Restprodukt från skogen blir kolfiber

Företag och forskningsinstitut arbetar intensivt med att ta fram kolfiber ur lignin. Om några år är sannolikt avancerade lättviktsmaterial från skogsråvara ett faktum.

Nyligen presenterade Innventia mycket lovande forskningsresultat med att ta fram kolfiber från lignin. I laboratoriemiljö lyckades FoU-företaget med att göra trådar av barrvedslignin. Forskarna smälte och formade lignintrådar i en så kallad smältextruder och fick fram en fiber som håller tillräcklig hög kvalitet att vidareförädla.

– Vi har fått fram ett lignin som lämpar sig som råmaterial för kolfibertillverkning. Det här är en början på något forskarvärlden trodde var omöjligt för bara ett par år sedan, säger Peter Axegård, chef för affärsområde Biorefining på Innventia.

Ett stort genombrott i arbetet kom när Innventia lyckades spinna fibrer från barrvedslignin, något som ansetts omöjligt men som är högst intressant för skogsindustrin på våra breddgrader. Här finns skogsråvaran och sulfatmassabruken där ligninet utvinns ur svartluten.

– Lignin från barrved har visat sig svårare att smälta och spinna än lignin från lövved. Däremot är barrvedslignin lättare att hantera senare i processen. Barrvedslignin tvärbinder snabbt när man väl fått fram en tråd. Olika typer av vedråvara kan användas och lövvedsligning är bra mjukgörare för barrvedsligninet, fortsätter Peter Axegård.

Men än är det ett stycke kvar. Innventia kan ännu inte fullt ut kontrollera betingelserna på grund av att mer avancerad utrustning krävs. En bättre extruder för att spinna en stabil ligninfiber med homogena egenskaper längs hela tråden är det som i första hand behövs.

Två patent

Det finns också kommersiella krafter jämte forskningsinstitut, som befinner sig nära produktion. Några tillverkare av kolfiber har börjat titta på lignin som råvara och två patentsökningar är inlämnade.

Bedömare tror att det kommer att offentliggöras mer på området inom ett år. Bakom intresset ligger att industrin efterfrågat en process som kan ge kolfiber med egenskaper som gör det ekonomiskt motiverat att öka användningsområdet och exempelvis ersätta stål.

Kolfiber har många användningsområden, främst tack vare kombinationen av låg vikt, styrka och styvhet. Det som idag begränsar efterfrågan är just den höga produktionskostnaden. Det fossilbaserade materialet, polyakrylonitril, PAN, liksom fiberspinningen för att få fram kolfiber, kostar. Produktionen av kolfiber i världen är därför förhållandevis liten, ca 50 000 årston.

Beräkningar från ett amerikanskt forskningsinstitut visar att det kan bli ca 30 procent billigare att ta fram kolfiber från lignin som råvara framför oljebaserad råvara. Och när det sker ett genombrott för ligninbaserad kolfiber tror man att behovet av kolfiber kommer att öka till så mycket som 800 000 ton. Det kan ske inom den närmaste tioårsperioden.

Innventia tror på stor användning för ligninbaserad kolfiber i produkter som inte fordrar de högpresterande egenskaper som PAN-kolfiber ger till konstruktioner i satelliter, flygplan och militär utrustning. Användningsområdet forskningsinstitutet ser framför sig är inledningsvis vardagsprodukter som ska vara förhållandevis starka men framförallt lätta. Det kan vara vitvaror i hemmen eller chassin i bilar för att uppnå en förbättrad driftekonomi.

Istället för att bränna sulfatlignin och utvinna energin som massabruken gör idag, kan ligninet alltså tas tillvara som förnyelsebar råvara och ersätta den oljebaserade råvaran i kolfibern.

Det återstår att koppla ihop massafabrikerna med konventionell kolfiberframställning.

– Ingen dramatisk utveckling krävs för att ta fram någon ny värdekedja. Vi utnyttjar bara befintliga massabruk och kolfibertillverkningens processer, avslutar Peter Axegård.

