NYHET Biomassa från skog eller åkergrödor kan till viss del ersätta fossila bränslen, men användningen i dag är globalt sett ganska liten. Martin Strandberg vid Umeå Universitet visar i sin avhandling att rostning av biomassan, så kallad torrefiering, förbättrar flera egenskaper hos biomassan så att den enklare och mer kostnadseffektivt kan ersätta fossila bränslen.
– Jag har följt biomassans väg från träflis till en högvärdig energirik gas via torrefiering, pelletering och förgasning i pilotskala. Vi är den första forskargruppen som kan visa på fördelarna längs hela produktionskedjan i denna skala och det är ett stort steg mot en industriell uppskalning, säger Martin Strandberg.
Han har i sin forskning varit med och utvecklat en anläggning i pilotskala vid Umeå universitet för att undersöka kontinuerlig produktion av torrefierad biomassa. Vid torrefiering hettas biomassan upp till 240-350 grader Celcius i en syrefattig miljö och processen kan liknas med en modern, effektiv och kontinuerlig kolmila. I den stegvisa processen går det att styra produktkvalitet och utbyte utefter vad som efterfrågas.
Fokus i Martin Strandbergs avhandlingsarbete har varit att förädla flisad gran och hyggesrester från den svenska skogen, men resultaten har även visat sig lovande för energisortiment så som rörflen och eukalyptus.
I sin avhandling visar Martin Strandberg att biomassans kemiska struktur förändras i torrefieringsprocessen och resultatet blir ett svart eller brunt biokol med högt energiinnehåll som kräver mindre energi vid malning. Hans resultat visar också att efter pelletering blir energidensiteten uppemot dubblerad jämfört med kommersiell vit pellets.
– Det betyder i praktiken att transportkostnaderna skulle kunna minska eller att längre transporter möjliggörs, till exempel från skogsområden som inte är lönsamma i dag för produktion av biobränsle, säger Martin Strandberg.
Resultaten pekar också på att biokolet är mindre känsligt för fukt och mer motståndskraftig mot biologisk nedbrytning i jämförelse med obehandlat trä och vit pellets. Detta är två egenskaper som är väldigt attraktiva för en effektivare och billigare lagring.
För en slutanvändare som ska förbränna eller förgasa biomassan effektivt är det också viktigt att pulverpartiklarna efter malning är små och släta.
– Mina resultat visar att det nya slags pulvret är finkornigare och innehåller färre problematiska ”stickor och strån” jämfört med pulver från obehandlat trä eller vit pellets som är dagens gröna alternativ för produktion av drivmedel och kemikalier, säger Martin Strandberg.
Drivmedel och kemikalier kan syntetiseras från den energirika gas som produceras vid förgasning av ett bränsle, en process som liknar förbränning men med mindre användning av syre.
I dag används nästan uteslutande fossila bränslen, men det pågår mycket forskning både i Sverige och internationellt kring produktion av gröna drivmedel och kemikalier från biomassa.
– Flera mindre, utlokaliserade torrefieringsanläggningar som förser en förgasare med bränsle kan vara lösningen för att få det hela att fungera kostnadseffektivt.
Avhandlingen är publicerad digitalt
Martin Strandberg har utfört studien inom Bio4Energy, en stark forskningsmiljö inom bioenergi- och bioraffinaderi. Miljön inbegriper Umeå universitet, Sveriges lantbruksuniversitet i Umeå och Luleå tekniska universitet, forskningsinstitut och ett omfattande industrinätverk.
http://www.bio4energy.se
Martin Strandberg, institutionen för tillämpad fysik och elektronikTelefon: 070-333 62 07
E-post: martin.strandberg@umu.se
Martin Strandberg försvarar sin avhandling onsdagen den 10 juni och disputationen äger rum klockan 13.00 i sal N450 i Naturvetarhuset på Umeå universitet och genomförs på engelska. Avhandlingens titel: From torrefaction to gasification: Pilot scale studies for upgrading of biomass. Svensk titel: Från torrefiering till förgasning: Experiment i pilotskala för förädling av biomassa.
Martin Strandberg, tidigare Nordwaeger, är född och uppvuxen i Avesta. Han är utbildad till civilingenjör i energiteknik vid Umeå universitet och har varit doktorand vid institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
Redaktör: Ingrid Söderbergh