Future mill 2040 : carbon negativity in integrated mills

Abstract

The pulp and paper industry accounts for around 6% of global CO2 emissions. There is a growing pressure to reduce GHG emissions due to global warming. The Finnish forest industries have published a climate roadmap to demonstrate the emission reductions needed, in order to support the ambitious climate neutrality goal of Finland by 2035. Stora Enso is committed to SBTi and are therefore actively looking for solutions for emission reductions in their operations. This work evaluates the possibility of achieving carbon neutrality and even negativity within an integrated pulp and paper mill owned by Stora Enso located in Imatra, Finland. A solution is replacing fossil fuels and implementing carbon capture technologies. Most of carbon emissions from pulp and paper industry are treated as carbon neutral due to their biogenic origin, which means the conventional carbon capture technologies are mainly carbon capture technologies for biomass carbon. The swap from fossil fuels to renewable ones is a step towards carbon neutrality but will not be enough to reach carbon negativity. Therefore, methane and methanol production from captured CO2 was also studied. Results show that methane or methanol production can be feasible in the future if there is a established market for CO2 or methanol with low electricity prices. This work provides a roadmap with concepts to reach carbon negativity within an integrated mill by 2040.

Massa- ja paperiteollisuuden osuus maailman hiilidioksidipäästöistä on noin 6%. Paine vähentää kasvihuonekaasupäästöjä kasvaa ilmaston lämpenemisen seurauksena. Suomen metsäteollisuus on julkaissut ilmastotiekartan osoittaakseen tarvittavat päästövähennykset tukeakseen Suomen kunnianhimoista ilmastoneutraaliustavoitetta vuoteen 2035 mennessä. Stora Enso on sitoutunut SBTi: hen ja etsii siksi aktiivisesti ratkaisuja päästövähennyksiin toiminnassaan. Tässä työssä arvioidaan mahdollisuutta saavuttaa hiilineutraalisuus ja jopa negatiivisuus Stora Enson omistamassa integroidussa sellu- ja paperitehtaassa Imatralla. Yksi ratkaisu on fossiilisten polttoaineiden korvaaminen ja hiilidioksidin talteenottotekniikoiden käyttöönotto. Suurin osa sellu- ja paperiteollisuuden hiilipäästöistä käsitellään hiilineutraaleina niiden biogeenisen alkuperän takia, tämä muuttaa perinteiset hiilidioksidin talteenottotekniikat lähinnä hiilidioksidin talteenotoksi biomassan poltosta. Vaihto fossiilisista polttoaineista uusiutuviin on askel kohti hiilineutraaliutta, mutta se ei riitä hiilinegatiivisuuteen. Tässä työssä arvioidaan myös metaanin sekä metanolin valmistus talteenotetusta hiilidioksidista. Metaanin sekä metanolin valmistus voi olla kannattavaa jos niille sekä hiilidioksidille on kehittyneet markkinat ja edullista sähköä on saatavilla. Tämä työ tarjoaa tiekartan mahdollisen hiilinegatiivisuuden saavuttamiseksi integroidussa tehtaassa vuoteen 2040 mennessä.