Forskning och utveckling

Inledning

Fokus för vårt FoU-arbete ligger på forskning och utveckling av ekonomiskt lönsamma, miljömässigt hållbara energilösningar. Vi eftersträvar nya kostnadseffektiva lösningar för att kunna producera förnybar energi.

Mycket forskningsarbete utförs dock inom våra traditionella affärssegment som fortfarande baseras på fossila bränslen. Vi förbättrar ständigt våra bränsleprodukter i syfte att uppfylla kundernas behov av effektivitet och miljövänlighet.

Baserat på olika källor har vi samlat våra åsikter om förändringar och utmaningar på den nordiska energimarknaden under kommande decennier. St1 Nordic Energy Outlook fungerar som utgångspunkt och färdplan för vår FoU-verksamhet. En uppdatering av den första utgåvan publicerades 2017 och den kommer att uppdateras igen vid behov.

Forskningslaboratorium för etanol

Nya råmaterial

Sökning efter potentiella avfallsbaserade insatsvaror för avancerad etanolproduktion.

St1s forsknings- och utvecklingslaboratorium granskar och testar nya potentiella råmaterial som kan användas som insatsvaror i produktionen av avancerad etanol. Forskningen är fokuserad på avfallsbaserad insatsvara. De huvudsakliga kriterierna för genomförbarhet är att råmaterialet är tillgängligt och kostnadseffektivt samt hållbarheten i processen för etanolproduktionen.

Enligt EU:s regler kan avancerad etanol produceras ur ett begränsat urval av insatsvaror utanför livsmedelskedjan. Särskilt i de nordiska länderna finns en mängd material som inte är livsmedel – t.ex. sågspån och skogsrestprodukter. St1 tittar också på Thailand där avfall från kassavaväxten har stor potential: pilotförsök i laboratoriet har visat att detta är en lovande insatsvara i produktionen av St1 EtanolixTM.

Utvecklingen av processen

Optimering av de olika produktionsfaserna.

St1s forskare bedriver ett nära samarbete med processingenjörer och affärsutvecklare i syfte att utveckla framtidens etanolanläggningar. Nya processer undersöks först på laboratorienivå i mycket liten skala tills de är färdiga att överföras till processingenjörer för design av anläggningar i industriell skala.

St1s processer för etanolproduktion framställer även andra produkter än avancerad etanol: så kallade biprodukter vilka är viktiga för processens totala kostnadseffektivitet. Exempelvis är lignin en av biprodukterna från vår St1 CellunolixTM process. Det är en restprodukt från enzymhydrolyssteget och kan användas till att producera pyrolysolja och samtidigt matas in i det traditionella oljeraffinaderiet för framställning av förnybar diesel.

 

Framställning av geotermisk värme

Pilotprojekt vid Otaniemi

Ren bergvärme från djupt ner i jorden

Denna form av framtida utsläppsfri energi återfinns under marken. St1 borrar till ett djup av 6,5 km i berggrunden under Esbo, djupare än någonsin tidigare i Finland. Målet för pilotprojektet St1 Deep Heat är att bygga den första anläggningen för geotermisk energi i industriell skala i Finland vid Fortums värmeanläggning i Otaniemi.

Geotermisk energi är ett spännande alternativ till energiproduktion med noll utsläpp. Ett framgångsrikt pilotprojektet kan revolutionera värmeproduktion i Finland. St1 har tidigare erfarenhet av hållbart producerad förnybar energi, och geotermisk energi är nästa naturliga steg för företaget.

En enkel process som utmanas av den hårda finska berggrunden

Processen att samla in och använda geotermisk energi är ganska enkel. Först borras två borrhål/brunnar på 6,5 km ned i marken. Ett av hålen pumpar ner vatten till berggrunden i syfte att värma det med värmen i jordskorpan. Det heta vattnet pumpas upp via det andra hålet och den producerade värmen fångas upp med en värmeväxlare och matas in i fjärrvärmeverket. När anläggningen är klar kommer den att producera upp till 40 MW energi. Värmen som produceras i den geotermiska energianläggningen kommer att inhandlas av Fortum för sitt fjärrvärmeverk.

Det krävs både en borr som byggts för ändamålet och uthållighet för att tränga igenom den hårda finska granitberggrunden. Först borrade vi ett testborrhål till ett djup av två kilometer och analyserade data och bergartsprover för att få den information om jordskorpan som behövdes för de verkliga produktionskällorna.

För borrningen av produktionskällorna borrade vi först med lufthammarteknik (ofta kallad DTH-borrning) till ett djup på 4,5 kilometer. Därefter följdes borrningen av den första källan till hård berggrund av både vattenhydraulisk slagverktygsborrning och traditionell rotationsborrning. Genom att optimera dessa två metoder har borrningen nu nått ett djup på cirka 6,5 kilometer vilket är tillräckligt djupt i jordskorpan för en temperatur som är tillräckligt hög för energiproduktion.