(Artikeln är tidigare publicerad i Process Nordic 7/2012)

Kontakt
Peter Axegård, Director Business Area Biorefining.
Telefon: 08-676 70 00
Mail: peter.axegard@innventia.com

Bild: Motorhuv i kolfiber från JPC Composite

Tekniken

LignoBoost är en teknik för att ta ut lignin ur sulfatmassabrukens svartlut. Detta lignin har sådan hög renhet att endast mindre modifieringar krävs för att det ska gå att göra kolfiber av lignin. LignoBoost-processen har utvecklats av Chalmers och Innventia och ägs av och kommersialiseras idag av Metso.

Svensk skogsindustri öppnar för fiskodlingar

Miljövänliga fiskodlingar i Sverige med tropiska matfiskar och skaldjur kan bli en lönsam affär. En aktör håller på att bygga en försöksodling för fisk och jätteräkor i anslutning till Hallsta pappersbruk och en annan har tittat på möjligheterna att fylla bassänger vid Domsjö Fabrikers biorening med fisk. Vegafish AB bygger en fiskodling i Hallstavik och Domsjö har diskuterat möjligheterna att utnyttja bioreningen vid bruket för att bygga en angränsande fiskbassäng. Även andra bruk har fått förfrågan om vilka markalternativ som skulle kunna upplåtas för fiskodling.

Fisken man vill ha heter tilapia, en växtätande sötvattensciklid. Tilapian är extremt värmekrävande. Den frodas i vattentemperaturer på 30°C och växer då ett kilo på nio månader. Trots värmen kan tilapian odlas året runt, tusentals mil norr om sin afrikanska ursprungsmiljö. Finessen är att utnyttja spillvärme från någon industriprocess för att värma upp färskvattnet i odlingen eller, som på Island där fisken odlas, använda bergvärme. Det är enorma vattenmängder som måste värmas upp till fiskarnas idealtemperatur. Enligt beräkningar som ÅF gjort åt Domsjö Fabriker måste en liter vatten per kilo fisk bytas varje dygn och det krävs minst 3 000 ton fisk för att få lönsamhet i en sådan här verksamhet. Genom att lägga odlingen där uppvärmningen är gratis blir etableringarna intressanta.

Ursprungligen tittade ÅF på möjligheterna att använda gamla kloratbyggnaden i Domsjö till fiskodling. Men den begränsade ytan gjorde att blickarna istället fastnade på bioreningsområdet som möjliggör en större och lönsammare odling. En sådan skulle kunna ge synergieffekter. Industrin skulle kunna dra nytta av den kväve och fosfor som bildas av exkrementer och fiskfoder i odlingens avloppsvatten och delvis ersätta kemikalier för massafabrikens externrening med dessa. Samtidigt skulle dyra proteiner i fiskfodret kunna bytas ut mot brukets SCP, Single Cell Protein, som är framjäst ur Domsjös sockerhaltiga avlut. Preliminära beräkningar visar att SCP skulle kunna framställas till kostnader i storleksordningen 1/3 av marknadspriset för fiskmjöl. Det ger en besparing på upp till 30 procent. Samtidigt kan tillverkningen av SCP  bli en inkomstkälla för bruket. En sådan produktion kan till och med bli lönsammare i framtiden än nuvarande etanolproduktion som tar det mesta av det förjästa sockret idag.

Domsjö Fabriker har fullt upp med andra affärer och odlingsprojektet har inte högsta prioritet i dagsläget.

– Tiden talar för den här typen av fiskodlingar med kringverksamhet, som exempelvis att dra nytta av sockerströmmar. De ligger kanske ännu på gränsen till att ge god lönsamhet, marginalerna är små. Men de går definitivt att räkna hem i miljövänlig publicitet, säger Clas Engström, vd för Processum, som lett förstudien om landbaserad fiskodling i Domsjö.

Enligt Clas Engström lade alla inblandade i förstudien mycket hjärta i projektet, inte minst för de miljövinster som blir resultatet:

– Om fiskmjöl, som ges som foder till odlad fisk och som tär på havets tillgångar, ersätts med SCP blir miljövinsten stor. Om kustnära fiskodlingar med nätkassar, som övergöder vatten, sprider parasiter och undantränger mangroveskogar, ersätts med kontrollerade anläggningar, är miljövinsten ännu större.

Mikael Hedlund

Pilotodling blir pilotfall

Vegafish AB har hittat god lönsamhet i fiskodling med tilapia och jätteräkor i Sverige. Företaget har fått EU-bidrag för att etablera en pilotodling på Hallsta pappersbruks marker. Nu väntar man på grönt ljus från myndigheterna.

