Til hovedinnhold

Ledende Europeiske aktører innen området energi fra biomasse og avfall har samarbeidet for å fremme bruken av bioenergi i Europa. Prosjektet har nådd og til dels overgått sine hovedmål.

Tekst: forsker Mette Bugge

Avslutningen av EU-prosjektet NextGenBioWaste (2005-2009) ble markert med en konferanse i Oslo 16.-17. februar i år. De viktigste prosjektresultatene ble der presentert for nærmere 100 deltagere fra 14 land.

NextGenBioWaste fokuserer på selve forbrenningsanlegget fra brenselet kommer inn til røyken går ut pipa. Prosjektet dekker hele kjeden fra brenselpreparering, via konvertering og askehåndtering til energileveranse. Overordnet målsetning har vært å forbedre elektrisk virkningsgrad, pålitelighet, ytelse og miljømessig påvirkning for anlegg som brenner biomasse og avfall og som produserer varme og elektrisitet, samt å redusere kostnadene.

Målsetningene oppnådd
Dette er spesifisert nærmere ved de fire hovedmålsetningene som alle er oppnådd:

  • Øke elektrisk virkningsgrad med ca 50 prosent for energigjenvinningsanlegg for avfall (fra 22 til 30 prosent)
  • Doble levetiden for varmevekslerkomponenter
  • Øke elektrisk virkningsgrad for anlegg som brenner biomasse fra 33 prosent til 35 prosent og samtidig gjøre disse mer kostnadseffektive ved å brenne mer lavverdig brensel
  • Senke brenselkostnadene med minst en million euro per år for et 100 MWth biomasse forbrenningsanlegg ved bruk av lavverdig brensel.

Fullskalatesting
Prosjektet omfatter demonstrasjon av ny teknologi støttet av forskningsaktiviteter. Prosjektdeltakerne har tatt fatt i teknologi utprøvd i laboratorieskala. I prosjektet ble løsningene oppskalert til full skala, ved nye anlegg eller ved at eksisterende forbrenningsanlegg ble bygget om.

Sjefsforsker Lars Sørum har vært
prosjektleder for NextGenBioWaste.
Foto: Thor Nielsen

Demonstrasjoner

Det er gjennomført demonstrasjoner ved 12 ulike anlegg fyrt med biomasse eller avfall.

Noen av demonstrasjonene er:

  1. Fullskala demonstrasjon av et ombygget forbrenningsanlegg som kan gå fra 100 prosent ren biomasse til 100 prosent avfallstrevirke som brensel og samtidig øke kapasitet og tilgjengelighet.
  2. Storskala demonstrasjon av avanserte styringssystemer som gir driftsoperatører mulighet til å oppnå en bedre og mer stabil drift av anlegget og dermed en høyere elektrisk virkningsgrad.
  3. Storskala demonstrasjon av avanserte kjelmaterialer og belegg som er korrosjonsmotstandsdyktige og dermed skal redusere vedlikeholdskostnader.
  4. Storskala demonstrasjon av avanserte forbrenningsteknikker ved bruk av lavt luftoverskudd som gir mer kompakte og kostnadseffektive anlegg samt en høyere elektrisk virkningsgrad.
  5. Fullskala demonstrasjon av SCR (Selective Catalytic Reduction) før partikkelrensing for reduksjon av NOx, økt elektrisk virkningsgrad og bedre miljømessig ytelse.
  6. Fullskala demonstrasjon av bruk av additiver for å redusere beleggdannelse og korrosjon på heteflater samt reduserte vedlikeholdskostnader på grunn av økt levetid.
  7. Demonstrasjon av nye kjeldesign for økt virkningsgrad.

SINTEFs rolle
SINTEF Energi har ledet prosjektet som har hatt en økonomisk ramme på 250 millioner norske kroner. Det er en nyttig erfaring for SINTEF å lede et prosjekt av dette omfanget med mange internasjonale aktører. Det har vært en krevende jobb, men SINTEF har fått meget god tilbakemelding på prosjektledelsen, både fra konsortiet og under EUs årlige gjennomgang. Prosjektet har gitt oss muligheten til å jobbe sammen med kremen av europeiske forskningsmiljø og industri innen dette området, noe som har vært veldig utfordrende.

Verdifull kunnskap
I tillegg til å lede prosjektet har SINTEF vært ansvarlig for delprosjektet som omfatter informasjon og resultatspredning, og vi har hatt forskningsoppgaver innenfor flere av delprosjektene. I en avansert multibrenselreaktor er det gjennomført eksperimenter for å studere innflytelsen av brenselkvalitet, preparering og blanding på røykgassammensetning og askekvalitet. Dette arbeidet har gitt fundamental kunnskap og en basis for valg av optimal brensel/brenselblanding på demonstrasjonsanleggene for å oppnå reduserte driftsproblemer og utslipp og økt kostnadseffektivitet.

Tidlig i prosjektet vurderte SINTEF, ved hjelp av termodynamiske likevektsberegninger, effektiviteten av VPCs ChlorOut konsept for å redusere korrosjon i avfallsforbrenningsovner. Dette konseptet innebærer at additiver sprøytes inn i forbrenningskammeret, og det ble senere demonstrert i fullskala av Vattenfall. Likevektsberegninger ble også brukt for å studere drift ved lave luftoverskudd samt effekt av avfallskvalitet på korrosjon.

Innenfor kjeloptimalisering har SINTEF, ved bruk CFD beregninger (Computational Fluid Dynamics), studert partikkelstrømning og avsetning i kjelen for et av demonstrasjonsanleggene. Det var mulig å bestemme hvor avsetningene ville dannes avhengig av strømningshastighet og partikkelstørrelsesfordeling. Resultatene indikerer at en reduksjon av strømningshastigheten vil redusere avsetningen av de mest korrosive partiklene betydelig, kunnskap som kan utnyttes ved design av nye anlegg. I dette arbeidet har TNO (NL) og GKS (DE) vært nære samarbeidspartnere.

I eksperimentell studie ble effekten av to additiver, kaolin og torvaske, på kvaliteten av bunn- og flyveaske ble studert. Resultatene viste at det var mulig å redusere innholdet av flere korrosive forbindelser i flyveasken, kunnskap som kan utnyttes for å forlenge levetiden for varmevekslere.

SINTEFs andel av budsjettet har vært drøyt 24 millioner kroner i løpet av fireårsperioden. Av dette kom 50 prosent fra EU, mens Norges forskningsråd dekket deler av SINTEFs egeninnsats.

Mer informasjon finnes på prosjektets webside.


 

Kontakt:
Marie Bysveen  

 



FAKTA

NextGenBioWaste konsortiet: 17 partnere fra sju europeiske land
Koordinator: SINTEF Energi AS

FoU-partnere:

  • KEMA (NL)
  • Joint Research Centre of the EC (BE)
  • Max-Planck-Institute für Eisenforschung (DE)
  • SINTEF Energi AS (NO)
  • SVUM a.s. (CZ)
  • TNO (NL)
  • Vattenfall Research and Development AB (SE)

Industripartnere:

  • A2A SpA (IT)
  • Afval Energie Bedrijf, Amsterdam (NL)
  • AVR-Afvalsverwerking B.V. (NL)
  • Gemeinschaftskraftwerk Schweinfurt GmbH (DE)
  • Keppel Seghers Belgium NV (BE)
  • Trondheim Energi Fjernvarme AS (NO)
  • Vattenfall AB Business unit Nordic Heat (SE)
  • Vattenfall Europe Waste to Energy GmbH (DE)
  • Vattenfall Power Consultant AB (SE)
  • Visser & Smit Hanab (NL)