Renewell
Drop-in biobrandstof via de katalytische hydrogenering van pyrolyse olie in de scheepvaart
Publieke samenvatting / Public summary
Aanleiding
De Europese Commissie heeft de ambitie uitgesproken om in 2020 het aandeel hernieuwbare brandstoffen in de transport sector naar 10% te hebben verhoogd. Voor de periode 2021-2030 is onlangs de RED-II richtlijn opgesteld, waarin ook de introductie van geavanceerde biobrandstoffen (2e generatie) voorgeschreven wordt. In het personenvervoer is verschuiving gaande naar elektrisch, maar voor zwaar transport en vooral ook in de lucht- scheepvaart zullen nog lang vloeibare (en gasvormige) brandstoffen noodzakelijk zijn. Daarnaast zal er een verschuiving moeten plaatsvinden van 1e generatie naar 2e generatie brandstoffen. Hedentendage worden vloeibare biobrandstoffen voornamelijk geproduceerd uit plantaardige olie en gebruikt frituurvet. Geavanceerde 2e generatie biobrandstoffen moeten uit duurzame biomassastromen worden geproduceerd zoals gedefinieerd in REDII. Geschikte technologie en processen moeten echter nog wel verder ontwikkeld worden.
Doelstelling
Het specifieke doel van het RENEWELL project is de ontwikkeling van een duurzame, 2e generatie drop-in scheepsbrandstof. De brandstof moet bijgemengd kunnen worden in bestaande conventionele en 1e generatie brandstoffen in percentages van minimaal 5%, maar met de ambitie 30% mogelijk te maken. Naast fysisch-chemische eigenschappen zijn de verbrandingseigenschappen van groot belang. Verbranding wordt in geavanceerde apparatuur onderzocht als ook daadwerkelijk in een testmotor. De nieuwe brandstof wordt geproduceerd uit biomassa en dient te voldoen aan de eisen gesteld in REDII. In het RENEWELL concept wordt biomassa omgezet in pyrolyse olie en vervolgens wordt deze vloeistof chemisch-katalytisch opgewaardeerd tot een transportbrandstof. De mate van opwaardering wordt bepaald door de eisen die gesteld worden aan een drop-in brandstof en kan afhankelijk zijn van het bijmengpercentage. De kwaliteit van de brandstof kan gestuurd worden door aanpassing van de procescondities (temperatuur, H2 druk, verblijftijd) en de toegepaste katalysator. De pyrolyse olie kan uit verschillende biomassa stromen worden geproduceerd (bijv. houtresiduen, bermgras etc).
Korte omschrijving
Pyrolyse olie op basis van houtachtige biomassa zal worden verkregen van Empyro BV (Hengelo). Pyrolyse olie uit andere biomassa soorten zijn bij BTG beschikbaar of kunnen daar worden geproduceerd. In de eerste stap wordt pyrolyse olie gestabiliseerd in een katalytisch hydrogeneringsproces, waarbij gebruikt gemaakt wordt van een gepatenteerde katalysator genaamd Picula™. De gestabiliseerde olie wordt vervolgens in een 2e katalytische hydrogeneringsstap opgewerkt tot een scheepsbrandstof. Om de juiste eigenschappen te verkrijgen kan er eventueel een nabehandeling worden toegepast zoals bijv. destillatie, extractie of adsorptie. Naast de fysisch-chemische karakterisering wordt de verbranding van de monsters onderzocht. Ook zullen er testen in een motor wordt uitgevoerd om inzicht te krijgen in o.a. emissies. Continue terugkoppeling van de bevindingen is noodzakelijk om het productieproces te optimaliseren. Een marktanalyse en technisch economische haalbaarheid zal worden uitgevoerd onder leiding van Goodfuels. Ook een duurzaamheidsanalyse van de gehele keten wordt hierbij meegenomen met specifiek ook aandacht voor de oorsprong van de benodigde waterstof.
Resultaat
Samenvattend is het beoogde resultaat van RENEWELL een proces om vanuit verschillende biomassa's een drop-in scheepsbrandstof te maken geschikt voor bijmengpercentages van 5 – 30%. Het proces is gebaseerd om pyrolyse olie als intermediair en de gewenste brandstof wordt verkregen via katalytische hydrogenering van de pyrolyse olie. De kwaliteit van de verkregen brandstoffen wordt gevalideerd in verbrandings- en motortesten. Het potentieel van de gehele route wordt beoordeeld op technische, economische, milieu en marktaspecten, en routes voor implementatie worden geïdentificeerd.