Enligt Matilda Olstorpe, vd på Vegafish, blir den första odlingen i liten skala ett pilotfall för Länsstyrelsen, som måste granska ärendet ur en helt ny vinkel; odlingen kräver inte tillflöde av vatten och ger inte heller några miljöbelastande utsläpp.

– Vi har utrustningen på plats för att starta i liten skala med sex odlingar på en kubikmeter vardera. Det som återstår är alltså tillstånd från Länsstyrelsen för odling av fisk och jätteräkor.

Medan den tilltänkta, större, odlingen i Domsjö, är en recirkulerande anläggning där vattnet byts ut med hjälp av frekvensstyrda pumpar, satsar Vegafish på en mekanisk process i Hallsta med inblåsning av luft för att syresätta vattnet.

Till skillnad mot Domsjös planerade anläggning tar odlingen i Hallsta vara på – och återvinner det kväve och fosfor som bildas från spill och exkrement på mikrobiologisk väg och låter naturen ha sin gång.

– Näringsämnen från foderspill i odlingsdammen bildar en lämplig mix för mikroorganismer att leva av. Fisk och räkor äter i sin tur mikroorganismerna. Nytt foder skapas sedan genom att fotosyntes och mikroorganismtillväxt förbrukar näringsämnen från odlingen.

Räkorna importeras som yngel från en odlare i Florida och är fria från sjukdomar och tillsatser. Intresset är stort på marknaden att få tillgång till de första leveranserna av jätteräkor.

– Vi för dialog med distributörer, dagligvaruhandel och restauranger i Mälardalen och intresset är mycket stort. Tilapian är framförallt en lunchrätt medan jätteräkorna genererar ett ännu större intresse på grund av de skonsammare, miljövänliga metoder vi kommer att använda för lokalt odlade räkor.

Jätteräkorna är bräckvattenlevande och odlas i mangroveträsk. Vattnet i Hallstaodlingen kommer därför att få motsvarande salthalt, 3-5 promille, för att uppnå den rätta miljön.

– Vi har valt att odla denna typ av räka, dels på grund av marknadsintresset, dels för att vår bedömning är att det är optimalt att starta vår anläggning under sötvattensbetingelser för att kunna samordna tilapia och jätteräka. Senare kommer vattenbetingelserna att variera med avseende på salthalt för att passa andra typer av fisk och skaldjur, avslutar Matilda Olstorpe.

Bilderna visar en fiskodling i Brasilien av den typ som Vegafish planerar i Hallsta, samt fisken tilapia.

Mikael Hedlund

Kontakt
Nippe Hylander, Teknisk Direktör, ÅF Industry
Mail: nippe.hylander@afconsult.com

Ingen svartlutsförgasning i Domsjö

Domsjö Fabrikers planerade miljardsatsning på framställning av biodiesel genom svartlutsförgasning stoppas. De nya indiska ägarna är inte intresserade av projektet.

Domsjö Fabriker planerade att tillsammans med Chemrec bygga en anläggning för produktion av biodiesel (DME) och biometanol med svartlut som råvara.

Projektet stöddes av regeringen, EU-kommissionen och ett antal riskkapitalister.

Energimyndigheten beviljade Domsjö Fabriker ett investeringsstöd på en halv miljard kronor. Satsningen beräknades kosta 3,5 miljarder kronor. ( Den ursprungliga ansökan om investeringsstöd gällde förgasning av sulfatlut vid Kappa Kraftliner i Piteå men ändrades till att gälla förgasning av sulfitlut i Domsjö ).

Men indiska Aditya Birla Group, som köpte upp Domsjö Fabriker förra året, har nu definitivt avblåst investeringen.

Domsjö Fabrikers VD, Lars Winter, uppger, att beslutet har föregåtts av omfattande analyser.

– Förgasningsprojektet passade inte in i de nya ägarnas affärsplan. De vill investera i Örnsköldsvik men har en annan viljeinriktning, säger Winter.

Beskedet mottas med besvikelse på flera håll.

