sou · GSB3133 · 2005-01-01 00:00:00 — En form av biprodukt som förekommer vid framställningen av flera drivmedel är värme. Är denna värme tillräckligt högvärdig kan den användas som fjärrvärme. Bäst är dock sannolikt om driv- medelsproduktionen kan integreras med annan industriell verk- samhet som har ett värmebehov till skillnad från fjärrvärmen som är säsongsbetonad. Det är en av orsakerna till att analyserna för drivmedel framställda från svartlut ser så gynn- Här integreras anläggningen med ett pappers- och massabruk. 4.6Översikt av energianvändning och utsläpp av klimatgaser i ett livscykelperspektiv Biogas har ur klimatgassynpunkt potential till mycket bra resultat i en livscykelanalys. En minskning av användningen av fossil energi på och däröver kan uppnås. Emissionerna av fossil CO2 är låga när t.ex. slam och avfall används eftersom (som på- pekats ovan) utsläppen för råvaruproduktionen inte beaktas. Ifall vall används som råvara är också energiinsatserna i odlingen relativt låga. Ett problem som diskuterats är utsläppen av metan. Detta sker både främst i drivmedelsframställning och från for- donet. Eftersom metan är en, i förhållande till CO2, mycket växthusgas minskas den ovannämnda fördelen för klimatgaser kraftigt om metanläckaget är stort i systemet. Teknik finns som kan minska emissionerna från framställningen och fram- tida motor- och reningsteknik bör minska emissionerna från for- donen. Sett ur ett livscykelperspektiv måste också alternativet att råvaran, dvs. avfallet i många fall, måste behandlas på något sätt också beaktas. I en del fall är metanläckaget också högt för alter- nativ användning/behandling av avfallet. Frågorna inom det här området bör utredas vidare. Ifall biogas framställs från cellulosaråvara via syntesgas blir emis- sionerna av klimatgaser och användningen av fossil energi ungefär lika som för andra syntesgasdrivmedel. Som framkommit ovan kan en livscykelanalys för vinetanol variera kraftigt beroende på om vinet räknas som avfall eller om utsläppen i odlingsledet beaktas. I det sämsta tänkbara fallet kan då utsläppen av klimatgaser öka. Livscykelanalyserna för etanol som framställs från stärkelse- haltiga råvaror varierar kraftigt beroende på förutsättningarna. Även här finns fall där resultaten är negativa. ning i har bioenergi använts så långt det går i pro- cesserna men ersättning av fossil energi för odling av råvaran och för gödselframställningen återstår. Det hävdas att en reduktion av utsläppen av klimatgaser på kan nås. Sannolikt är spannmålsetanol från EU väsentligt sämre ur klimatsynpunkt än den från anläggningen i . Ny etanolproduktion i , där stjälken från rörsockret (bagassen) används som råvara för elproduktion, är enligt den stu- die som Kemiinformation utfört för och mycket gynnsam ur klimatgassynpunkt. En reduktion av klimatgaser på sägs vara möjlig2. Framtida svensk etanolproduktion från cellulosaråvara har också en potential till mycket låga utsläpp av klimatgaser. En reduktion på och däröver är möjlig. Livscykelanalyserna för RME varierar kraftigt beroende på förut- sättningar och utförande. Reduktionerna av klimatgaser varierar . Tumregelmässigt kan man säga att en reduk- tion på är fullt möjlig. Detta är dock väsentligt mycket sämre än de bästa alternativen som diskuterats ovan. Problemet med RME är de höga utsläppen av klimatgaser i odlingsledet, samt att utbytet per hektar är lågt, vilket ger en begränsad potential. Omvandlingen från raps till RME är dock energieffektiv. Det bör också nämnas att den metanol som används vid omförestringen är fossil och att den skulle kunna ersättas med biobaserad metanol eller kanske etanol. Pro- dukten i det senare fallet betecknas då som REE i stället för RME. 2 Att en så hög siffra som är möjlig beror på att bagass används för att framställa el och att denna el ersätter el som producerats på ett ut klimatsynpunkt sämre sätt. 4.6.4Drivmedel representerande andra och tredje generationens biodrivmedel Som redan