Nya produkter från skogsråvara – en översikt av läget 2014

Ökande kostnader för att använda fossila råvaror och vikande efterfrågan på skriv- och tryckpapper p g a övergången till digitala media gör att träd blir en allt intressantare råvara för ett brett spektrum av biobaserade bränslen, material och kemikalier. Denna rapport sammanställer översiktligt läget och trender i Sverige och omvärlden när det gäller utvecklingen av och marknaden för nya skogsbaserade produkter. Såväl skogens som massabrukens biprodukter har granskats, se översikt i Figur 1. 

Organisk vedsubstans i svartlut från sulfatmassakokning är idag den största produktströmmen från skogsindustrin. En annan stor produktgrupp med förädlingspotential är skogsbränslesortiment från skogsavverkning. Biprodukten tallolja från massatillverkningen används sedan länge som råvara för kemikalier och – till följd av subventioner för biodrivmedel – numera även som råvara för biodiesel.

Den organiska substansen i svartlut används normalt som internt bränsle i massafabriken. Ökande energieffektivitet har gjort att moderna massafabriker inte behöver använda all energi i svartluten. En metod för förädling av svartlut har kommersialiserats: den svenska LignoBoost-tekniken för utvinning av lignin, den dominerande vedkomponenten i svartlut. Ligninprodukten används än så länge endast som energirikt biobränsle för industriella anläggningar.

Förgasning av svartlut till syntesgas (metan och koloxid) är en teknik som är färdig för kommersialisering. En demoanläggning i Sverige framställer DME, ett gasformigt biodrivmedel för dieselmotorer, ur förgasad svartlut.

Skogsbränslesortiment i form av grenar och toppar (grot), stubbar och klena träd från gallring kan upparbetas genom termokemisk omvandling (pyrolys eller förgasning) eller biokemisk omvandling (fermentering). De industriella satsningarna
f.n. går den termokemiska vägen. En fullskaleanläggning för pyrolys av grot har startats i Finland. Pyrolysoljan ersätter där tung eldningsolja i ett kraftvärmeverk. Demoanläggningar för förgasning av vedråvara har startats i Piteå (bränsle till kraftvärmeverk) och Göteborg (naturgasersättning).

Den biokemiska vägen för vedupparbetning till etanol m m har utvecklats fram till pilotskala, men har ännu inte nått ekonomisk lönsamhet. Biokemiska metoder är generellt känsligare för råvaruegenskaper än termokemiska processer. Önskvärda egenskaper hos ved för biokonvertering är låg halt av lignin, extraktivämnen och askämnen (metaller m m). Hemicellulosan har gynnsammare  sockersammansättning i barrved än i lövved. För biokemiska metoder såväl som termokemiska eftersträvas små variationer i råvaran.

Lignin som separeras ur svartlut kan – ännu endast på laboratorie/pilotskalestadiet – omvandlas till mer värdefulla produkter än fast biobränsle. Pyrolysolja från lignin har potential att upparbetas till drivmedel t.ex. i ett oljeraffinaderi. Kolfiber av mellankvalitet för tillverkning av lättare, mer bränslesnåla fordon är en möjlig högförädlad produkt under utveckling. Aktiva kolfibrer, d.v.s. aktivt kol i form av fibrer, för t.ex. lagring av vätgas i bränsleceller är en annan intressant applikation på gång.

Hemicellulosa, den största vedkomponenten efter cellulosa och lignin, kan utvinnas ur svartlut (endast xylan, d.v.s. lövvedshemicellulosa) eller förhydrolysat (endast massabruk som tillverkar textilcellulosa). Ingen av de metoder som utvecklats för utvinning av vedhemicellulosa har ännu kommersialiserats. Konkurrerande råmaterial är hemicellulosa från billiga jordbruksbiprodukter och, för en del av de tänkbara applikationerna, även stärkelse. Intressanta användningsområden för hemicellulosa är hydrogeler för bl.a. livsmedel och medicin samt som barriärmaterial i förpackningar.

Bark innehåller biokemiskt aktiva extraktivämnen som kan ha ett högt värde inom medicin, hälsokost eller kosmetika, även om volymerna är små. Björkbark är rik på suberin och betulin, medan granbark är en möjlig källa till polyfenoler.

Även för vedcellulosa – som är huvudprodukten i dag från massabruket – finns möjligheter till nya produktområden bortom papper, kartong och fluff. Mikrofibrillär cellulosa, även kallad nanocellulosa, tillverkas nu i pilotskala, men är fortfarande dyr att framställa. Mikrofibrillerna har extremt hög styrka och stor yta vilket ger en mängd möjliga användningsområden, t ex armering av plaster eller som superabsorbent. Textilcellulosa är en nygammal produkt som i mitten på 1900-talet tillverkades i sulfitfabriker. Bomullens prisbild och miljöfrågetecken gör nu att sulfatmassabruk konverteras till textilcellulosa med ny processteknik.

Läs mer i Arbetsrapporten nedan.