sou · GVB336 · 2008-01-01 00:00:00 — The binding character of this target is appropriate subject to production being sustainable, second-generation biofuels becoming commercially available and the Fuel Quality Directive being amended accordingly to allow for adequate levels of blending. skulle tas i anspråk. För motsvarar förnybara drivmedel 1,5 miljoner m3P P etanol eller motsvarande av andra drivmedel. Målet om förnybara drivmedel behöver inte uppnås genom egen produktion utan det står medlemsstaterna fritt att istället importera. Biodrivmedelsmarknaden och nationella mål inom EU 25 Biofuels: progress at national level Target increase, 2003 2005 + (assuming linear path) 0 (assumed) 0 (assumed) + (promotional measures will come into 0 (assumed) 2003: national reports under the biofuels directive except (figure for 2002), and Ity (EurObservER). 2005: national reports under the Biofuels Directive. The EU25 figure assumes linear development for CZ, 0 for NL and 0 for the three states that have not yet reported a target. nationella energipolitiska mål om att andelen biodrivmedel för transporter skulle vara uppnåddes inte. realiteten blev andelen . Låginblandad etanol i bensin stod och står för den största delen av biodrivmedelsanvändningen och nästan all bensin är låginblandad med etanol. Reglerna för inblandning har stor betydelse för efterfrågan på drivmedel. I tillåts inblandning av etanol i bensin och sedan även inblandning av RME i diesel. För att målet om marknadsandel för biodrivmedel skall uppnås krävs således att förbrukningen av biodrivmedel i ren form ökar, förutsatt att inte vilket förordat andelen låginblandning höjs. Ända sedan den första oljekrisen har den övervägt, och i vissa fall även aktivt främjat användning av biomassa som ett alternativ till fossila bränslen för att utvinna biodrivmedel. Det finns flera olika möjligheter för användning av biologiskt material som drivmedel. Växtoljor (raps, sojabönor, solrosoljor etc.) kan omvandlas till dieselsubstitut som antingen kan användas blandat med vanlig diesel eller förbrännas som ren biodiesel. Spannmål, sockerbetor och andra grödor kan genom jäsning omvandlas till alkohol (bioetanol) som kan användas som en komponent i bensin, som motorbränsle i ren form eller som en komponent i bensin efter omvandling till ETBETPF3FPT genom reaktion med isobuten (en biprodukt från raffinering). Organiskt avfall kan omvandlas till energi som kan användas som fordonsbränsle: spillolja (matolja) till biodiesel, animalisk gödsel och organiskt hushållsavfall till biogas samt växtavfallsprodukter till bioetanol. De ovanstående är exempel på vad som brukar kallas första generationens biodrivmedel. De tekniska framstegen som gjorts pekar på att andra flytande och gasformiga bränslen framställda genom termokemisk behandling av biomassa skulle kunna bli konkurrenskraftiga på medellång sikt. Det rör sig till exempel om biometyleter, biometanol, biooljor (pyrolysoljor) och väteTPF4FPT. Detta är vad som brukar kallas andra generationens drivmedel. 3TP PT Etyltertiärbytyleter. 4TP PT KOM (2001) 547 slutlig. Meddelande från kommissionen till , rådet, ekonomiska och sociala kommittén och regionkommittén om alternativa bränslen för väg- transport och om åtgärder för att främja användningen av biobränslen. Etanol är det mest använda biodrivmedlet i världen. Merparten av den etanol som produceras används som bränsle. Inom EU är denna andel dock lägre, ungefär en fjärdedel. Produktion och användning av etanol är främst koncentrerad till två länder, och . Den största andelen av etanolen används i dessa länder, liksom i , i form av låginblandning i bensin. En mindre del används som E85, dvs. etanol och bensin. I andra EU-länder används som regel etanol som råvara för framställning av ETBE, som sedan blandas in i bensinen. Världsproduktionen av bioetanol har ökat kraftigt . ökade produk- tionen . Inom EU ökade produktionen . Tabell 10.2 Världsproduktionen av bioetanol (se vidare i kapitel 16) Källa: F.O Licht, World Ethanol