De Europese Commissie heeft de ambitie uitgesproken om in 2020 het aandeel hernieuwbare brandstoffen in de transport sector naar 10% te hebben verhoogd. Voor de periode 2021-2030 is onlangs de RED-II richtlijn opgesteld, waarin ook de introductie van geavanceerde biobrandstoffen (2e generatie) voorgeschreven wordt. In het personenvervoer is verschuiving gaande naar elektrisch, maar voor zwaar transport en vooral ook in de lucht- scheepvaart zullen nog lang vloeibare (en gasvormige) brandstoffen noodzakelijk zijn. Daarnaast zal er een verschuiving moeten plaatsvinden van 1e generatie naar 2e generatie brandstoffen. Hedentendage worden vloeibare biobrandstoffen voornamelijk geproduceerd uit plantaardige olie en gebruikt frituurvet. Geavanceerde 2e generatie biobrandstoffen moeten uit duurzame biomassastromen worden geproduceerd zoals gedefinieerd in REDII. Geschikte technologie en processen moeten echter nog wel verder ontwikkeld worden.
Doelstelling
Het specifieke doel van het RENEWELL project is de ontwikkeling van een duurzame, 2e generatie drop-in scheepsbrandstof. De brandstof moet bijgemengd kunnen worden in bestaande conventionele en 1e generatie brandstoffen in percentages van minimaal 5%, maar met de ambitie 30% mogelijk te maken. Naast fysisch-chemische eigenschappen zijn de verbrandingseigenschappen van groot belang. Verbranding wordt in geavanceerde apparatuur onderzocht als ook daadwerkelijk in een testmotor. De nieuwe brandstof wordt geproduceerd uit biomassa en dient te voldoen aan de eisen gesteld in REDII. In het RENEWELL concept wordt biomassa omgezet in pyrolyse olie en vervolgens wordt deze vloeistof chemisch-katalytisch opgewaardeerd tot een transportbrandstof. De mate van opwaardering wordt bepaald door de eisen die gesteld worden aan een drop-in brandstof en kan afhankelijk zijn van het bijmengpercentage. De kwaliteit van de brandstof kan gestuurd worden door aanpassing van de procescondities (temperatuur, H2 druk, verblijftijd) en de toegepaste katalysator. De pyrolyse olie kan uit verschillende biomassa stromen worden geproduceerd (bijv. houtresiduen, bermgras etc).
Korte omschrijving
Pyrolyse olie op basis van houtachtige biomassa zal worden verkregen van Empyro BV (Hengelo). Pyrolyse olie uit andere biomassa soorten zijn bij BTG beschikbaar of kunnen daar worden geproduceerd. In de eerste stap wordt pyrolyse olie gestabiliseerd in een katalytisch hydrogeneringsproces, waarbij gebruikt gemaakt wordt van een gepatenteerde katalysator genaamd Picula™. De gestabiliseerde olie wordt vervolgens in een 2e katalytische hydrogeneringsstap opgewerkt tot een scheepsbrandstof. Om de juiste eigenschappen te verkrijgen kan er eventueel een nabehandeling worden toegepast zoals bijv. destillatie, extractie of adsorptie. Naast de fysisch-chemische karakterisering wordt de verbranding van de monsters onderzocht. Ook zullen er testen in een motor wordt uitgevoerd om inzicht te krijgen in o.a. emissies. Continue terugkoppeling van de bevindingen is noodzakelijk om het productieproces te optimaliseren. Een marktanalyse en technisch economische haalbaarheid zal worden uitgevoerd onder leiding van Goodfuels. Ook een duurzaamheidsanalyse van de gehele keten wordt hierbij meegenomen met specifiek ook aandacht voor de oorsprong van de benodigde waterstof.
Resultaat
Samenvattend is het beoogde resultaat van RENEWELL een proces om vanuit verschillende biomassa's een drop-in scheepsbrandstof te maken geschikt voor bijmengpercentages van 5 – 30%. Het proces is gebaseerd om pyrolyse olie als intermediair en de gewenste brandstof wordt verkregen via katalytische hydrogenering van de pyrolyse olie. De kwaliteit van de verkregen brandstoffen wordt gevalideerd in verbrandings- en motortesten. Het potentieel van de gehele route wordt beoordeeld op technische, economische, milieu en marktaspecten, en routes voor implementatie worden geïdentificeerd.