Ethanol and lignin performance chemicals co-produced from Norwegian biomass

Hovedmålet til prosjektet Nytt norsk bioraffineri (NNB) har vært å utvikle en prosess og en forretningsmodell for et bioraffineri i Norge basert på lokale råvarer med etanol og ligninkjemikalier som hovedprodukter. Tre og landbruksavfall som hvetestrå inneholder byggesteinene cellulose, hemicellulose og lignin. For at slike råvarer skal kunne utnyttes i et bioraffineri må hovedkomponentene først skilles fra hverandre i et forbehandlings- og fraksjoneringstrinn. I dette trinnet benyttes Borregaards BALI prosess hvor ligninet gjøres vannløselig og dermed lett kan skilles fra cellulose- og hemicellulosefiberene. Det vannløselige ligninet er i seg selv et produkt og en del av prosjektet går ut på å optimalisere egenskapene. Fiberfraksjonen skal brytes ned til sukker ved hjelp av en gruppe enzymer kalt cellulaser. Borregaard jobber med nedbryting av fiber til sukker både i laboratorie- og demoskala. Et viktig moment her er å kunne kontrollere tilstedeværelsen av kontaminerende mikroorganismer som kan redusere sukkerutbyttet. SINTEF har bidratt med identifisering av mikroorganismer samt evaluering av ulike kontrollstrategier. Effektiv nedbryting av fiber krever en optimal blanding av cellulaser. Ved NMBU har prosjektets PhD stipendiat testet ulike blandinger av renframstilte cellulaser, både alene og i kombinasjon med kommersielle enzymblandinger. Videre har stipendiaten studert hvilke prosessparametre som er avgjørende for enzympreparatenes effektivitet og disse studier har gitt viktige nye innsyn som muligens kan være patenterbare. Det er evnen enzymblandinger ved gitte prosessparametre har til å bryte ned fiber fra BALI prosessen som har vært evaluert. SINTEF har jobbet med utvikling av teknologi for produksjon av enzymer. I et bioraffineri er både råvaren og produktene "grønne", men det er også avgjørende at prosessen er grønn. Som en del av prosjektet har Østfoldforskning gjort en livsløpanalyse av prosessen og utviklet ny metodikk for å se på bærekraftighet i et større perspektiv som omfatter både miljømessige, sosiale og økonomiske aspekter. Siden et bioraffineri aldri kan bli en realitet dersom det ikke er lønnsomt går kostnadsreduksjon som en rød tråd gjennom hele prosjektet. Viken skog har sammen med Institutt for Naturforvaltning (INA) på NMBU sett på tilgjengelighet av aktuelle råvarer og hvordan råvarene på en mest mulig effektiv måte kan transporteres fra skogen og fram til sluttbruker. INA har videre estimert råvarekostnader for utvalgte scenarier. Borregaard har i løpet av prosjektet sammen med en ekstern konsulent utviklet et fullskala prosesskonsept. I den siste fasen av prosjektet har Borregaard med bakgrunn i alle data fra prosjektet gjort en case studie og evaluert lønnsomheten av prosessen. I case studien ble lokalisering til Follum vurdert som det mest attraktive alternativet på bakgrunn av eksisterende infrastruktur og lav råvarekost. Konklusjonen fra studien er at produksjon av etanol og lignosulfonat med utgangspunkt i gran som råstoff og dagens etanolmarked ikke er lønnsomt i Norge. I studien er det også gjort sensitivitetsanalyser som viser hvilke forutsetninger som er nødvendige for å gjøre en slik fullskala prosess lønnsom.