and Biofuels Report, nr . är det tredje största producentlandet av bioetanol inom EU efter och och det näst största räknat per capita. baserar sin produktion i huvudsak på vin. Inom EU utgår stöd för destillation av överskottsvin. Utan denna subvention skulle produktionen av vinetanol för drivmedelsändamål inte vara lönsam. Inom EU pågår en översyn av marknadsordningen för vin vilken med stor sannolikhet kommer att innebära att detta stöd minskar eller helt upphör. I dominerar sockerbetor som råvara även om spannmål som råvara har ökat . Produktion av bioetanol i EU () *varav etanol. Källa: EurObserv'ER Biofuels Barometer (2005). såldes bioetanol i . ökade försäljningen till (enligt Energimyndig- heten och SCB). Biodrivmedel är befriade från energiskatt och koldioxidskatt, vilket däremot belastar bensin och diesel. Skatteinkomstbortfallet som blir följden av att fullbeskattad bensin och diesel ersätts med skattebefriade biodrivmedel uppgick för till cirka 1,2 mil- jarder kronor. Tabell 10.4 Försäljning av biodrivmedel och skatteinkomstbortfall i 2006* *Siffrorna för är preliminära. I produceras etanol ur jordbruksråvara (spannmål) i Lantmännens anläggning i med en produktionskapacitet på . Ett investeringsbeslut gällande ytterligare produktionskapacitet () i togs . Lantmännens samlade etanolproduk- tion beräknas därmed till , när investeringen är genomförd . planeras cirka 10 12 nya pro- duktionsanläggningar i i huvudsak baserade på spannmål som råvara, både inhemsk och importerad. Planerad produktions- start för dessa anläggningar ligger i tidsintervallet 2007 2015. Helt eller delvis kommunägda energibolag, som , och och Ena Kraft, har tankar på att utvidga sin verksamhet och använda sig av fördelarna med samlokaliserad etanolproduktion. Vissa projekt planerar att basera produktionen på importerad spannmål. Detta gäller i och i Falken- berg. Det finns även aktörer med planer på att använda andra råvaror än spannmål såsom sockerbetor och restprodukter från mejeriindustrin.TPF5FPT Utöver den jordbruksbaserade etanolproduktionen framställs etanol ur sulfitmassalut vid massabruk i Örnskölds- vik i Sekab AB:s anläggning. Etanol från cellulosa är en mer komplicerad teknik och planerad produktionsstart ligger . Pilotanläggningen som driver i är nu redo att utökas till som ett första steg mot fullskaleproduktion. Den totala svenska etanolproduktionen är vilket motsvarar av dagens förbrukning av etanol för 5TP PT Svebios kartläggningar av etanolanläggningar redovisas i bilaga 5. SOU 2007:36 Marknaden för biodrivmedel Företag i som producerar etanol ng för utveckling av baserad på cellulosa i Förädlar vete till olika Källa: SJV:s sammanställning från respektive företags och BAFF:s hemsidor samt Energimyndig- heten (se SJV rapport 2006:11). Möjligheten till låg tull (import som kemisk produkt) och skatte- befrielsen har tidigare gjort att etanolimport för användning som drivmedel varit en lönsam verksamhet. Trots att den svenska marknaden är liten har varit en relativt betydande köpare av framförallt brasiliansk etanol. 2004 svarade för 5 av världens import av etanol. EU:s andel av världens import var och i volym har importen till EU ökat (2000 2004). Den har förändrat reglerna för skattebefrielse för etanol från så att de som importerar etanol för inblandning i bensin får skatte- befrielse endast om de har betalat tull för odenaturerad etanol. Detta har medfört en fördyring av importen med per liter vilket i princip utjämnar den prismässiga fördelen gentemot Intresset för import har därmed minskat. Ett sjunkande världsmarknadspris, vilket är fallet () kan emellertid göra importerad etanol intressant igen. I sammanhanget bör också påpekas att företrädare för den har uttalat att EU:s tull på etanol bör tas bort. Försäljningen av biodiesel i är betydligt lägre än etanol- försäljningen, (2005) jämfört med knappt . I och med att den tillåtna inblandningen av RME i diesel höjdes till väntas efterfrågan på RME öka. Skatteinkomstbortfallet på grund av biodieselförsäljningen