framskymtat ovan är potentialen stor för minskningar av utsläppen av klimatgaser för andra och tredje generationens drivmedel. De drivmedel som här avses är syntesgasdrivmedel och etanol från cellulosa samt vätgas där denna antingen producerats från syntesgas eller via elektrolys av vatten där elen producerats utan fossil insats. Minskningen av utsläppen av klimatgaser kan ligga på för andra och tredje generationens biodrivmedel. De sista procenten beror till stor del på vilka förutsättningar som använts i analysen, t.ex. användning av biodrivmedel eller ej vid transporter, distribution mm. Även om flertalet drivmedel från andra och tredje generationen generellt ger hög energieffektivitet i hela kedjan förekommer också skillnader mellan dem. Det är viktigt att även beakta dessa skillnader innan beslut om stora investeringar tas. Det vore av stort värde om resultat från livscykelanalyser kunde användas för som underlag för beslut om ekonomiska incitament. Min bedömning är dock att materialet är alltför osäkert för att ligga till grund för sådana beslut. Endast för ganska grova och generella uppskattningar kan livscykelanalyser användas . Med förbättrade analyser kan möjligheterna att även använda livscykelanalyser för ekonomiska incitament förbättras. En möjlighet är att koldioxidskatten skulle kunna ta hänsyn till utsläppen av klimatgaser i produktionen av drivmedlen. Det är en av orsakerna till att jag i förslaget om gröna certifikat valt att behålla befrielsen från koldioxidskatten för biodrivmedlen3. En differentiering av koldioxidskatten med hänsyn till utfallet i livs- cykelanalyserna kan då göras. 3 Endast energiskatten omfattas av mitt förslag till gröna certifikat. Se mer ingående beskrivning i kapitel 6. I kommittédirektiven sägs bl.a. Det långsiktiga perspektivet bör vara en viktig utgångspunkt för åtgärder för att främja en introduktion av förnybara fordonsbränslen. De tidsperspektiv som anges i kommittédirektiven är följande: Kort sikt: ca 5 år Medellång sikt: ca 10 år Lång sikt: >25 år I slutbetänkandet används ovanstående begrepp genomgående när tidsperspektiv diskuteras. Något som också kan nämnas är att tre olika generationer av bio- drivmedel kan skönjas . De är följande: Den första generationen är – vilket lätt inses – dagens tillgäng- liga biodrivmedelsalternativ Till den andra generationens biodrivmedel räknas bl.a. driv- medel framställda via förgasning av biomassa och etanol från lignocellulosa. Gränsdragningen är något mer oklar här än i det första fallet. Som tredje generations drivmedel skulle vätgas, eller något annat nytt drivmedelsalternativ, kunna räknas. Tidshorisonterna för de tre olika generationerna av drivmedel är ungefärligen desamma som tidsperspektiven i kommittédirektiven. 5.2Balans mellan kort och lång sikt Vid utformning av strategier mm kan det förhålla sig så att de alternativ som är kortsiktigt bäst inte nödvändigtvis behöver vara det på lång sikt. Ofta finns stora förhoppningar om att ny teknik och nya lösningar skall vinna insteg och ersätta befintliga teknolo- gier. Dock kan utvecklingen också stagnera, t.ex. på så sätt att framtida lovande teknologier inte infriar förväntningarna och att man finner att åtgärder då inte vidtagits med hänvisning till den lovande potentialen hos framtida lösningar. Detta liknar en moment 22 situation. Det görs ingenting med hänvisning till förhoppningarna om framtida lösningar. upptäcker man sedan kanske att åtgärder borde ha vidtagits för länge sedan eftersom förhoppningarna inte kunde infrias. Det framtida så kallade vätgassamhället har ibland beskyllts för att leda till denna negativa utveckling men det är naturligtvis för tidigt att fast- ställa att det förhåller sig så. Ett exempel från kan illustrera den svåra balansen mellan kort och lång sikt. Under Clintons presidentperiod inleddes ett forsknings- och utvecklingsprogram (PNGV) i för utveckling av bränslesnåla bilar. Programmet skulle, om det hade fullföljts, ha tagit fram