ENERGIX-Stort program energi

Programplanen til ENERGIX fremhever viktigheten av bærekraft og bærekraftige verdikjeder, inkludert biomasse baserte, som bidrag til reduserte CO2 utslipp og et karbonnøytralt samfunn i 2050. For biomasse er det en forventning om total utnyttelse av biomassen. Den metallurgiske industrien i Norge ønsker å erstatte sine fossile reduksjonsmidler med biomasse baserte i sine prosesser. Veikartet til den norske prosessindustrien, som sikter på vekst og nullutslipp av CO2 i 2050, og Industrimeldingen legger grunnlaget for en økt utnyttelse av norske biomasse ressurser som bidrag til å oppnå dette. Veikartet setter et mål om 43% reduksjon av CO2 utslipp i 2030 sammenlignet med 2005. For å muliggjøre dette, må hele biokarbon verdikjeden for den metallurgiske industrien optimaliseres, for å redusere kostnader, tilfredsstille krav til biokarbonet som reduksjonsmiddel, og utvikle en forutsigbar og langsiktig biomasse etterspørsel. Dette prosjektet svarer på nasjonale strategier og målene til den metallurgiske industrien ved å analysere og optimalisere biokarbon verdikjeden for å produsere brukbare og rimelige nok reduksjonsmidler på en bærekraftig måte. Produksjon av biokarbon, et fornybart materiale fra biomasse ressurser, vil ha to hoved effekter: 1) redusere CO2 utslipp ved å erstatte fossile reduksjonsmidler og 2) øke utnyttelsen av våre skogressurser ved å lage høyere verdi materialer og/eller energiprodukter. På grunn kvalitetskrav til biokarbonet som reduksjonsmiddel er skogsbasert biomasse best egnet, spesielt stammevirke. Det overordnede målet til dette prosjektet er optimalisering av biokarbon verdikjeden for den metallurgiske industrien. I 2019 har fokus vært på oppstart av prosjektet, studier knyttet til ressursbasen i Norge for biokarbon produksjon, planlegging og utførelse av karboniseringsforsøk, karakterisering av biokarbon, oppstart av postdoktor arbeide og disseminering fra prosjektet. I 2020 har fokuset på studier knyttet til ressursbasen i Norge for biokarbon produksjon fortsatt, karboniseringsforsøk har fortsatt i ulike eksperimentelle oppsett og biokarbon og biprodukter har blitt karakterisert. Karakteriseringen inkluderer biokarbon CO2 reaktivitet testing, og en sommerjobb student har arbeidet hos SINTEF Energi knyttet til dette temaet og kinetikk. Karakteriseringsmetoder og kritiske biokarbon egenskaper med hensyn til biokarbon sluttbruk har blitt evaluert og det har vært fokus på hvordan man kan forbedre biokarbon egenskaper ved å tilpasse biokarbon produksjonsprosesser og ved oppgradering av biokarbonet. Dette undersøkes også av postdoktor kandidaten i BioCarbUp. PhD kandidaten i BioCarbUp har nå startet sitt studium, med fokus på modellering relatert til biokarbon produksjonsprosessen. I 2021 har muligheter for forbedringer knyttet til uttak og kvalitet på skogsbiomasse vært i fokus. Karboniseringsforsøk av ulike biomasse materialer under ulike betingelser, karakterisering av de karboniserte materialene og biproduktene, samt oppgradering av karbonisert materiale og tjære for bruk i metallurgiske prosesser har blitt utført. Videre har studier knyttet til bruk av det produserte biokarbonet i metallurgiske prosesser samt til bruk av oppgradert tjære som bindemiddel i anoder blitt utført. Postdoktor kandidaten har fullført sitt studium, og har vist at biokarbon kan effektivt oppgraderes ved å deponere karbon fra metan på overflatene i det porøse biokarbonet. PhD kandidaten fortsetter sitt studium på modellering relatert til biokarbon produksjonsprosessen.

