Green binder for carbon products

Det overordnede målet med prosjektet 'Green binder for carbon products' er å utvikle nye, biobaserte bindemidler for karbonprodukter som brukes i den metallurgiske industrien, som erstatning for de fossile tjærebaserte bindemidlene som brukes idag. Dette vil både kunne redusere CO2-avtrykkene til den metallurgiske industrien, samt bedre arbeidsmiljøet i samme industri. I tillegg har prosjektet potensiale til å resultere i økt bruk av biomasse, som f. eks. norsk skog og annen lokal biomasse i nærheten av produksjonsanleggene for karbonprodukter. Karbonproduktene som brukes i den metallurgiske industrien inkluderer både reduserende karbon, for eksempel Søderbergelektroder og andre typer karbonproduktersom brukes i produksjon av ferrosilisium og aluminium, inkludert karbonbelegg som brukes i forbrenningsovnene under metallproduksjon. Den tjærebaserte binderen som brukes i dag inneholder store mengder såkalte polyaromatiske forbindelser (PAH), som er kreftfremkallende og utgjør et betydelig helseproblem i metallindu strien. De store volumene som forbrukes av slike bindere globalt (4 mill tonn per år) bidrar også stort til denne industriens utslipp av drivhusgasser, siden de oksideres til CO2 i produksjonsprosessene Elkem Carbon og Borregaard har inngått et samarbeid for å søke å løse dette problemet og samtidig skape ny foretningsvirksomhet for begge parter. Dette er et ideelt samarbeid siden Elkem Carbon, som en av de ledende leverandørene av karbonprodukter i dag, innehar kunnskap og FoU-anlegg for å kunne utvikle nye karbonprodukter og -prosesser. Borregaard er på sin side verdens ledende bioraffineri, med lang erfaring fra produksjon og salg av biobaserte bindere. I prosjektet skreddersyr Borregaard nye biobaserte bindemiddel til bruk i karbonprodukter. Elkem Carbon tester disse binderne både i pilot- og fullskala og gjør de nødvendige justeringer og optimaliseringer for å muliggjøre bruk av de nye, grønne bindemidlene i sine kommersielle produksjonsprosesser. Prosjektet har fokusert på screening av en lang rekke ulike binder-egenskaper og etablering av nye test-regimer for grønne bindere i karbonprodukter. Utvalgte bindersystemer har blitt studert inngående i ulike karbonprodukt-segment, inkludert testing av kritiske materialegenskaper både hos Elkem Carbon og SINTEF. Resultatene så langt har vist seg å være svært lovende, samtidig som noen kritiske utfordringer knyttet til oppskalerig og kommersiell bruk av de grønne binderne er identifisert. Dette danner grunnlaget for et nytt prosjekt (WOCA), også støttet av Forskningsrådet, der hovedfokus vil være å løse disse utfordringene, og kommersialisere et biobasert binder-system for karbonelektroder. Samtidig er resultatene for enkelte karbon-produkter tilstekkelig lovende til at kommersiallisering er realsitisk innen nær fremtid. En livssyklusanalyse (LCA) gjennomført i prosjektet bekrefter at karbonprodukter produsert med biobasert bindemiddel har en vesentlig bedre miljøprofil enn tilsvarende karbonprodukter produsert med tjærebasert bindemiddel.

The overall goal of the 'Green binder for carbon products' project is to develop biobased binders for carbon products to replace todays fossile based coke tar binders. This will if successful reduce the CO2 footprint of the metallurgic industry and impro ve the working environment in the same industry. In addition, it has the potential to increase demand for and utilization of biomass, as for instance Norwegian forest biomass and other local biomasses, close to the manufacturing sites for carbon products. The carbon products used in the metallurgic industry are both reducing carbon, as for instance in Søderberg electrodes and other types of electrodes for aluminium and ferrosilicium production, and carbon linings for the kilns. The coking tar binder use d for these carbon products today, is a fossile product richt in polyaromatic hydrocarbons (PAH), which constitute a major health problem in the metal industry. The large volumes of such binders (4 mill tons annual consumption world wide) also constitute a substantial contribution to greenhouse gases, since it is oxidized to CO2 during metal production. Elkem Carbon and Borregaard have joined forces to solve this problem and create a new business opportunity for both companies. This is an ideal partne rship since Elkem Carbon has the knowledge and R&D facilities to develop new carbon products for the metal industry (being the leading supplyer of carbon products today), and Borregaard have a leading position in biorefining and long experience in produci ng biobased binders. In the project Borregaard will tailormake biobased binders with optimized properties for use in carbon products. Elkem Carbon will test the new binders in both their pilot and full scale facilities, and make the necessary adjustments and optimizations in order to make use of these novel green binders in their commercial manufacturing processes possible.