Effektivare bioenergiteknik kan bidra till energiomställningen

I kraftcentralen med den höga skorstenen på Drottning Kristinas väg tar Henrik Båge emot KTH:s Energiplattform  den 28 augusti. Han är vd och medgrundare till Phoenix Biopower och en av eldsjälarna bakom den utveckling som pågår där ett minikraftverk skapats utifrån företagets teknik, kallad BTC: Biomass-Fired Top Cycle . Att anläggningen hamnat just här tackar han Akademiska hus för. Få lokaler i centrala Stockholm skulle kunna rymma verksamheten.

Dubbla verkningsgraden mot dagens anläggningar

– Vad vi gör, i stället för att elda pellets direkt i pannan, är att först förgasa bränslet under tryck. Sedan kyls gasen ner och filtreras innan den går in i en gasturbin som genererar el och värme. På så sätt kan vi komma upp i nästan dubbelt så mycket verkningsbar el som i vanliga biobränsleanläggningar. I dessa är verkningsgraden cirka 25–30 procent medan vi kan komma upp i 50–60 procent, säger Henrik Båge.

Alla delar i processen är inte på plats i denna provanläggning. Till exempel genereras ingen ånga, vilken annars skulle återföras till systemet för att bland annat kyla ner gasen. I stället får utvecklingsteamet skapa ångan separat och sen föra in den i systemet, en simulering som behövs för att kunna mäta energiprocesserna korrekt. 

Målet är en kommersiell anläggning och siktet är då inställt på 10 megawatt elproduktion i första versionen, därefter 40 och sedan 100 megawatt el i den slutliga installationen. Men innan dess fortsätter arbetet med testanläggningar, där nästa steg är att tillföra en förgasare och gasturbin.

Henrik Båge vet ännu inte var denna kommer att byggas, men avslöjar att anläggningen kan hamna utanför Sverige. En trycksatt förgasare som arbetar med cirka 10 bars tryck tillsammans med gasturbinen kan då förväntas generera 2,5 megawatt el. Det ger ett "proof of concept" på att processen fungerar hela vägen. 

Parallellt med utvecklingen i Sverige sker ett samarbete med en ukrainsk partner för att utveckla den särskilda gasturbin som krävs för att optimera BTC-processen. Detta beräknas ta mellan fem och sju år. Med denna turbin ska trycket vid förgasning av bränsle kunna höjas till 30 bar och anläggningen kan gå med full effekt. 

– Vi tror att framtiden för användning av biomassa måste ligga i att både få upp verkningsgraden och att jobba med BECCS  – koldioxidlagring av biomassa som ger negativa utsläpp. Men enbart BECCS räcker inte för att motivera användningen av biomassa för elproduktion, säger Henrik Båge.

Han avslöjar att företaget skrev sitt första intentionsavtal rörande BECCS med en erfaren kraftaktör för en vecka sedan. Likaså står en svensk kommun på tur att skriva samarbetsavtal med företaget. Företagets teknik väcker uppmärksamhet med sina möjligheter till lokal och hållbar elproduktion. Något som behövs när Sverige både behöver mer energi och ska minska landets klimatpåverkan. 

Ett möjligt konkurrensmedel för kommuner

Vilka andra aktörer bör då visa intresse för BTC-tekniken?

– Alla kraftvärmeaktörer i landets kommuner håller ögonen på detta och de flesta andra energiföretag tycker tekniken är mycket intressant och vill veta mer, säger Henrik Båge.

Han pekar på att el är ett konkurrensmedel för kommuner som vill kunna behålla sitt näringsliv och sin befolkningsstorlek. Saknas god tillgång till el så kommer förr eller senare företag flytta och med dem kommuninnevånare. Här spelar elmarknadszonerna in, där elintensiva företag idag kan få betala orimligt mycket beroende på var de befinner sig. Bioenergi med BTC ger kommuner möjligheten till egen, lokal och hållbar produktion av el. 

Michael Bartlett, är Phenix Biopowers teknikchef. Han har en bakgrund som forskare på KTH där han doktorerade på energiprocesser innan han klev ut i industrin. Han får frågan från besökarna om hur företaget ser på biomassan ur ett uppskalningsperspektiv.  

– Vi vill använda samma bränsle som idag och det råder ju konkurrens om detta. Vi tror dock att el är en vara som marknaden vill betala mer för, över tid. Den som kan omvandla biomassa till el kommer att kunna ta bättre betalt för det. Men när kemi- och drivmedelsbranschen slåss om dagens biobränsle så kommer vi behöva söka oss längre bort mot andra former som de inte använder, säger Michael Bartlett.

Han visar sedan upp den biomassa som används i testerna: bagass (rester från sockerrör), grot (spill från skogsavverkning), eldningspellets och pellets av solrosfröskal. Henrik Båge förklarar att skälet till att de tittar på bränslen från olika delar av världen är för att de vill att deras teknik ska kunna användas globalt. 

– Vi vill kunna approchera andra marknader i andra länder. Därför tittar vi även på möjligheten att använda så kallat C4-gräs, som bland annat odlas i Senegal och Dominikanska republiken. Den grödan kan odlas på näringsfattiga jordar och hjälper då till att göra marken mer odlingsbar efter ett antal år, gräset effektivt binder kol i marken, säger Henrik Båge.

Han förklarar att det bäst är att använda biomaterial som pelleterats, eftersom det bland annat minskar risken för driftstopp i processen. Med mer kompakta bränslen så minskar också behovet av trycksättningsgas och det krävs mindre kärl. 

Michael Bartlett och Henrik Båge förklarar att det inte nödvändigtvis blir dyrare med pelleterat material än material som inte bearbetats innan det används. Tanken är att företaget ska ha tork och pelletsmaskin med i sina kommande kraftanläggningar.

Sveriges kompetens inom biodrivmedel behövs i EU

Vilka frågor är då viktiga för samhället beslutsfattare att uppmärksamma för att den högeffektiva bioenergitekniken ska ha en framtid?

– En naturlig fråga är att bestämma var elen i Sverige ska komma ifrån. Idag saknas en komplett palett av olika energislag för att tillgodose behoven och skapa en stabil elförsörjning. Bioenergi måste finnas med som en naturlig del i energimixen, säger Michael Bartlett.

Och själva biobränslet? 

– Då behöver vi blicka mot EU. Ska Bryssel besluta om skogsvårdsreglerna så riskerar den svenska kompetensen på området att komma i skymundan. Inom EU ser inte alla på träd som vi gör i Sverige. Vissa vill skydda precis all skog till varje pris. Här skulle svenska Naturvårdsverket kunna bidra med ett annat perspektiv, de har bra helhetskoll. Men även regeringen borde lägga sig i den här frågan på EU-nivå och hävda subsidiaritetsprincipen. Skogsindustrin är trots allt Sveriges största exportgren, säger Henrik Båge. 

Totalt arbetar ett team om 13 personer på Phoenix Biopower, varav två finns i Schweiz. En del av utvecklingen sker i samarbete med KTH och det sker även samarbete med, bland andra, Rise, Berlins universitet, Åbo Universitet, Energimyndigheten samt Horizon Europe. 

Plattformens besök denna gång leddes av Christophe Duwig, vice föreståndare för KTH:s Energiplattform och Lina Bertling Tjernberg, föreståndare för KTH:s Energiplattform. Deltog gjorde även Kerstin Forsberg, Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa, Pernilla Hagbert, Skolan för arkitektur och samhällsbyggnad, Helena Mayer, forskningskommunikatör för KTH:s forskningsplattformar, samt Pierre Bodin, forskningsrådgivare vid KTH Research Support Office.

Text: Håkan Sandgren