prototypbilar (av och 95 storlek) med en bränsleförbrukning mindre än 3 l/. Programmet stoppades sedermera av Bush och ersattes med ett nytt program, Freedom car, som fokuserar på vätgas och bränsle- celler snarare än effektivisering för konventionella motorer och drivmedel. Bränsleförbrukningen för nya bilar i har ökat. Det återstår dock att se om det sistnämnda pro- grammet leder till önskat resultat. Det är mot bakgrund av ovanstående resonemang viktigt att i en översikt beakta såväl de alternativ som är bäst på kort sikt som de som har störst potential på lång sikt. En balans mellan ovannämnda prioriteringar måste åstadkommas. Eftersom möjliga åtgärder lig- ger inom ett mycket stort spann alltifrån kortsiktiga ekonomiska incitament för att stimulera dagens tillgängliga teknik till långsiktig forskning är det inte lätt att åstadkomma en bra balans. En av mina uppgifter har således varit att hitta en balans mellan det kortsiktiga och långsiktiga tidsperspektivet. För att nå det indi- kativa målet på till 2010 är dagens tillgängliga drivmedel som biogas, etanol och RME de alternativ där produktionskapaci- teten kan byggas upp på kort sikt och/eller där möjligheter till import finns. I nedanstående avsnitt ges en kort översikt till hur dagens tillgängliga alternativ skulle kunna passa in i en framtida utveckling där användning av nya råvaruresurser, produktions- metoder och drivmedelsalternativ blir tillgängliga. via rötning, spannmålsetanol och RME har begränsade produk- tionspotentialer och frågan är hur väl de passar in i ett längre tids- perspektiv. finns billig råvara tillgänglig för en ytterligare utbyggnad av produktionskapaciteten för biogas. En viktig fråga är dock var gränsen går när det gäller kostnaden för råvaran. Den råvara som i princip är gratis eller som betingar ett negativt pris (man får betalt för att ta emot råvaran) finns inte i tillräckligt omfattning för att detta drivmedel skall kunna ersätta någon större andel av bensinen och dieseloljan. Som redovisades i kapitel 3 låg Fordonsgasforums uppskattningar för biogas från rötningsbara råvaror på ca till 2010. Potentialen på medellång sikt är större för biogas men begränsas av tillgången på billig råvara. Används t.ex. odlade grödor blir potentialen betydligt större än men kostnaderna är för höga för att detta alternativ skall vara kommersiellt gångbart. På kan biogas (eller SNG, som denna variant ofta kallas) framställas från biomassa via syntesgas och metanisering. Potentialen i det fallet är väsentligt större än för biogas framställt från rötningsbara råvaror. måste då biogas från syntesgas konkurrera med andra syntesgasdrivmedel som sannolikt kan pro- duceras och distribueras till en lägre kostnad från samma råvara. Detsamma gäller också för fordonen där merkostnaden (jämfört med fossila drivmedel) är lägre än i biogasfallet. Några alternativa grödor som råvara för etanol utöver spannmål på kort sikt finns i och EU men ingen av dem har någon väsentlig potential att varken minska kostnaderna eller öka råvaru- potentialen. Etanol från sockerbetor ger t.ex. högre kostnader än etanol från spannmål. Genom att sockerbetor och spannmål kan odlas på samma mark ökar ej heller potentialen. Gemensamt för alla dessa är att de bygger på att intensivodlade grödor används som råvara och att de odlas på samma typ av mark som spannmål. Cellulosaråvara för etanolframställning är ett exempel på en extensivodling för framställning av råvaran. Denna råvara kan ge väsentligt lägre råvarukostnader men eftersom omvandlingen är mer komplicerad än i spannmålsfallet ökar kostnaderna för fram- ställningen. Lovande försök att utveckla denna teknik pågår. Etanol skulle om dessa projekt lyckas kunna ha en väsentligt större poten- tial än t.ex. biogas framställd via rötning och RME. I RME-fallet finns vad gäller råvarupotetialen få alternativa olje- växter än raps som kan produceras i EU. Detta innebär att RME och övriga alternativ från FAME-kategorin har en begränsad