Biotalous ja energiamurros – mitä vuonna 2030?Luonnonvarakeskuksen (Luke) ja Teknologian tutkimuskeskus VTT:n seminaari 26.1.2017

1. VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND LTD
Puun energiankäytön
markkinamuutokset ja BIO-CCU
(hiilidioksidin hyötykäyttö)
Antti Arasto
Biotalous ja energiamurros – mitä vuonna
2030?
26.1.2017 Helsinki

2. 225/01/2017
EnergiamullistusNyt!

3. 325/01/2017
Bioenergia uusiutuvan energian
markkinamuutoksessa
§ 2030 tavoitteet ja uusiutuvien,
auringon ja tuulen
laajamittainen pääsy
sähkömarkkinoille ajavat koko
järjestelmän muutosta
§ Sähköistyminen ja sähkön
hinnanmuodostuksen muutos
muuttavat sähkön roolia
käyttöhyödykkeenä sekä
sähköverkon ja sitä
ylläpitävien toimijoiden roolia.
Tämä johtaa ansaintalogiikan
muutokseen,
markkinamuutokseen ja
uusien ansaintamallien
syntymiseen
EU-28 Final energy consumption in
2014, 1 061 Mtoe
Electricity;
227
Transport;
353
Heating and
cooling and
other; 481
Electricity
; 15
Transport;
13
Heating
and
cooling
and other;
79
EU-28 Bioenergy in final energy
consumption in 2014, 107 Mtoe

4. 425/01/2017
Energy system that is significantly more
distributed, interconnected and flexible than
today’s !
• Bioenergy enables smooth transition
• Smart integration in system, area and
production concept level offer most cost
effective solutions
• The change in role of thermal capacity and
biomass CO2 neutral dispatchable
generation and storable energy carrier
• There are state of the art biomass
conversion technologies now entering the
market that can provide storable fuels that
could be used also for balancing (i.e.
cellulosic ethanol and 2nd generation
biodiesel).
• In the future new technologies and/or value
chains are expected to come to the market,
some with more dedicated approach to
balancing. For example, periods with low
electricity prices could be used to turn
electricity into hydrogen which could be used
in biofuel production.
• Smart integration of renewable electricity and
hydrogen should be ustilized to contribute to
constrained resources (biomass)

5. BIOMASS
ABSORBS
CO2
BIOMASS
2 Mt CO2
ELECTRICITY
2,1 TWh/a
ABILITY TO OFFSET
EMISSIONS OVER
SECTORS AND TIME
Bio-CCSa reduction of 3,9 Mt CO2 compared to fossil power production

6. Bio-CCUProlonged CO2 cycle leading to systemic GHG impact
BIOMASS
ABSORBS
CO2
BIOMASS
2 Mt CO2
ELECTRICITY
2,1 TWh/a
ABILITY TO TRANSFER EMISSIONS OVER
SECTORS AND TIME IN ADDITION TO REDUCING
EMISSIONS BY ENABLING OTHER SOLUTIONS

7. 25/01/2017 7
Source: Global CCS institute
Hiilidioksidin hyötykäyttö – useampikin kuin
yksi tarina

8. 25/01/2017 8
Miksi haluamme käyttää biomassaa?
§ Kestävyys
§ Kotimainen raaka-aine
§ Työllisyysvaikutus
§ Kauppatase
§ Kotimainen raaka-aine
§ Käyttövarmuus
§ Erinomainen tai ainoa raaka-
aine joihinkin tuotteisiin ja
sovelluksiin

9. 25/01/2017 9
Biomassa – mitä sillä pitäisi tehdä?
1. Erityiset tuotteet joissa luonnon
biomassalle muovaamat
ominaisuuksia hyödynnetään,
esim. kuitutuotteet
2. Tuotteet jotka korvaavat fossiilisia
tuotteita, esim. biopohjaiset
kemikaalit
3. Energiatuotteet, esim. biodiesel
The Fundamentals Of Bioeconomy: The Biobased Society,
DTU 2016
Tuotemarkkina, maksukyky ja
tuotannon kannattavuus ovat
elinehto kestävälle biotaloudelle