The ENERGIX program plan clearly states the importance of sustainability and sustainable value chains, including biomass based, contributing to reduced CO2 emissions and a carbon neutral society in 2050. For biomass, there is an expectation of total biomass feedstock utilisation. The metallurgical industry in Norway seeks to substitute large amounts of biocarbon for fossil reductants in their processes. The Norwegian Process Industry Roadmap - Combining growth and zero emissions by 2050, and Industrimeldingen lay the foundation for an accelerated utilization of Norwegian biomass resources that would reduce the CO2 footprint of the metallurgical industry. The former document targets a 43% reduction of CO2 by 2030 compared to 2005 levels. To enable this transformation, the whole biocarbon (BC) value chain for the metallurgical industry must be optimized to remove economic constraints, satisfy reductant quality demands, and develop predictable (amount, quality and price), long-term biomass resource demand. This project responds to the national strategies and the goals of the metallurgical industry by analyzing and optimizing the BC value chain to produce suitable and affordable reductants in a sustainable manner. Producing BC, a renewable material from biomass resources, will have a twofold effect: (1) reduce CO2 emissions by substituting for fossil reductants and (2) increase forest resource utilisation by creating higher value material and/or energy products. Due to the BC quality demanded by the metallurgical processes, woody biomass, especially stem wood, is the most suitable candidate for reductant feedstock. The overall objective of this project is to optimise the biocarbon value chain for the metallurgical industry.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Investigation of gasification reactivity and properties of biocarbon at high temperature in a mixture of CO/CO<inf>2</inf>

Kinetics of the CO2 gasification of woods, torrefied woods, and wood chars. Least squares evaluations by empirical models

Budsjettformål:

ENERGIX-Stort program energi

4,9MRD. KRtotalt tildelt i programperioden 1030PROSJEKTERhar fått tildeling i programperioden 1KILDEhar finansiert programmet

Temaer og emner

Klima Klimasystemet og klimaendringer FNs Bærekraftsmål Mål 7 Ren energi for alle Transport og mobilitet LTP2 Styrket konkurransekraft og innovasjonsevne Bioøkonomi Sektorovergripende bioøkonomi LTP2 Et kunnskapsintensivt næringsliv i hele landet Portefølje Naturvitenskap og teknologi Landbruk Skog Bransjer og næringer Landbruk LTP2 Bioøkonomi og forvaltning LTP2 Klima, miljø og miljøvennlig energi Grunnforskning Politikk- og forvaltningsområder Energi - Politikk og forvaltning Miljøvennlig energi Fornybar energi, bio Politikk- og forvaltningsområder Miljø, klima og naturforvaltning Portefølje Landbasert mat, miljø og bioressurser Anvendt forskning FNs Bærekraftsmål FNs Bærekraftsmål Mål 12 Ansvarlig forbruk og produksjon Bransjer og næringer Energi - Næringsområde Miljøvennlig energi Portefølje Energi, transport og lavutslipp Avanserte produksjonsprosesser Avansert produksjonsteknologi som fag og teknologi (ny fra 2015)LTP2 Bærekraftige byregioner og transportsystemer Bioøkonomi Bransjer og næringer Skog og trebruk Politikk- og forvaltningsområder Skog, landbruk og mat Lavutslipp LTP2 Klima, polar og miljø Politikk- og forvaltningsområder Klima Avanserte produksjonsprosesser Landbruk Portefølje Klima- og polarforskning Bransjer og næringer FNs Bærekraftsmål Mål 13 Stoppe klimaendringene LTP2 Miljøvennlig energi og lavutslippsløsninger LTP2 Muliggjørende og industrielle teknologier

ENERGIX-Stort program energi

Optimising the biocarbon value chain for sustainable metallurgical industry

Alternativ tittel: Optimalisering av biokarbon verdikjeden for bærekraftig metallurgisk industri

Tildelt: kr 19,4 mill.

Populærvitenskapelig framstilling

Sammendrag

Publikasjoner hentet fra Cristin

Investigation of gasification reactivity and properties of biocarbon at high temperature in a mixture of CO/CO<inf>2</inf>

Kinetics of the CO2 gasification of woods, torrefied woods, and wood chars. Least squares evaluations by empirical models

Biocarbon Materials in Metallurgical Processes—Investigation of Critical Properties

A novel coupling method for unresolved CFD-DEM modeling

Use of Plasticized Biochar Intermediate for Producing Biocarbons with Improved Mechanical Properties

Characterizing Pilot Anodes Made with CTP and Bio-Pitch using μCT

Effect of Varying SiO Contents on Si and FeSi Production

BioCarbUp - Optimalisering av biokarbon verdikjeden for en bærekraftig metallurgisk industri

Biocarbon Materials in Metallurgical Processes—Investigation of Critical Properties

Biocarbon in Aluminium Production

BioCarbUp - Optimising the biocarbon value chain for sustainable metallurgical industry - Main results

Characterization of biocarbon produced from woody biomass for metallurgical applications

Investigation of the properties and reactivity of biocarbons at high temperature in a mixture of CO/CO2

Characterization of liquid products from slow pyrolysis of woody biomass

Biokull: Fornybart karbon fra biomasse til metallurgisk industri

Biochar: Renewable carbon from biomass for the metallurgical industry