Effect of forest-based biofuels production on carbon footprint, Case: Integrated LWC paper mill

International energy and climate strategies also set Finland’s commitments to increasing the use of renewable energy sources and reducing greenhouse gas emissions. The target can be achieved by, for example, increasing the use of energy wood. Finland’s forest biomass potential is significant compared with current use. Increased use will change forest management and wood harvesting methods however. The thesis examined the potential for integrated pulp and paper mills to increase bioenergy production. The effects of two bioenergy production technologies on the carbon footprint of an integrated LWC mill were studied at mill level and from the cradle-to-customer approach. The LignoBoost process and FT diesel production were chosen as bioenergy cases. The data for the LignoBoost process were obtained from Metso and for the FT diesel process from Neste Oil. The rest of the information is based on the literature and databases of the KCL-ECO life-cycle computer program and Ecoinvent. In both case studies, the carbon footprint was reduced. From the results, it can be concluded that it is possible to achieve a fossil-fuel-free pulp mill with the LignoBoost process. By using steam from the FT diesel process, the amount of auxiliary fuel can be reduced considerably and the bark boiler can be replaced. With a choice of auxiliary fuels for use in heat production in the paper mill and the production methods for purchased electricity, it is possible to affect the carbon footprints even more in both cases.

Kansainväliset energia- ja ilmastostrategiat asettavat myös Suomelle velvoitteita lisätä uusiutuvien energialähteiden käyttöä ja vähentää kasvihuonekaasupäästöjä. Tavoitteisiin voidaan päästä esimerkiksi energiapuun käytön lisäämisellä. Suomen metsäbiomassapotentiaali on huomattava verrattuna nykyiseen käyttöön. Käytön lisääminen vaatii kuitenkin muutoksia metsänhoidossa ja puunkorjuutavoissa. Tässä työssä tarkasteltiin sellu- ja paperitehtaan mahdollisuuksia lisätä bioenergian tuotantoa sekä kahden bioenergiatuotantotavan vaikutusta integroidun sellu- ja LWC-paperitehtaan hiilijalanjälkeen tehdastasoisessa sekä kehdosta asiakkaalle -tarkastelussa. Bioenergiateknologioiksi valittiin LignoBoost-prosessi ja Fischer-Tropsch dieselin valmistus. LignoBoost -prosessiin tiedot saatiin Metsolta ja FT-diesel-prosessiin Neste Oililta. Muut tiedot saatiin kirjallisuudesta sekä laskelmissa käytetyn KCL-ECO elinkaarimallinnusohjelman ja Ecoinventin tietokannoista. Molemmissa tapauksissa hiilijalanjälki pieneni. Tuloksista voitiin päätellä, että LignoBoost-prosessin avulla voidaan saavuttaa fossiilisista polttoaineista vapaa sellutehdas. Hyödyntämällä FT-dieselin valmistuksesta syntyvää höyryä, lisäpolttoaineiden määrän tarve pienenee huomattavasti ja kuorikattila saadaan korvattua kokonaan. Paperitehtaalla lämmöntuotantoon käytettävien lisäpolttoaineiden sekä ostetun sähkön tuotantotavan valinnalla voidaan hiilijalanjälkeä pienentää entisestään molemmissa tapauksissa.