Pyrolys som en verksamhet för värmekrävande industrier : En fallstudie om biokolsproduktion kopplat till ett asfaltverk

The expectations on companies to introduce better business models to enhance environmental performance are increasing. Sweden is aiming at becoming climate neutral in 2045 which requires methods to capture and store carbon in addition to decrease emissions. Research has shown that biochar production can be one way to support the target. The process to produce biochar is called pyrolysis and is still only implemented in a smaller scale in Sweden. This study aims to facilitate implementation of pyrolysis in heat-requiring industries. By collecting knowledge from existing literature of the topic, as well as exploring a case at Skanska, the objectives to answer are related to the design of the pyrolysis process, the suitable feedstocks and where in the value chain cooperation is needed. Additional objectives are to develop guidelines and apply them on a case study for evaluation. Pyrolysis is the name of thermal decomposition of biomass, a process that generates biochar, bio-oil and syngas. Based on a literature review on the pyrolysis process with its products, some criteria for a successful implementation of pyrolysis are created. Those criteria are the foundation to address the first objective with relevance to heat-requiring industries. The answers are used to develop guidelines that are meant to support stakeholders that are interested to invest in a pyrolysis facility. Additionally, the results indicate that more industries could see benefits from biochar production as the design can be customized. Cooperation is considered important to deliver feedstocks and possibly sell the products, where pyrolysis is also a good example of integrating more circularity in business. It is recommended that heat-requiring industries should indeed consider an investment in pyrolysis in order to improve the environmental work. Intermediate pyrolysis with good flexibility of both feedstocks and product distribution is considered most suitable. However, further research and practical cases are needed to optimize the process for the desired objectives as well as explore the products’ markets more.Sverige har som mål att bli ett klimatneutralt land till år 2045. Detta mål kan inte nås genom endast utsläppsminskning utan kräver också åtgärder som fångar och förvarar koldioxid. Forskning har visat att pyrolys kan vara en process som kan användas för att bidra till detta mål. Pyrolys är en process där biomassa upphettas till en hög temperatur med ingen eller endast små mängder tillförsel av syre, vilket gör att det skiljer sig från förbränning. Pyrolys producerar bland annat biokol som idag används i mindre skala i Sverige. Syftet med studien är att underlätta implementeringen av pyrolys i värmekrävande industrier genom att föreslå hur pyrolys kan vara en del av affärsmodellen. Målen att uppnå för att möta detta syfte är: Identifiera viktiga faktorer för att uppveckla en verksamhet som integrerar pyrolys, innehållandes men inte begränsad tilla) hur pyrolysprocessen ska utformas.b) vilken typ av bränsle som är lämplig.c) var i värdekedjan samarbete behövs. Baserat på de identifierade faktorerna, skapa riktlinjer för att stödja intressenter i implementering av pyrolys. Tillämpa och utvärdera riktlinjerna i en fallstudie av biokolsproduktion i anslutning till ett asfaltverk. Klimatnyttan med biokol är anledningen till att intresset för pyrolys har växt de senaste åren. Det kan vara av intresse för aktörer som investerar i pyrolys att kunna tillgodoräkna negativa utsläpp, men det behövs bättre standarder för hur detta ska gå till. Idag används biokol i Stockholms stads urbana trädplanteringar eftersom de planteras i en mindre bördig miljö, ett projekt som har visat goda resultat. Användningsområdet i jord innebär bland annat att vatten och näring kan hållas i biokolets porösa struktur, samtidigt som kol är bundet i en stabil form. Denna studie grundas i en literturstudie som har kompletterats med en fallstudie. Uppdragsgivare till studien är Skanska som i ett första steg ställde frågan hur pyrolys skulle kunna leverera värme till ett asfaltverk i Borlänge. Skanska har under det senaste året undersökt möjligheterna att själva börja producera biokol eftersom de redan använder biokol i vissa anläggningsarbeten idag, i Stockholms stad bland annat. Att producera eget biokol skulle kunna göras på eget anläggnings- och träavfall och flera av produkterna från pyrolys är möjliga att använda i verksamheten internt. Dock räcker inte det interna materialet som bränsle till pyrolysanläggningen vilket gör det viktigt att samarbeta med externa parter för att samla tillräckligt med bränslematerial. Genom litteraturstudien förklaras de begrepp och processer som är grunden för att besvara målen med studien, så som pyrolysprocessen med dess produkter, asfaltproduktion och begrepp inom industriell ekologi som ämnar till att utveckla affärsmodeller baserat på samarbete med hållbarhet i fokus. Baserat på literturstudien kan ett antal kriterier ställas upp som möjliggör att ta sig an studiens mål ur ett perspektiv som passar en värmekrävande industri i Sverige. Svaren kunde användas för att utveckla ett antal riktlinjer för att stödja en industri som är intresserad av att investera i en pyrolysanläggning. Riktlinjerna ger bland annat stöd i val av process, användningsområden för produkter, lämpliga bränslen, placering av anläggning och prioriterade samarbetspartners – allt baserat på vilket det huvudsakliga syftet med investeringen är. I fallstudien undersöks om ett asfaltverk i Borlänge skulle vara en lämplig placering för en pyrolysanläggning i Skanskas regi. Detta har gjorts genom personlig kontakt med involverade personer både inom och utanför Skanska. Främst har Borlänge kommun setts som en viktig partner, med vikt på det kommunala energi- och avfallsbolaget Borlänge Energi. Anställda där har kontaktats för att diskutera möjligheterna med att få köpa in bränslematerial från avfallsanläggningen som ligger på samma mark som Skanskas asfaltverk. En konsult har kontaktats för att undersöka möjligheterna med att koppla den föreslagna pyrolys-anläggningen till fjärrvärmenätet, vilket ansågs fullt möjligt. Avslutningsvis har riktlinjerna som togs fram i resultatet använts för att utvärdera existerande och föreslå ytterligare åtgärder för integreringen av en pyrolysanläggning i Skanskas affärsmodell. Slutsatserna med studien visar på att pyrolys mycket väl kan vara en lämplig investering för en värmekrävande industri i Sverige. Investeringen kan stödja miljöarbetet på företaget genom egentillverkad förnybar energi samt produkter som kan användas för miljöförbättrande åtgärder internt eller annars säljas till externa parter. Mellansnabb pyrolys med möjlighet att ta emot varierande bränsletyper samt flexibilitet i produktfördelning anses vara den mest lämpliga för dessa industrier. Alla produkterna måste vara värdefulla, helst för intern användning, men annars för att möjliggöra försäljning på marknaden. Slutligen visar studien att det är fullt möjligt för fler aktörer att investera i pyrolys i takt med att intresset ökar. Samarbete mellan olika typer av aktörer kommer dock vara en nyckel för lyckas med integrering. Där kan industriell symbios att bli ett vägledande koncept för att utforma och hitta värden i samarbetet. När fler aktörer ger sig in i branschen kommer utvärdering och optimering av pyrolys att bli avsevärt enklare