var under år 2005.TP F6FPT Omförestrade vegetabiliska oljor (FAMETPF7FPT), s.k. biodiesel, an- vänds mest inom EU men förekommer också i mindre omfattning i några länder utanför EU. EU:s dominans förväntas emellertid minska i takt med att flera länder, såväl i- som , satsar på en produktion av biodiesel. I noteras ett kraftigt ökat intresse för biodiesel och produktionen har gått från noll till cirka 450 tusen ton (uppskattning ) 2006. Detta utgör av världsproduktionen. Tabell 10.6 Världens produktion av biodiesel 2000 2006* () Källa: F.O. Lichts World Ethanol and Biofuels Report nr 16, 2006. 6TP PT Se tabell 10.4. 7TP PT Fettsyrametylester. En vegetabilisk eller animalisk olja som omförestrats med metanol. Drivmedel för dieselmotorer. Den dominerande råvaran för att framställa FAME-bränsle inom EU är rapsolja vilken omvandlas till bränslet RME (raps- metylester). I andra regioner av världen används även olja från andra oljeväxter såsom soja, majs, solrosor och palmer. Inom EU noteras ett begynnande intresse för andra oljor än rapsolja eftersom priset på denna råvara har stigit i takt med den ökade driv- medelsproduktionen. Det finns en europeisk standard för biodiesel (EN 14214) som antagits efter att ha anmälts och diskuterats inom EU:s 98/23-kommitté. Kommissionen meddelade i sin strategi för att främja användningen av biodrivmedel (COM 2006/34 final) att man avsåg att föreslå ändringar av denna standard. Syftet med förändringen är att ett bredare utbud av oljor och inte bara rapsolja skall kunna användas som råvara för biodiesel. Produktion av biodiesel i EU Källa: En EU-strategi för biodrivmedel, KOM (2006) 34 och SJV:s rapport 2006:21. var produktionskapaciteten för RME inom EU 6,6 gånger större än för etanol. har den största produktions- kapaciteten för RME. Användningen av rapsfrö för produktion av biodrivmedel har ökat på bekostnad av användningen av rapsfrö för produktion av livsmedel. Inom EU-25 beräknas produktionen 2005/rapsfrö eller rapsolja. Av detta gick till drivmedelsproduktion och 3 mil- joner ton konsumerades som livsmedel. Ur EU:s handelsstatistik går inte att utläsa hur stor importen av biodiesel är. Jordbruks- verket bedömer dock att EU sannolikt inte har någon import av Tullarna på både råvara och biodiesel är låga och borde inte utgöra ett hinder. Arealen för oljeväxtproduktionen, vilken minskade efter inträde i EU har åter börjat stiga. Lantmännen () har byggt en produktionsanläggning för RME i . hade anläggningen en kapacitet på . Fullt utbyggd kommer anläggningen att behöva raps- frö vilket kommer att kräva en areal . Figur 10.1 Produktion av rapsfrö i 2005 (uppskattad) Källa: Lantmännen. Även planerar för produktion av RME i sin anläggning i . Produktionen påbörjas vid års- skiftet 2006/2007 och kommer att uppgå till . Råvaran kommer i ett första skede att vara importerad rapsolja men öppnas även möjligheter för svensk rapsråvara. I mindre skala produceras RME på Norups gård Tillsammans kommer nämnda anläggningar att, fullt utbyggda, producera eller av de som en femprocentig inblandning av RME i diesel innebär. bränsle AB och har uttryckt planer på att öka produk- tionskapaciteten vid sin respektive anläggningar betydligt.TPF8FPT Flera anläggningar är under projektering, såväl på gårdsnivå som större fabriker med en årlig tillverkning upp till . Exempel på platser där sådana anläggningar har uppförts eller är planerade är , , och i södra . Omkring 14 mindre anläggningar, huvudsakligen lantbruksföre- tagare, producerar eller står i begrepp att producera RME i skalan 0,2 1 miljon liter . Totalt kan förbrukningen av rapsfrö beräknas till i befintliga och projekterade anläggningar. Av denna kvantitet kommer dock att importeras i form av rapsolja. Behovet av rapsfrö i andra sektorer, livsmedel och foder, gör att inte kommer att kunna tillgodose behovet av rapsfrö för samtliga industrietableringar som planeras. Råvarubehovet i utökad produktionskapacitet kommer sannolikt att tillgodoses genom import från , och . Biogas