potential. Likväl är RME, som redan konstaterats i kapitel 2, det i särklass största biodrivmedlet i EU. En viss utbyggnad av potentialen kan göras om rapsodlingen kan öka, vilket också tycks komma att realiseras på kort sikt. Import av biodiesel från tredje land är inte något realistiskt alternativ, bl.a. beroende på att specifikationen för FAME är ganska snäv. Det är förstås inte omöjligt att specifikationen kan ändras eller kompletteras i fram- tiden men det måste trots allt konstateras att odlingen av oljeväxter världen över är ganska liten i förhållande till andra jordbruksgrödor och jämfört med cellulosaråvara. I diskuteras att framställa ett dieselbränsle via omförestring av levulinsyra där denna framställs från cellulosaråvara i en liknande biokemisk omvandling som för cellulosaetanol. Detta skulle väsentligt kunna öka råvarubasen för biodieselkategorin av driv- medel men produktionsprocesserna för detta alternativ är fort- farande outvecklade. Det är därför omöjligt att säga ifall det här är en framkomlig väg. Intressant på lång sikt är dock att det skulle öka potentialen att framställa ett drivmedel som ersätter die- selolja. På kort och medellång sikt är ekonomiska incitament, t.ex. av typen gröna certifikat, det jag föreslår för att stimulera utveck- lingen av drivmedel. Som konstaterats ovan finns i några fall en del frågetecken som behöver rätas ut, vilket kan föranleda vissa sats- ningar även inom forskning och utveckling för de tillgängliga alternativen. På medellång sikt är forskning, utveckling och demonstration nödvändiga element för att den andra generationens drivmedel skall kunna kommersialiseras. En stimulans inom detta område är nöd- vändigt för att specifika förutsättningar skall kunna tas tillvara. Flera redan pågående pilotprojekt måste få nödvändig finansiering och flera nya insatser måste också till för att tekniken skall kunna utvecklas till en kommersiell status. På medellång och lång sikt kommer också behovet av ersättning av dieselbränsle att bli uppenbart. En särskild prioritering av insatserna för att ta hän- syn till detta behöver göras. På lång sikt är forskningsinsatser det jag främst föreslår för att stimulera utvecklingen. Inom EU:s forskningsprogram finns också avsevärda medel som allokerats för detta område. Det har framstått alltmer uppenbart under utredningens gång att ett framtida vätgas- samhälle är mycket mer avlägset än vad som kunde anas . Det är därför för tidigt att föreslå riktade insatser inom området utöver att tillfredsställa nämnda forskningsbehov. I kommittédirektiven sägs om överbryggande teknik bl.a.: Med överbryggande teknik menas att använda alternativa drivmedel av fossilt ursprung för att utveckla teknik, infrastruktur och marknad för att på lång sikt främja en över- gång till förnybara drivmedel. Nedan diskuteras några exempel på sådan teknik och vilka synergi- effekter och konkurrens som kan finnas mellan fossila och biobase- rade varianter av samma drivmedel. Infrastrukturen för distribution och tankning för gasformiga driv- medel är väsentligt dyrare än för flytande drivmedel. I de fall där en befintlig infrastruktur för naturgas redan finns tillgänglig kan även biogas distribueras via samma rörnät och tankningsanläggningar. Eftersom biogaskvantiteterna ofta är små och lokala finns synergi- effekter som kan utnyttjas. Även om biogasen naturligtvis borde stå för sin andel av kostnaden för infrastrukturen kan de totala kostnaderna ändå minskas och komma biogasen tillgodo. Naturgas är en ändlig och fossil resurs och i ett långsiktigt perspektiv måste man räkna med att den tar slut eller att den måste fasas ut av kli- matskäl. Eftersom även investeringarna i en gasinfrastruktur är mycket långsiktiga är det viktigt att denna infrastruktur kan använ- das vidare även för biogas. Den framtida kommersiellt tillgängliga volymen för biogas skulle i så fall (se diskussion ovan) kunna ge en viss insikt om vilken gasinfrastruktur som behövs på lång