Bioraffinage de “biovaluator” van de toekomst www.costa-due.nl Rob van Haren ism met werkgroep biocascadering Costa Due (prov Groningen): Ad Pot (Cosun), Frans Goudriaan (HTU), Anita Westenbroek (NVP), Sjef van der Lubbe (LNV), Cornelis de Jonge (RUG), Renee Jansen (prov)
Bioraffinage: Scholten in 1838 2
Bioraffinage: centrifugeren van zetmeel 3
Bioraffinage: slempen van zetmeel 4
Bioraffinaderij 5
potatoes
storage
6 stones
leaves
potato juice
fibres
hume
sand
protamyl PF
Protamylasse Protapec sludge polishing field
clean waste water
Drum dryer starch Soy waste
7
Raw material: Potatoes [2.5 million Tons] is Biomass and main processes are Bio-Raffinage and Bio-Conversion
A biorefinery is a facility that integrates biomass conversion processes and equipment to produce fuels, power, and chemicals from biomass.
8
Composition of potato and tapioca tapioca composition potato composition
fibres 1.5%
starch 18.2%
water 64.0%
starch 28.0%
9
protein 2.5%
water 74.7%
fibres 3.0%
protein 2.5%
other soluble 3.0%
other soluble 2.5%
potato composition d.s. other soluble 12.0% protein 10.0%
fibres 6.0%
fibres 8.3%
starch 72.0%
other soluble 6.9% protein 6.9%
tapioca composition d.s.
starch 77.8%
Bioraffinage: nu Food Non-food
zetmeel Aardappels 42ton/ha
Vrucht water
Prota mylasse
eiwit
Minerale mest Hoogw. feed
pulp
Laagw. feed
Stoom electriciteit
electriciteit
gas
10
Bioraffinage: morgen zetmeel Aardappels 42ton/ha
Vrucht water
farma aminozuren Prota mylasse eiwit eiwit
pulp Gas Bio energie
Stoom electriciteit
Food Non-food Minerale mest Hoogw. feed Hoogw. food Laagw. feed electriciteit
Con versie
11
Biomass raffinage and conversion Imports
Biomass
CO2-storage
Conversion Bio-methanol Platform Products
Regional
Natural gas Infra structure
12
Bio-diesel Chemical industry Delfzijl
13
14
15
16
17
Multi purpose biorefinery (MPB): uitgangspunten
• Jaar-bedrijf • Volume minimaal 100,000 ton ds op productbasis • vier opwerkingskolommen (verwerken elkaars nevenstromen): -
vezels olie/vet celsap fermentatie
• enkele specialties • multicrop input (incl. melk hout en oud papier) • energie leverancier • verbruik van alleen hernieuwbare grondstoffen
18
Multi-purpose biorefinery tarwe maïs vlas bieten koolzaad aardappelen groenten fruit cichorei wortelen bonen melk oud papier hout
19
VOORBEWERKING
HTU
F E R M E N T A T I E
C E L S A P
V E Z E L S
O L I E
Ethanol Methanol Lactose Aceton
Zetmeel Eiwit Suikers
Feed Papier Textiel Bouw
Smeerolië Zepen Cosmetic
ASSEMBLAGE CONVERSIE BEDRIJVEN
Technologische barrieres 20
• Scheidingstechnologieen - milde scheiding - micro-zeven - nanofiltratie
• Verdringen van water met scCO2 • Proces intensificatie (high throughput, high pressure, high temprature) • Conversie door katalyse - enzymatisch - metallokeramisch - metaal
• Verwaarden van alle nevenstromen (energieopwekking)
Shell World Energy Scenarios Energy Transitions
21
Dynamics as Usual % of Primary Energy 80% Traditional Traditional Biomass Coal
60%
Oil
40% New Renewables
Gas
20% Hydro
Biofuels Nuclear
0% 1850
1875
1900
1925
1950
1975
2000
2025
2050
Courtesy Shell Nederland
energieprijzen 22
Wereldmarktprijzen gewassen 23
Productie kosten van biofuels (OECD, feb 2006) 24
ENERGIE PRIJS (1) ENERGIE PRIJS, € per GJ 25
40
30
20
electricity 10
natural gas crude oil (50 $/bbl)
coal 0
-10
premium diesel
ENERGIE PRIJS (2) ENERGIE PRIJS, € per GJ 40
Bio-ethanol nu
30
40
30
Biodiesel nu 20
20 Bio-ethanol toekomst electricity
10
natural gas crude oil (50 $/bbl)
BTL diesel toekomst premium HTU diesel toekomst diesel Geteelde biomassa NL
10
coal 0
-10
0
GFT
-10
26
27
28
29
Conclusies
• Door benuttingscascade middels bioraffinage krijgt biomassa waarde - Benuttingscascade is alle waardevolle plantaardige componenten uit biomassa kostenefficient tot waarde brengen en eventuele reststromen omzetten in transportbrandstoffen, electriciteit en warmte - Bioraffinage is het proces waarin biomassa wordt omgezet in een scala van producten voor food en non-food toepassingen en energie. Een bioraffinaderij gebruikt hernieuwbare grondstoffen in plaats van fossiele grondstoffen.
• De productieschaal, kosten en energieconsumptie/productie bepalen de haalbaarheid • De Multi-Purpose Biorefiner is een grootschalige unit waar meerdere grondstofstromen verwerkt worden en elkaars nevenstromen volledig benut zelfs uiteindelijk voor energieopwekking
30
Conclusies • NL loopt achter op buitenlandse ontwikkelingen: kennis is aanwezig integratie en doorstroom naar praktijk ontbreekt • Buitenland is ver vooruit - VS > 10 jaar - BRD > 5 jaar - F > 5 jaar
• CCC-initiatief: Carbohydrate Competence Centre (initiatief van industrie, kennisinstellingen en facilitators) • Next step: van proof of principle naar proof of concept: - > kton ds/j - Markt geidentificeerd
31
