Nytt sätt att bränna kalk minskar klimatpåverkan och spar pengar

Våren 2018 var Roland Lundqvist en av deltagarna i utvecklingsprogrammet Boost Chamber. Tillsammans med Berndt Magnusson som rådgivare med bred industriell erfarenhet tog han hjälp av programmet för att få strukturerade arbetssätt och att för att kunna utveckla sin teknik till affär. Året innan hade han genomfört en Vinnovastödd förstudie tillsammans med FindIT i Sandviken ”Kalcinering av mesa med elektriskt genererat plasma” för att aktualisera och uppdatera en idé som legat och mognat i skrivbordslådan. Den patenterade idén med registrerat varumärke LimeArc innebär teknikskifte i skogsindustrins kemikalieåtervinning. Sedan programmets slut har det nu passerat ett år under vilket mycket hänt med utvecklingen av affärslösningen, och nybildade LimeArc Process AB som är en avknoppning från moderbolaget Carnot AB är sedan en tid tillbaka ett bolag i vårt inkubatorprogram.

I tjugotalet pappersmassafabriker som finns runtom i Sverige idag och som tillverkar kemisk sulfatmassa – som används för att göra papper – så används bränd kalk som en hjälpkemikalie för att återvinna kokkemikalierna. Även den så kallade mesakalken återvinns genom ombränning i bränsleeldade roterugnar, liknande cementugnar, som kan vara uppemot 100 meter långa och kostar en halv miljard att bygga. Tidigare eldades de i regel med olja. Av miljö- och skattemässiga skäl eldas de numera ofta med olika sorters biobränslen, men tekniskt finns inga fördelar med bränsleskiftet, tvärtom.

Med LimeArcs teknologi kan processen effektiviseras och göras klimatneutral samtidigt som bränsle frigörs till annan användning – detta genom att man istället bränner mesan med elektriskt genererat gasplasma i en liten kompakt reaktor. Fördelarna är många; el är effektivt i högtemperaturprocesser och när man använder el som producerats klimatneutralt blir miljöpåverkan avsevärt mindre.

– Vi tar plasma-teknologin från metallurgiska industrin för att göra ett teknikskifte i skogsindustrins kemikalieåtervinning, berättar Roland. Vi beräknar att svensk skogsindustri med LimeArc kan frigöra bränsle motsvarande 5% av hela transportsektorns behov. Dessutom kan vi återvinna mera värme från processen och vid högre temperaturer, vilket spar ytterligare bränsle i massafabrikernas ångpannor. Vårt sätt att behandla mesakalken tar en sekund istället för flera timmar, i en reaktor som är en hundradel i volym och istället för utspädd rökgas får vi ut koncentrerad koldioxid med en sjättedels volym. Koldioxiden kommer från kalken och har biologiskt ursprung eftersom den har tagits upp från massaveden medan den kokats till pappersmassa. Koldioxiden kan användas på ett cirkulärt sätt i pappersbruken, till exempel vid pH-justeringar i processerna. Eller varför inte som råvara i ett bioraffinaderi där den kan få nytt liv som klimatneutralt elektrobränsle som räcker till mer än 10% av transportsektorns nuvarande behov.

Vad säger kunderna?

– Om man pratar med teknikerna vid massabruken så finns det ett intresse, men man ska veta att skogsindustrin är konservativ. Massafabrikens processer är komplexa och störningskänsliga, det är alltid riskabelt att införa ny teknik. Men vi tror att investeringskostnaden jämfört med traditionell mesabränning kan halveras. Vi räknar också med att drift- och underhållskostnaderna minskar eftersom processutrustningen är kompakt och saknar rörliga delar, till skillnad från dagens roterande ugnar. Dessutom är nedkörnings- och uppstartstiderna med vår process timmar jämfört med dagar när man behöver utföra service.

Roland, som är född och uppvuxen i Boliden, skojar och beskriver sig som impregnerad av gruvmiljö och arsenik. Efter några år som anställd inom Boliden AB blev det sedan 20 år inom skogsindustrin vid Iggesunds Bruk. Inledningsvis var inriktningen kemiteknik men svängde sedan över mot processtyrning. De senaste åren har han drivit egen verksamhet som varit energirelaterad. Patenten för processen för kalkbränning som LimeArc innehar är framtagna för snart 20 år sedan, i samarbete med KTH och Vattenfall.

– Just nu är tempot för oss viktigt eftersom det finns olika tidsskalor. De grundläggande idéerna har som sagt några år på nacken. För drygt tio år sedan gjorde vi pilotförsök som stöddes av Värmeforsks Skogsindustriella program hos SMA Svenska Mineral AB i Sandarne, innefattande en del av processen vi idag tagit fram, men vi kom inte hela vägen då. Att det är nu som satsningen genomförs beror på att tiden först nu är mogen. Intresset har ökat markant efter Parisavtalet som ställer krav på en snabbare omställning från fossilt med reduktion av CO2. Fossila bränslen står idag för 80% av världens energi, vilket innebär att vi måste hitta nya klimatneutrala energikällor. El har tidigare ansetts för fint för att få användas fullt ut. Idag är det el som gäller när vi måste sluta använda fossila bränslen. Där är det vind och sol som ökar snabbast och som kanske tillsammans med kärnkraft inom överskådlig tid har potential att ge största tillskotten av klimatneutral energi. Och de levererar energin som elkraft.

Planen nu är att göra en lab-pilot tillsammans med forskningsinstitutet RISE ETC i Piteå och en pilot hos Scanarc Plasma Technologies AB i Hofors, där de har provhall, personal och utrustning i en halvstor skala. Därefter vill vi bygga en demonstrationsanläggning vid ett bruk för kapacitetstillskott parallellt med en befintlig mesaugn. Vi kommer att utveckla kompletterande patent under provfaserna. Vårt avsikt är i första skedet att stödja kapacitetsökningar på bruk och på längre sikt ersätta mesaugnar.

Inledningsvis är det Norden som är den tilltänkta marknaden, men även Kanada är ett intressant land då de har en mycket stor andel av världsproduktionen av pappersmassa. Norden såväl som Kanada har en relativt god tillgång till klimatneutral el vilket gör att satsningarna där prioriteras. Idén och processen i sig har en mycket stor global marknad.