Restprodukter från skogen framtidens transportmedel

I dagarna invigs världens första pilotanläggning byggd för att ta fram etanol från skogsindustrins restprodukter. I anläggningen strax utanför Örnsköldsvik ska resultaten från tjugo års intensiv forskning nu omsättas i verkligheten. Målet är att inom några år kunna tillverka etanol i full skala och därmed få fram ytterligare ett sätt att ersätta fossila bränslen inom exempelvis transportsektorn.

Två vägar

Det är främst två sätt att producera etanol som ska testas i anläggningen, spjälkning av cellulosa till socker genom svagsyrahydrolys och genom enzymatisk hydrolys.

–Forskning kring de här teknikerna har pågått under nära 20 år. Pilotstudien innebär att vi går vidare med processtekniken och testar tidigare forskningsresultat i större skala, berättar Gunnar Fransson är vd för Etek Etanolteknik AB, företaget som kommer att driva piloten på uppdrag av Umeå universitet och Luleå tekniska universitet.

Processen

Förenklat går tekniken ut på att cellulosa bryts ned till socker som jäses till etanol. Idag tillverkas etanol av exempelvis säd, sockerrör och sockerbetor men att tillverka etanol från cellulosa är mer komplicerat.

I de första försöken kommer man att koncentrera sig på att bryta ned cellulosa till socker med hjälp av svagsyra, så kallad svagsyrahydrolys. Det är en snabb process där det endast tar några minuter innan cellulosan har omvandlats till socker i reaktorn. Det är också den av de två teknikerna som man vet mest om. När värdena för svagsyrahydrolysen har optimerats kommer man att övergå till att spjälka cellulosan med hjälp av enzymer. I helhet är de två teknikerna mycket lika varandra, förutom att då enzymer används för att bryta ned materialet tar processen flera dygn. Enligt de resultat som producerats i forskarnas labb kan utbytet av etanol komma att öka något med hjälp av enzymtekniken.

Ett steg på väg

Två ton torr råvara per dag kommer att bearbetas i etanolpiloten, som anläggningen kallas. Ur det räknar man med att få ut cirka 400 liter etanol. Från labbmiljö där man bara kan ta fram någon liter etanol åt gången är det ett stort steg, men klivet till fullskalig produktion är också långt. De fabriker som idag tillverkar etanol med spannmål som råvara producerar flera 100 000 tals liter etanol om dagen.

– Man kan säga att vi fortsätter att utveckla och producera kunskap. Vi kör dygnet runt några veckor i sänder, sen utvärderar vi, ändrar processen lite och gör nya försök. Bland annat vill vi se hur energi och kemikaliebalanserna ser ut samt vilka igensättningar som uppstår, säger Gunnar Fransson.

Han tror att det kommer att krävas många analyser innan man är redo att producera i full skala.

Framtiden

Gunnar Fransson är övertygad om att tekniken har potential. Marknaden för etanol växer, inte minst då koldioxidutsläpp blivit en allt hetare fråga och förnybara drivmedel ska in i transportsektorn.

– Det finns ett stort intresse för att få ett genombrott för etanolproduktion ur cellulosa. Att det går att bryta ned cellulosa till socker vet vi, nu är det mer en fråga om att få fram en kommersiellt gångbar teknik, säger Gunnar Fransson.

Generellt är han optimistisk och tror att det kan finnas fullskaliga anläggningar som använder tekniken redan till år 2008.

Så här går det till:

1 Sågspånen kommer till anläggningen med lastbilar. Det första som händer är att spånet passerar genom ett skikt som sållar bort alla partiklar som är för stora. En kraftig fläkt blåser därefter upp spånet till en cyklon på taket via ett rörsystem.

2 I nästa steg tillsätts het ånga för att förvärma och driva ut luft ur spånet.

3 I reaktorn hettas sågspånet upp till mellan 170 och 200 grader. Syra tillsätts för att hemicellulosan i spånet ska spjälkas. Sedan hettas spånet upp till en maxtemperatur på 230 grader. Cellulosan i spånet spjälkas och sockerarterna i spånet går i lösning. En fast produkt i form av lignin återstår. I en enzymatisk process bryts cellulosan ned av enzymer.

5 Ligninet, som är cirka 40 procent av råmaterialet filtreras bort för att användas till energiåtervinning eller till annan upparbetning.

6 Sockerlösningen som utvunnits i svagsyraprocessen detofixeras, vilket innebär att alla ämnen som stör själva jäsningen avlägsnas.

7 Efter detta pumpas sockerlösningen iväg till tankar. I dem är det cirka 35 grader varmt och sockret jäser och bildar etanol.

9 I en jästseparator skiljs jästen från etanolen och återanvänds.

10 Den färdigjästa produkten, mäsk destilleras och etanolen drivs av. Den förångade etanolen leds till en kylarutrustning där den återgår till vätska.

11 Den rena etanolen samlas upp i en stor tank och är färdig att användas.