Bio-tjära till bio-kol: AI gör avfall till energi

Bioenergi har ett smutsigt problem som få pratar om: bio-tjära. Den där klibbiga, giftiga vätskan som bildas när restbiomassa värms upp för att skapa energi och biokol. I många anläggningar betyder den stopp i rör, slitage på utrustning och krångliga miljörisker – särskilt när produktionen ska skalas.

Det intressanta är att forskningen nu pekar åt ett mer lönsamt håll: behandla inte bio-tjäran som avfall. Gör den till en råvara. En ny översiktsstudie i tidskriften Biochar (publicerad 2025-09-26) beskriver hur bio-tjära kan omvandlas till bio-kol – ett kolmaterial med egenskaper som passar både energilagring, rening och industriella processer.

Och här kommer vår serie “AI inom energi och hållbarhet” in: om bio-tjärans kemi är komplex och svår att styra manuellt, då är det exakt den typ av process där maskininlärning och simuleringar kan göra skillnad – både för effektivitet och för att få en stabil produktkvalitet.

Varför bio-tjära är ett praktiskt och ekonomiskt sänke

Bio-tjära är en driftstörning innan den är en miljöfråga. Det är den raka sanningen från många pyrolys- och förgasningsprojekt: du kan ha en bra råvara och en lovande process, men tjäran blir flaskhalsen.

Vad som händer i anläggningen

När biomassa (skogsråvara, jordbruksrester, organiska restströmmar) hettas upp för att producera energi och biokol uppstår flera fraktioner. Gasen är ofta det man vill åt för värme/el, biokolet kan säljas, men bio-tjäran blir den svåra mellanprodukten.

Vanliga konsekvenser:

• Igensatta ledningar och filter → oplanerade stopp
• Ökat underhåll → kostnader som äter marginal
• Hanteringsrisker → lukt, utsläpp, arbetsmiljö
• Skalningsproblem → det som funkar i pilot kan bli dyrt i drift

Den här typen av “små” driftproblem är ofta anledningen till att lovande bioenergikoncept fastnar mellan demo och kommersiell anläggning.

Varför det här spelar roll i Sverige

Sverige sitter på stora flöden av skogsrester, sågspån, jordbruksbiprodukter och kommunala organiska restströmmar. När elektrifieringen går snabbt (industri, transport, uppvärmning) blir trycket på att skapa stabil, planerbar och lokal energi större. Bioenergi är redan en del av systemet – men effektiviteten och lönsamheten i nya processer avgör om fler investeringar faktiskt blir av.

Bio-kol från bio-tjära: vad forskningen säger (och varför det är nyttigt)

Poängen är enkel: bio-tjära innehåller kolrika föreningar som kan “byggas om” till mer stabila kolstrukturer via polymerisation och efterföljande karbonisering. Resultatet blir bio-kol (bio-carbon) som skiljer sig från vanligt biokol.

Översiktsstudien beskriver att reaktioner i bio-tjäran – särskilt kopplade till syrehaltiga komponenter som karbonylföreningar och furaner – kan driva polymerisation. Genom att styra temperatur, reaktionstid och tillsatser kan man forma materialets egenskaper.

Bio-kol vs biokol: praktiska skillnader

Bio-kol som produceras från bio-tjära tenderar att ha:

• högre kolhalt
• lägre askhalt
• annan struktur/porositet än “klassisk” biokol från fast fraktion

Det är relevant eftersom många avancerade applikationer (elektroder, katalys, specialadsorbenter) kräver jämn kvalitet och specifika strukturer.

Fyra användningsområden som är extra intressanta

Studien lyfter flera applikationer. Jag tycker de här fyra är mest strategiska ur energi- och hållbarhetsperspektiv:

1. Adsorbenter för vatten och luft

   • Fångar tungmetaller och organiska föroreningar
   • Passar kommunal rening, industriell processvattenrening, sanering

2. Elektrodmaterial för superkondensatorer

   • Snabb laddning/urladdning, bra för effektutjämning
   • Relevant för förnybar integration och mikronät

3. Katalysatorer

   • Kan ersätta delar av fossilbaserade eller mer resursintensiva katalysmaterial
   • Intressant för grön kemi och industrins omställning

4. Renare bränslen

   • Potential för lägre utsläpp av NOx och SOx jämfört med vissa fossila alternativ
   • Kan vara en bro i sektorer som är svåra att elektrifiera fullt ut

En användbar tumregel: om ett avfallsflöde kan bli en materialprodukt med tydligt marknadsvärde, då förbättras hela affärscaset för bioenergi.

Där AI faktiskt gör jobbet: optimera en stökig kemi

Bio-tjära är kemiskt “spretig”. Det är en blandning av många ämnen som varierar med råvaran (bark, halm, flis), fukthalt, processtemperatur och uppehållstid. Det gör manuell optimering dyr och långsam.

Här är en bättre väg: kombinera laboratoriedata, procesdata och simuleringar med AI.