– Det är tråkigt att Domsjö har valt att dra sig ur projektet. Vi ser positivt på tekniken, vi har råvaran i de svenska skogarna och det finns ett stort behov biodrivmedel och bioenergi till värme och elproduktion, säger Birgitta Palmberger som är avdelningschef på teknikavdelningen på Energimyndigheten.

Kontakt
Birgitta Palmberger, Energimyndigheten
Tel: 016 544 20 80

Vi väntar på genombrottet för ”Internet of Things”

– Tekniken med internetuppkopplade prylar har inte tagit fart. Det säger Adam Dunkels i en intervju.

Det är ännu för få människor som arbetar och bygger den här typen av komplicerade system.

Adam Dunkel är  teknologie doktor och grundare av Network Embedded Systems Group. För ett par år sedan utnämndes han av den ansedda tidningen Technology Rewiew Magazine, till en av världens mest betydelsefulla personer under 35 år för sin programvara för inbyggda system som gör att saker och ting kan kommunicera med varandra. Programvaran används idag i operativsystemen Contiki och i TCP/IP- programvaran IwIP.

Men det är ännu för få människor som arbetar och bygger den här typen av komplicerade system, säger Adam Dunkels.

– Det blir allt vanligare med internetuppkopplade prylar. Men ”Internet of Things” utvecklas inte så pass att vi kan ta det för givet överallt. Tekniken har inte riktigt skjutit fart, säger han till tidningen Process Nordic.

Vad är det då som driver Adam Dunkels?

-Det är att följa ”Internet of Things” och se utvecklingen av det jag har bidragit till. Det kommer att ske saker, men det kan ske utan att vi märker det. Jag tror att ”internet of things” hamnar i en fas om några år där vi ställer oss frågan‚ vad hände, blev det inget? Men plötsligt är vi där, mitt uppe i ett uppkopplat samhälle, beroende på att det skedde i det tysta under tiden.

Sakernas internet, ”Internet of Things”, handlar om att saker som inte är datorer eller mobiltelefoner, förses med trådlös internetbaserad datakommunikation. Kameror, kylskåp, bilar, joggingskor, är exempel på vitt skilda ting som utrustas med sensorer som ger oss information som skulle kunna vara intressant och nyttig. Det kan handla om att leverera uppgifter om temperatur, hastighet eller puls. Andra tillämpningar hittar vi i flygplan, satelliter, TV- digitalboxar, och borrmaskiner. Dataöverföringen sker i regel trådlös via 3G, WiFi, eller bluetooth, ofta till en smartphone.

Chemrec sluter samarbetsavtal med Kina på svartlutsområdet

Chemrec har skrivit under ett samarbetsavtal med China Tianchen Engineering Corporation, TCC, för att globalt erbjuda kompletta och nyckelfärdiga anläggningar baserade på Chemrecs svartlutsförgasningsteknik och gemensamt marknadsföra tekniken.

Chemrec och TCC ska gemensamt marknadsföra tekniken, som är en väg till andra generationens biodrivmedel eller grön el.

Underskriften av avtalet skedde i Stockholm vid en ceremoni i Rosenbad i närvaro av Kinas och Sveriges premiärministrar, Wen Jiabao och Fredrik Reinfeldt.

Enligt avtalet kommer de två bolagen att ta fram ett erbjudande som omfattar konstruktion, upphandling och montage samt projekt- och prestandagarantier för kompletta anläggningar, med syfte att kunna möta kraven för projektfinansiering av svartlutsförgasningsbaserade drivmedelsanläggningar.

Det kinesiska bolaget kommer också att assistera med anskaffning av finansiering.

TCC är också under avtalet godkänd av det svenska bolaget som leverantör av kompletta nyckelfärdiga anläggningar baserade på Chemrecs teknik, och med nyckelutrustning för förgasningen konstruerad och levererad av det svenska företaget.

– TCC har omfattande erfarenhet av konstruktion och montage av anläggningar för förgasning, gasrening och syntes. Det här avtalet tillför våra projekt erfaren kompetens för kostnadseffektiv konstruktion, inköp och montage. Det ger oss också möjlighet att erbjuda våra kunder kompletta systemlösningar i industriell skala, kommenterar Chemrecs VD, Max Jönsson, i ett pressmeddelande.

Wang Zhiyuan, President, TCC och Max Jönsson, vd för Chemrec.