuosi

MEUR/a

Etanoli 6,3 t/h 50 000 t/a 750 EUR/t 38

YksikköhintaTuotanto

Etanoli 6,3 t/h 50 000 t/a 750 EUR/t 38

Etikkahappo 1,3 t/h 10 000 t/a 500 EUR/t 5

Furfuraali 2,9 t/h 23 000 t/a 1 000 EUR/t 23

Biohiili (20 MJ/kg) 21,8 t/h 172 000 t/a 120 EUR/t 21Poltettava rankki (4 MJ/kg) 12,1 t/h 96 000 t/a 20 EUR/t 1,9

Höyrylauhteiden palautus 112 t/h 890 000 t/a 3 EUR/t 3

Tulot yhteensä 91

Tuottolaskelmissa käytettyjen hintojen perusteet 1. Etanolin maailmanmarkkinahinta (Hub Rotterdam ) on nyt n. 700 € / m3 (vastaa n. 900 € /t )

Uuden lainsäädännön tuplalaskettavuus-etu selluetanolille, ruokosokerietanolin rajallinen riittävyys, ruokapohjaisen/CO2-taseen pohjalta kehnon tuotannon väistyminen nostanee selluetanolin ostohintaa tulevaisuudessa;

2. Furfuraali on kemian teollisuuden raaka-aine. Eurooppalaisen furfuraalivälittäjän (IFC, International Furan Chemicals) mukaan furfuraalin hinta on ollut viime aikoina n. 1300…1350 USD/t. Valtaosa furfuraalista valmistetaan ja käytetään Kiinassa joten aivan yksiselitteistä maailmanmarkkinahintaa ei löydy.

3. Etikkahapolla on selkeä maailmanmarkkinahinta 4. Biohiili /puuhiilen hinta saadaan esim. energiapuun hintatasosta. Tavoitteena on hyödyntää 4. Biohiili /puuhiilen hinta saadaan esim. energiapuun hintatasosta. Tavoitteena on hyödyntää

tämä energialähde mahdollisimman tehokkaasti siten että biojalostamon kokonaisenergiakustannus on käytännössä 0 €. Tämä syntyy laskennallisesta perustasta, missä poltettavien jakeiden energia-arvo pitäisi olla suunnilleen sama kuin ostettavan höyryn ja sähkön arvo. Jatkossa voidaan arvioida onko ligniinillä vielä muita kannattavampia käyttömuotoja kuten muovikomponentteihin ja tienpitoon.

5. Poltettavan rankin osalta sen hinta määräytyy energian käyttöarvosta.6. Höyrylauhteiden palautuksen arvo tulee sen energian käyttöarvosta 7. Hiilidioksidi syntyy fermetoinnissa, josta se poistuu korkeassa pitoisuudessa ja periaatteessa

voidaan puhdistaa myytäväksi hiilidioksidiksi. Alkuvaiheessa ei kuitenkaan näin tehdä mutta tulevaisuudessa voi hyvinkin olla että myös hiilidioksidi otetaan myyntituotteeksi markkinatilanteen mukaan.

Pohjanmaan biojalostamon investointi -kustannusten (100 MEUR) jakaantuminen

6 %

Laitteet ja putkistot asennuksineen

Automaatio ja sähköistys

51 %

10 %

9 %

5 %

19 %6 %

Automaatio ja sähköistys

Rakennukset ja rakenteet

Asennuspaikan yleiset kustannukset

(infra)

Välilliset kustannukset (suunnittelu,

teknologia, projektin johto, jne.)

Käyttöpääoma

Biojalostamon avainluvut

Biojalostamon käyttö - ja pääomakustannusMuuttuvat käyttökustannukset Vuosi

MEUR/a

Biomassa raaka-aineet 41 BDt/h 328 000 BDt/a 65 EUR/BDt 21

Entsyymit 120 EUR/tEtOH 6

Muurahaishappo 0,43 t/h 3 400 t/a 500 EUR/t 1,7

2

Höyry 112 t/h 890 000 t/a 20 EUR/t 18

Sähkö 8,7 MW 69 000 MWh/a 60 EUR/MWh 4

Muuttuvat käyttökustannukset 53

Yksikköhinta Kulutus

Muut muuttuvat käyttökustannukset

Muuttuvat käyttökustannukset 53

Kiinteät käyttökustannukset Vuosi

MEUR/a

Henkilöstö 80 80 000 MEUR/a 6

Kunnossapito 2

Muut kiinteät käyttäkustannukset 1

Kiinteät käyttökustannukset 9

Pääomakustannukset MEUR/a

Pääomakustannukset yhteensä 13 % /a of investment 13

Kulutus Yksikköhinta

Biojalostamon mahdolliset investointituet ja niiden vaikutus kannattavuuteen

Ilman tukea Investointituki 30 ME

Investointi 100 ME 70 MEUR

NPV 68,03 € 98,03 €

IRR 28,31 % 41,19 %

NPV = Net Present Value = NettonykyarvoIRR = Internal Rate of Return = Sisäinen korkokantaPBT = Pay Back Time = Takaisinmaksuaika(Summat on laskettu käyttäen 15 vuoden pitoaikaa ja 15,149% pääoman tuottovaateella, mitä voidaan pitää uuteen riski-investointiin sopivana)

IRR 28,31 % 41,19 %

PBT 3,448276 2,413793

Voimalaitoskustannus

� Voimalaitos on erillinen liiketoimintayksikkö, jonka toteuttaa energiayhtiö. Voimalaitos on kaupallisesti itsenäinen yksikkö

� Biojalostamon energiatarve on n. 70 MWh. Voimalaitos tulee olemaan vastapainevoimalaitos eli sähkön ja lämmön yhteistuotantolaitos, vastapainevoimalaitos eli sähkön ja lämmön yhteistuotantolaitos, missä lämpö/höyry tulee biojalostamon käyttöön ja sähkö tuotetaan markkinoille.

� Laitos käyttää energiana joko biojalostamon prosessissa syntyvää ligniiniä tai haketta/turvetta.

Biojalostamon sijoituspaikaksi tulee VR Trackin kiviaineslouhinta-alueenvieressä olevaa kunnan omistuksessa olevaa maa-alue

Tuotantolaitos

Biojalostamo rakennetaan Sievin kunnan Matalamaan alueelle

� Jalostamon prosessin tarvitsema jäähdytys saadaan toteutettua VR-trackin alueelle tulevaan

Jalostamon tarvitsema jäähdytyskapasiteetti

VR-trackin alueelle tulevaan louhokseen louhimalla siihen jäähdytysvesiallas

� Jäähdytysvesialtaan pinta-ala on noin 20 ha, syvyys 10 m, pohjataso + 71 m

� Ratkaisu on erittäin ympäristöystävällinen