10. 25/01/2017 10
Suomen liikennesektorin hiilivapaudesta
hiilettömän mailman ratkaisuihin
2030 2050 2100
EC 2030 tavoitteet ja niistä
seuraavat Suomen kansaaliset
taovitteet
” Nostaa uusiutuvien liikenne-
polttoaineiden osuus 40% 2030
mennessä” sekä ”Luopua kivihiilen
käytöstä energiantuotannossa ja
puolittaa tuontiöljyn kotimainen käyttö”
COP 21
pitää maapallon keskilämpötilan
nousu selvästi alle kahdessa asteessa
suhteessa esiteolliseen aikaan ja
pyrkiä toimiin, joilla lämpeneminen
saataisiin rajattua alle 1,5 asteen.
Kestävä, vähähiilinen maailma
• Energia
• Metalliteollisuus
• Kemianteollisuus
• Sementinvalmistus
• Etc…
Ajurit
Suomelle ja
suomalaiselle
vienti-
teollisuudelle
VTT-VATT Traffic 2030
Fiscal driver

11. 25.1.2017 11
Hydrogen enhanced synthetic biofuels
O2
Fuel
Conversion
CO
H2
CO2
Biomass
feedstock
H2
Low-GHG
electricity
Electrolysis
Conversion
• More than twofold increase in biofuel output can be attained by enhancing gasification-based
biorefineries with external hydrogen supply.
Such enhanced process designs could become economically attractive over non-enhanced
designs when the average cost of low-GHG hydrogen falls below 2.2-2.8 e/kg,
depending on the process configuration.
• If all sustainably available wastes and residues in the European Union were collected and
converted only to biofuels, using maximal hydrogen enhancement, the daily production would
amount to 1.8 - 2.8 million oil equivalent barrels displacing up to 41 - 63 per cent of the EU’s
road transport fuel demand in 2030.

12. 1225/01/2017
Biomassa ja muut uusiutuvat energiamuodot
täydentävät erinomaisesti toisiaan
Lähde: Hannula. I., (2015). Synteettisiä polttoaineita ja olefiineja metsätähteistä, hiilidioksidista ja
sähköstä:
Teknistaloudellinen tarkastelu (Väitöskirja). Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu,
Espoo, Finland. VTT Science 107.
Emission profile for hydrogen-enhanced gasoline (OG+ configuration) with different
scenarios for emissions of electricity production. The horizontal line illustrates the 60%
and 70% emission saving limits required to meet the EU RED criteria. Source: Koponen &
Hannula 2017 (to be submitted)
CCU:n ilmastovaikutuksetCCU:n kustannusket

13. 25/01/2017 13
Johtopäätökset
§ Kannattavuus ja taloudellinen elinkelpoisuus on minkä tahansa lyhyen
ja keskipitkän aikavälin toiminnan edellytys → jos konsepti ei ole
taloudellisesti järkevä, yhtäkään investoijaa ei kiinnosta riippumatta
siitä kuinka paljon kaskadikäyttöä olisi luvassa
§ Biomassan rooli muuttuu. Tulevaisuudessakin sillä on merkittävä rooli
energiajärjestelmässä, lisäten koko järjestelmän resilienttiyttä
§ Biomassa ja muut uusiutuvat energiamuodot täydentävät erinomaisesti
toisiaan -> hybridiratkaisut tuovat joustavuutta maailman muutokseen
§ Biomassa on rajattu resurssi → sitä tulisi ohjata käyttöihin, joissa on
suurin lisäarvo (kaikista kestävyyden näkökulmista) ja missä on vähiten
muita vaihtoehtoja

14. TECHNOLOGY FOR BUSINESS
antti.arasto@vtt.fi