Framtidsvy: Integrering av bioraffinaderier, koldioxidinfångning och förnybara bränslen

Stigande temperaturer, extrema väderomslag och omfattande miljöförstöring är direkta konsekvenser av det tunga beroendet av fossila bränslen, som för närvarande står för cirka 80% av den globala energiefterfrågan och förblir den främsta källan till växthusgasutsläpp. Trots snabba framsteg inom förnybar energiteknik förblir stora reserver av kol, olja och naturgas outnyttjade, vilket utgör ett betydande hinder för en framtid med låga koldioxidutsläpp.

Framsteg inom integrerade bioraffinaderier för låga koldioxidlösningar

För att hantera dessa kriser krävs att vi påskyndar övergången till hållbara och förnybara energikällor som biobränslen, väte, sol- och vindkraft, tillsammans med innovativa teknologier för koldioxidinfångning och lagring (CCS). Dessa alternativ minskar inte bara utsläppen utan förbättrar också energisäkerheten och främjar ekonomisk motståndskraft. Att övergå från fossila bränslen kräver dock djärva politiska åtgärder, betydande investeringar och omvälvande förändringar i energiproduktions- och konsumtionsmönster.

Europeiska unionen har etablerat regelverk för att främja användningen av förnybar energi, särskilt inom transportsektorn. Direktivet om förnybar energi (RED) fastställer bindande mål för andelen förnybar energi i EU:s energimix, med målet att nå minst 42,5% till 2030. Å andra sidan är distributionsskyldighetslagen ett regelverk utformat för att öka användningen av biobränslen i transportsektorn genom att kräva att bränsledistributörer integrerar en specificerad andel procent av biobränslen i sin totala årliga bränsleförsäljning. Dessutom har medlemsstaterna infört distributionsskyldighetssystem som kräver att bränsleleverantörer införlivar en specificerad andel procent av biobränslen i sin årliga bränsleförsäljning.

Bioraffinaderier, särskilt integrerade eller hybrida bioraffinaderier, spelar en viktig roll i att bekämpa klimatförändringarna genom att erbjuda hållbara, låga koldioxidalternativ till fossila bränslen. De omvandlar förnybara biomassakällor, såsom jordbruksrester, avfall och alger, till biobränslen, biokemikalier och biomaterial, vilket stödjer en cirkulär ekonomi.

Integrerade bioraffinaderier använder avancerade bearbetningsteknologier, inklusive termokemiska, kemiska och biokemiska omvandlingsmetoder, såsom förgasning, pyrolys och transesterifiering, för att producera biobränslen som bioetanol och biobutanol. Genom att utnyttja befintlig infrastruktur och förnybara resurser minskar integrerade bioraffinaderier beroendet av fossila bränslen, stödjer energisäkerheten och bidrar till globala klimatmål, vilket gör dem avgörande i övergången till en hållbar, fossilfri framtid.

Dekarbonisering: Ingenjörsdesign inom bränsleproduktion

Nya teknologiska framsteg har transformerat produktionen av metanol och hållbart flygbränsle (SAF) genom att utnyttja innovativa processer som förgasning, elektrolys och koldioxidinfångning. Förgasning omvandlar biomassa eller avfall till syntesgas, en blandning av kolmonoxid och väte, som sedan syntetiseras till metanol eller längre flytande kolväten via katalytiska processer.

Syntesgasen kan kombineras med elektrolys, driven av förnybar energi, som delar vatten till väte och syre, vilket möjliggör bättre kolutbyte. Den kan också användas för att utnyttja infångad biogen CO₂. Som en ytterligare synergi kan sidoprodukten syre användas i förgasaren. Koldioxidinfångning och lagring (CCS) är integrerat i dessa processer, vilket tillhandahåller CO₂ för produktion samtidigt som utsläppen minskas.

Produktion av hållbart flygbränsle (SAF) har utvecklats genom flera vägar, inklusive hydrobehandlade estrar och fettsyror (HEFA), den mest kommersiellt utvecklade metoden, som använder fetter, oljor och fetter för att producera flygbränsle. En annan alternativ metod är alkohol-till-jet (MTJ) processer, som möjliggör direkt omvandling av metanol eller högre alkoholer till komponenter för flygbränsle.

Bioraffinaderier, hybridraffinaderier och integrerade raffinaderier optimerar ytterligare produktionen genom att använda olika råmaterial som biomassa, avfall och infångade utsläpp eller genom att kombinera dem med befintliga nedströmsprocesser. Dessa framsteg är avgörande för att utveckla hållbara bränslen, minimera koldioxidavtryck och stödja globala mål för dekarbonisering, inklusive att uppnå netto nollutsläpp till 2050.

Utmaningar för bioraffinaderier och biobränslen

Bioraffinaderi- och biobränslesektorerna står inför mångfacetterade utmaningar globalt och inom EU, som omfattar regulatorisk komplexitet, marknadsdynamik och hinder i projektgenomförande. Regulatoriska hinder inkluderar inkonsekventa policyramar och komplexa efterlevnadskrav, vilket skapar osäkerhet för investerare och hindrar projektutveckling.

Marknadsutmaningar kännetecknas av höga produktionskostnader, vilket gör biobaserade produkter mindre konkurrenskraftiga jämfört med fossila alternativ och marknadsvolatilitet, vilket kan avskräcka investeringar. Projektgenomförandet kompliceras ytterligare av tekniska svårigheter, på grund av ingenjörsutmaningar och behovet av projektoptimering. Dessutom är det en kritisk fråga att säkerställa en konsekvent och hållbar tillgång på råvaror, med konkurrens om resurser och logistiska problem som utgör betydande hinder.

Att hantera dessa utmaningar kräver samarbetsinsatser mellan beslutsfattare, industrins intressenter och forskare för att utveckla stödjande policyer, investera i teknologiska framsteg och etablera effektiva leveranskedjor för hållbar produktion av bioraffinaderier och biobränslen.

Forma en framtid med låg koldioxidutsläpp genom innovation

Vi är ett ledande teknikkonsultbolag som erbjuder innovativa lösningar för hållbar och koldioxidsnål energi. Vi är experter på bioraffinaderier och teknologier som förgasning, elektrolys och koldioxidavskiljning. Våra tjänster hjälper kunder att minska koldioxidutsläpp, förbättra energisäkerheten och nå hållbarhetsmål.

Vi erbjuder rådgivning, skräddarsydd planering, design och implementering av nya teknologier. Våra projektledare säkerställer att projekten slutförs i tid, inom budget och med hög kvalitet. Vi bidrar även med teknisk support, utbildning och optimering för att systemen ska fungera effektivt.

Genom att samarbeta med AFRY får kunder tillgång till hållbara lösningar som minskar beroendet av fossila bränslen och bidrar till kampen mot klimatförändringar. Vi är engagerade i att stödja långsiktig hållbarhet i en föränderlig energivärld.

Skriven av Ali Saud, Technology Specialist Chemicals & Riina Brade, Head of Chemicals & Biorefining Finland