sikt. Utöver den ovannämna positiva synergieffekten mellan naturgas och biogas finns även negativa effekter som kan härledas från kon- kurrensen mellan en fossil och en biobaserad variant av samma drivmedel. Ett sådant exempel är där skatten för naturgas fastställts till en mycket låg nivå ända . Genom den låga skatten kan inte biogas konkurrera med naturgas som for- donsbränsle . I något enstaka fall förekommer att biogas uppgrade- ras och distribueras via naturgasinfrastrukturen men sker knappast på kommersiella villkor. I produceras i och för sig minst lika stora kvantiteter biogas som i men den används för annat ändamål än till transporter. Ett annat exempel är konkurren- sen mellan biomassa och naturgas i . En väl avvägd balans för skatten på naturgas behövs för att hantera denna situa- tion. Naturgas kan reformeras till vätgas och mindre kvantiteter vät- gas kan även blandas in i naturgasen. Detta skulle kunna underlätta övergången till ett framtida vätgassamhälle. Det naturgasnät som finns kan dock inte transportera vätgas (material- problem) och även om det vore möjligt skulle kapaciteten sjunka avsevärt på grund av det låga energiinnehållet för vätgasen. Refor- mering av naturgas till vätgas görs bäst i stora anläggningar. Natur- gas lämpar sig inte väl för ombordreformering på fordon på grund av den mycket höga reformeringstemperatur som krävs. Här finns bättre alternativ, som t.ex. DME och metanol, som kan reformeras vid betydligt lägre temperaturer. Tänkbart är dock att reformering skulle kunna ske i mindre skala, t.ex. på ett tankningsställe, under ett uppbyggnadsskede. Då kan en kompromiss som tolererar en sämre verkningsgrad i mindre anläggningar kanske accepteras som övergångslösning. Som konstaterats här finns vissa fördelar hos naturgas som skulle kunna utnyttjas i ett framtida vätgassamhälle. Motiven är dock inte särskilt starka. Vidare är osäkerheterna om när vätgas kan bli ett realistiskt alternativ stora. När det gäller fordon för gasdrift kan konstateras att de ofta är konstruerade med tvåbränslesystem, dvs. de kan använda såväl gas som bensin. Detta är en form av överbryggande teknik för fordon. Det bör dock noteras att en motor som konstruerats för två olika bränslen är en kompromiss och att en motor som helt optimerats för endast ett bränsle är bättre. Dubbla bränslesystem innebär också en avsevärd merkostnad för fordonen. Som konstaterats i kapitel 3 kan syntesgasdrivmedel som DME, FTD, metanol, vätgas, m.fl. produceras från en mängd olika rå- varor. Fossila råvaror som naturgas och kol ligger närmast till hands. produceras dessutom stora kvantiteter av metanol från naturgas och produktion av FTD finns, byggs ut eller planeras. Produktion av DME och vätgas från naturgas förekommer också och åtminstone i DME fallet diskuteras byggandet av stora anlägg- ningar. Det bör påpekas att produktionen av nämnda drivmedel från naturgas planeras ske från tillgångar som är mycket avlägset belägna och de konkurrerar därför inte direkt om råvaran med naturgas som distribueras via rörledning. Däremot finns kon- kurrens med produktion av flytande naturgas (LNG) från samma resurser. Så länge priset på naturgas från avlägset belägna fyndigheter är mycket lågt kan syntesgasdrivmedel från biomassa inte konkurrera med samma drivmedel framställda från naturgas. En tillräckligt hög skattedifferens krävs för att bioalternativen skall kunna konkurrera med de fossila alternativen. Eftersom syntesgasdrivmedel från bio- massa har en potential till mycket låga produktionskostnader torde nuvarande koldioxidskatt räcka för att ge detta incitament. FTD uppfyller inte specifikationen för vare sig dieselolja i EU eller svensk miljöklass 1 dieselolja. FTD kan dock blandas in i dieselolja upp till en viss nivå innan specifikationerna inte längre innehålls. Beroende på typ av FTD och vilken av specifikationerna som avses kommer gränsen för låginblandning att ligga på olika nivå. Rent tekniskt sett är FTD och dieselolja