1) Prediktera produktkvalitet från råvara och drift

Med maskininlärning kan man bygga modeller som förutsäger:

• hur mycket bio-tjära som bildas
• hur polymerisationen beter sig vid vissa temperaturprofiler
• vilka materialegenskaper bio-kolet får (porositet, konduktivitet, askhalt)

Praktiskt innebär det att en operatör kan få rekommenderade setpoints (temperatur, tid, tillsatsnivå) för att nå en viss produkt.

2) Digital tvilling för pyrolys- och efterbehandling

En digital tvilling (processmodell + realtidsdata) kan:

• upptäcka tidiga tecken på tjära som börjar fälla ut
• föreslå åtgärder innan driftstopp
• jämna ut variationer i inkommande biomassa

Det är en direkt koppling till smarta energisystem: stabilare process → mer förutsägbar energiproduktion.

3) Multiobjektiv optimering: energi, ekonomi och klimat samtidigt

De flesta optimerar för en sak i taget. Det brukar bli fel.

AI kan hantera målkonflikter som:

• maximera energiutbyte
• minimera driftstopp
• minimera utsläpp
• maximera intäkt från bio-kolprodukten

En rimlig KPI-mix i ett pilotprojekt kan vara:

• kWh netto per ton torr biomassa
• kg bio-tjära omvandlad per dygn
• produktkvalitet (t.ex. konduktivitet eller adsorptionskapacitet)
• kr/ton i produktvärde

Från “avfallsproblem” till cirkulär ekonomi: vad som krävs för att skala

Nyckeln är industrialisering, inte bara kemi. Forskningen pekar på positiva energi- och livscykelresultat i tidiga analyser, men det återstår arbete innan storskalig produktion sitter.

Tre hinder som behöver lösas

1. Variationen i bio-tjära

   • Råvarumix och säsong påverkar kraftigt
   • Kräver antingen standardisering eller adaptiv styrning (AI passar bra)

2. Processkontroll vid polymerisation/karbonisering

   • För lite styrning → ojämn produkt
   • För mycket “säkerhetsmarginal” → onödiga kostnader och energiförluster

3. Marknad och specifikationer

   • “Bio-kol” måste få tydliga kvalitetsklasser beroende på användning
   • Köpare vill ha stabilitet, dokumentation och spårbarhet

Så kan svenska aktörer angripa det här pragmatiskt

Om jag satt med ett bolag eller en kommun som vill testa skulle jag föreslå en stegvis plan:

1. Kartlägg flöden (8–12 veckor)

   • Vilka biomassa-flöden finns lokalt?
   • När uppstår bio-tjära och i vilka volymer?

2. Pilot: “tjära till bio-kol” med tydligt use-case (3–6 månader)

   • Välj en applikation: adsorbent eller elektrodmaterial (inte allt på en gång)
   • Mät kvalitet mot en konkret prestandaindikator

3. AI-spår från dag 1

   • Samla processdata strukturerat
   • Träna enkla modeller tidigt (förutsägelse av tjärmängd och kvalitet räcker i början)

4. Affärscase med två intäktsben

   • energi/fjärrvärme/el
   • materialprodukt (bio-kol)

Det här är också ett starkt lead-tema: många vill göra “något med AI” och “något cirkulärt”, men få har en process där värdet är så konkret som att minska stopp och skapa en säljbar produkt.

Vanliga frågor från beslutsfattare (och raka svar)

Är bio-kol samma sak som biokol?

Nej. Biokol är oftast den fasta fraktionen direkt från pyrolys. Bio-kol från bio-tjära är ett separat material som bildas när man polymeriserar och karboniserar tjäran, ofta med andra egenskaper.

Är det här en energilösning eller en materiallösning?

Det är båda. Men ekonomiskt blir det ofta bättre när man behandlar det som en energiprocess med en materialprodukt. Energi ger stabil bas, material kan ge marginal.

Varför är AI relevant här?

För att råvaror och processer varierar, och manuella recept blir dyra. AI kan förutsäga, styra och optimera så att kvaliteten blir jämn och driftstoppen färre.

Nästa steg: gör bio-tjäran till en tillgång, inte en kostnad

Bio-tjära har länge varit bioenergins tråkigaste restprodukt. Det nya är inte att den existerar – det nya är att den kan bli bio-kol med funktion, och att kombinationen av processteknik + AI gör det realistiskt att få stabil kvalitet i större skala.

För svensk energi- och industrisektor passar det här rakt in i 2026–2030-logiken: mer cirkularitet, mer lokal resursanvändning och smartare drift med data. Bio-tjära till bio-kol är inte en “silver bullet”, men det är en ovanligt konkret möjlighet att förbättra både klimatnytta och affär.

Om du sitter med en anläggning, en kommunal energiverksamhet eller en industripartner: vilka restströmmar i er närhet skapar i dag kostnader – men skulle kunna bli nästa materialprodukt om processen styrdes smartare med AI?