Carbon Dioxide Capture in the Pulp and Paper Industry PhD student Erik Hektor Professor Thore Berntsson Division of Heat and Power Technology Department of Energy and Environment

Studerade bruk ~ 840 000 ton CO2/år Massa: 1500 ADt/dag 338 MW svartlut Modell av ett avsalubruk (BAT) ~ 1 070 000 ton CO2/år Massa: 1500 ADt/dag 338 MW svartlut 80 MW biobränsle Modell av ett integrerat massa- och pappersbruk (BAT)

Kostnadsbilden för infångning, exempel Inkluderar både capex och opex Gäller för en enskild site Totalkostnaden för de olika undersökta siterna varierar inte mycket Kostnaderna gäller vid de givna förutsättningarna, t.ex 1,5 kg ånga/kg CO2, 7,5% ränta över 25 år, inga tomtkostnader, m.m. ©Tel-Tek 2017.04.06

Scope of the study CO2 capture using chemical absorption (MEA and Chilled Ammonia) Compared technical and economic performance of three alternatives for supply of extra energy Biofuel boiler Natural gas boiler NGCC Heat Pump Process integration (+ any of the above)

Koldioxidavskiljning med MEA

Chilled ammonia absorption Background Pulp mills Configurations Economic evaluation Results Discussion

Biofuel/Natural gas boiler Absorption unit with MEA CO2 recovery: 90 % 74 MW fuel

NGCC 148 MW natural gas Same steam generation as before Gas turbine gives high electricity output (+43 MW)

Excess heat Integrated pulp and paper mill 50 100 150 200 5 10 15 Temperature, °C Excess heat Heat flow, GJ/ADMT Integrated pulp and paper mill Background Pulp mills Configurations Economic evaluation Results Discussion

Heat pump 50 100 150 200 5 10 15 Temperature, °C Excess heat Heat flow, GJ/ADMT Background Pulp mills Economic evaluation Results Oil refineries Discussion

Heat Pump Heat pump Electrically driven closed cycle Three stage turbo compressors COP: 4.4 Electricity consumption: 38 MW The heat pump uses low grade heat from the mill to produce the heat needed in the reboiler. It has a COP of 4.4 and needs 38 MW electricity

Resultat

Alternative use of excess heat The excess heat can be used for other purposes, such as: District heating Heat integration of the mill  reducing the steam demand Resource in a biorefinery Background Pulp mills Configurations Economic evaluation Results Discussion

Slutsatser 1(2) Värmeintegration är ett bra sätt att reducera behovet av externt tillförd energi och därmed reducera kostnaderna NGCC är ett bra alternativ för att tillgodose energibehovet Kyld ammoniak är ett energieffektivt och kostnadseffektivt alternativ för CCS I massa- och pappersindustrin

Slutsatser 2(2) Under vissa förutsättningar kan CCS generera stora inkomster för massa- och pappersbruket. Givet de antaganden och kostnadsnivåer som redovisats i detta arbete kan bruket tjäna i storleksordningen 10-20 MEUR per år.

Tack för er uppmärksamhet!