helt blandningsbara. FTD har som regel ett något lägre energiinnehåll per liter än van- lig dieselolja. Tänkbart är att framtida dieselmotorer kan ges ett visst mått av bränsleflexibilitet för att kompensera för detta. Genom den stora användningen av dieselolja finns potential för låginblandning av FTD. För användning och distribution av FTD i ren form kan en del materialproblem och problem med lagrings- stabilitet (t.ex. bakterietillväxt) dock förväntas. En överbryggande teknik vore i så fall att anpassa framtida distributionssystem för dieselolja till att tåla även ren FTD. Eftersom potentialen för låg- inblandning dock är stor rekommenderar jag i första hand detta alternativ och den eventuella problem som nämnts ovan först un- dersöks i detalj innan några investeringar i infrastruktur börjar dis- kuteras. Lätta alkoholer som etanol och metanol skulle kunna distribueras i samma infrastruktur som för bensin ifall vissa åtgärder vidtas för att klara problem med materialkompatibiliteten. Enligt uppgifter från oljebranschen bygger flera oljebolag sin nya infra- struktur för att klara distribution av alkoholer. Genom att nya tan- kar redan från början invändigt belagda, inskränker sig merkostna- den till materialanpassningar för tankningsutrustningen. Så kallade flexibla pumpar, som kan leverera godtyckliga blandningar av eta- nol och bensin, torde i ett långsiktigt perspektiv innebära en ringa merkostnad i förhållande till konventionella pumpar. Detta är också en form av övergångslösning. Lätta fordon för etanoldrift är bränsleflexibla, dvs. de kan köras på en godtycklig blandning av bensin och E85. I har tidigare även bilar som klarar M85 funnits och den första genera- tionen av som importerades till var av denna typ. Dessa bilar klarade godtyckliga blandningar mellan vilka som helst av drivmedlen bensin, E85 och M85. Liksom i gasfallet ovan kan konstateras att även bränsleflexibla motorer för alkoholdrift är en kompromiss som inte utnyttjar potentialen för drivmedlet fullt ut. I ett utförande med överladdning (t.ex. turbo) som optimerats för bensin kan motoreffekten ökas när bilen kör på . I ett utförande av samma motor som optimerats för etanol förbättras i stället verkningsgraden medan motoreffekten i detta fall endast ökas marginellt jämfört med bensinvarianten1. Merkostnaden är i det bränsleflexibla fallet till skillnad från tvåbränslemotorer ringa och Fordåterförsäljare erbjuder till samma pris som en bensindriven bil. Den bästa energiomvandlaren (motorn) för vätgas är en bränsle- cell. Den ger högre verkningsgrad än förbränningsmotorer och emissionerna från fordonet med vätgas som bränsle är noll. Likväl är ett systemskifte till vätgas som energibärare och bränsleceller som energiomvandlare ett mycket stort steg. Kolvmotorer avsedda för vätgasdrift skulle i det avseendet kunna vara en överbryggande teknik. BMW har deklarerat avsikter att tillverka sådana bilar i en liten serie. Motorerna är av tvåbränsletyp, dvs. de kan använda även bensin utöver vätgas. Verkningsgraden blir dock vä- sentligt lägre än för bränsleceller. Det bör därför tilläggas att systemverkningsgraden i ett livscykelperspektiv för en kombina- tion av vätgas och kolvmotor kan bli lägre än för andra biodriv- medelsalternativ. Detta måste således klassas som en icke-optimal övergångslösning. Drivmedel som enkelt kan reformeras till vätgas är en möjlig väg att klara problemen med vätgasdistribution. DME och metanol är två sådana alternativ2. Reformeringen skulle kunna ske vid tank- stället eller i fordonet. Tekniken för detta är dock ännu inte färdig- utvecklad och få forsknings- och utvecklingsinsatser görs på områ- det. En annan intressant väg vore om en bränslecell med direkt (intern) reformering av metanol eller DME kunde utvecklas. Sådana system (för metanol) kommer att införas i mindre skala för handhållna elektroniska apparater . Ett tekniskt genom- brott måste dock göras för att tekniken skall lämpa sig för använd- ning i fordon.