Vattenflödet i berggrunden bedöms med stimulering

En annan utmanande etapp i projektet är att erhålla ett vattenflöde mellan de två borrhålen. I nästa fas, som kallas stimulering, undersöker man hur vatten som sprutas in i det första källan flödar mellan sprickor i brottzonen i berggrunden. Syftet med stimulering är att precisera i vilken riktning slutfasen av den andra produktionskällan bör borras och att fastställa hur vattnet ska flöda mellan hålen djupt under marken. Geofoner som är monterade i djupa borrhål används till att övervaka vattenflödet i berggrunden.

Stimuleringsfasen varar i omkring en månad varefter insamlade data om vattenflödet analyseras. Att analysera resultaten tar cirka 7 till 9 månader och under den tiden gör borrningen en paus då det finns tid att optimera och vidareutveckla borrningstekniken. Om flödesmönstren konstateras vara som förväntat kan borrning av det andra borrhålet fortsätta i början av 2019.

Värmeanläggningen är designad att täcka upp till 10 procent av fjärrvärmebehoven i Esbo stad. Ett framgångsrikt pilotprojekt innebär också att tekniken kan tillämpas på andra platser.

Geotermiska energianläggningar används redan i exempelvis Frankrike och USA. Tack vare sitt gynnsamma geologiska läge har t.ex. Island producerat hela sitt behov av energi och hälften av elbehovet med geotermisk energi i åratal.

Lokala energilösningar

Strävan efter kontinuerlig förbättring


St1 Lokal Energi (St1 Lähienergia Oy) som fokuserar på lokala energianläggningar för markenergikällor och brunnar arbetar ständigt med att förbättra värmesystemens funktion och kostnadseffektivitet. Företaget är involverat i en rad FoU-projekt vars målsättning är att utveckla effektivare metoder såväl som affärs- och tjänstemodeller.

Förbättrad säsongsbetonad värmefaktor genom utveckling av borrhålstekniken (över 1 kilometer) för markvärme och kylning såväl som bättre regleringsstrategier genom användning av IoT och ICT är exempel på målen för våra forsknings- och utvecklingsprojekt inom detta verksamhetsområde. Dessutom är konceptet “Heating as a service” samt marknaden för elförsörjning och störningsreserv områden som vi fokuserar på.

 

Produktutveckling

Drivmedel

Nya förnybara alternativ såväl som bättre bränslen för traditionella bilar

I enlighet med vår företagsvision är vårt mål att fortsätta lansera fler lösningar för förnybar energi på marknaden. Ett bra exempel på ett förnybart trafikbränsle är RE85, en höginblandad etanol för flexifuel-bilar. RE85 tillverkas av avfalls- och restproduktbaserad etanol som produceras i våra etanolfabriker, den minskar fossila CO2-utsläpp med upp till 80 %.

Huvuddelen av vår affärsverksamhet är dock fortfarande baserad på fossila bränslen.  Därför utvecklar vi ständigt nya bränslen som möjliggör mer miljövänlig körning även i standardbilar.

Testprojekt

Utveckling och testning av förnybara bränslen i trafiken

Det pågående testprojektet för utveckling och testning av RED95 etanoldiesel studerar miljömässig inverkan och energiförbrukning av etanoldrivna truckar och bussar. Scaniabussar som använder St1s avancerade avfallsbaserade RED95 är i drift på två linjer i centrala Helsingfors. Målet för projektet är att öka användningen av förnybara bränslen och minska mängden CO2- och mikropartikel-utsläpp från kollektivtrafiken.

I Norge har vi lanserad REx Diesel för testanvändning i utvalda Shellstationer i Oslo. REx är landets första genuint förnybara diesel som minskar CO2-utsläppen med upp till 40 % jämfört med utsläpp från vanlig diesel.

 

Utforska ny teknik för förnybar energi

FRAMTIDENS ENERGILÖSNINGAR

Det framtida energiteamet inom St1 fokuserar på framtidens hållbara och genomförbara energilösningar. Vi tittar på hela området för förnybar energi och söker ny potentiell teknik som kan kommersialiseras.

Vi undersöker möjligheterna till, exempelvis, system för energilagring och solenergi i syfte att kunna ge dig nya och smarta energialternativ i framtiden.

Den globala energiutmaningen kräver en ökning av biologiska kolsänkor. St1 planerar att starta ett demoprojekt med just Carbon Farming i Marocko 2018 för att kunna undersöka reduceringen av kol från atmosfären med hjälp av skogsplantering. 

FoU har en nyckelroll för att förverkliga vår vision

Vårt mål är att utveckla och kommersialisera funktionella och miljömässigt hållbara lösningar, och leverera dessa lösningar med lönsamhet. Varje lösning måste vara tekniskt klar för användning idag.  De måste också vara ekologiskt och etiskt hållbara, och logistiskt genomförbara.

Hej, vill du ställa en fråga? Öppen chatt