används, förutom i , i mycket liten omfattning som fordonsbränsle inom EU. I görs dock stora satsningar på biogasproduktion. har denna gas mestadels använts inom elproduktionen men försäljningen av biogas ökar i takt med att intresset för gasbilar ökar. Bland andra E.ON Gas Mobil uppger att de inom de två närmaste åren kommer att investera i byggnation av 150 gastankställen längs de tyska motor- vägarna. registrerades 2 180 gasbilar i Tysk- land, en ökning jämfört med motsvarande månad 2005. Det finns nu () över 50 000 gasbilar i . Användningen av biogas som fordonsbränsle ökar även i och såldes det totalt 43,9 milj. Nm³ fordonsgas i SverigeTPF9FPT, vilket är en ökning jämfört med . Andelen biogas var . Biogasvolymen var totalt 23,7 milj. Nm³, vilket är en ökning jämfört med . Antalet publika gastankställen har också ökat och är nu 68 (ut- gången av ). beräknas 30 40 nya PT Svebios kartläggning av planerade anläggningar redovisas i bilaga 5. gastankställen tas i drift. Priset på fordonsgas är lägre än bensin (per liter bensinekvivalent)TPF10FPT som priset har betydande lokala variationer. Enligt statistik från Bil så registrerades det 3 447 nya gasbilar . Detta är en fördubbling jämfört med antalet för . Skatteinkomst- bortfallet på grund av att biogasen ersätter fullt beskattade bränslen beräknas till under år 2005TPF11FPT. Biogas bildas vid nedbrytning av organiskt material i syrefri (anaerob) miljö. Den orenade gasen består av 60 metan och 30 koldioxid. Biogas har ett effektivt värmevärde på cirka 23 MJ/Nm3P .P Det saknas i årlig nationell statistik över mängden producerad biogas och dess användning. Nedan- stående tabell (10.9) är en sammanställning av tillgängliga uppgifter som har gjorts av . Svebio har på uppdrag av utredningen gjort en sammanställning av biogasanlägg- ningar för produktion och uppgradering av biogas till fordonsgas.TPF12FPT Det finns ett 30-tal sådana anläggningar, huvudsak i kom- munal regi. Råvaran är oftast avloppsslam, organiskt avfall och fettavskiljningsslam men även slakteriavfall, storköksavfall och annat livsmedelsindustriellt avfall, gödsel och drank. I något fall används odlade vallgrödor. PT , , . PT Svebios kartläggning av anläggningar för produktion av biogas för användning som fordonsbränsle redovisas i bilaga 5. Tabell 10.9 Biogasproduktion i (Notera att produktionen baseras på uppgifter från olika år och olika källor) (TWh/år) Källa: , Förnybar gassamverkan mellan naturgas och förnybar gas. Ovan beskrivna drivmedel är exempel på vad man brukar kalla första generationens biodrivmedel. Dessa bedöms allmänt vara kommersiellt gångbara . Först därefter finns det realistiska förutsättningar med dagens tekniska utvecklingstakt för en andra generations drivmedel, som bygger på en teknik för att utvinna biodrivmedel från cellulosahaltiga råvaror. En relativt nära förestående produkt är etanol utvunnen ur cellulosa. Andra möjliga drivmedel är metanol, DME (dimetyleter), Fischer-Tropsch diesel (FT diesel) och vätgas. Fischer-Tropsch-drivmedel (kallas även FT- diesel eller syntetisk diesel) tillverkas ur naturgas. Det är fullt möjligt att tillverka ett sådant drivmedel ur förnybar råvara som exempelvis skogsrester, grödor, slam eller avfall. Råvaran förgasas för att sedan göras flytande genom så kallad FT- syntes. FT-diesel är blandbart med diesel. Det kan köras i vanliga dieselfordon utan att någon anpassning av motorerna behöver göras. Det kan även köras i ren form. DME är den kemiskt enklaste formen av eter. Bränslet kan tillverkas av naturgas men också genom förgasning av biomassa. DME är ett gasformigt drivmedel för dieselmotorer som kan framställas ur såväl naturgas som biomassa. DME är också en vätska vid lågt tryck och därmed ett energitätare bränsle än gas. Fordonet kommer därför längre på en tankning. Det kan köras i vanliga dieselmotorer men kräver ett nytt insprutningssystem och en ny tank. Därför går det inte att alternera mellan DME och diesel. Alkoholerna etanol och metanol har liknande egenskaper som fordonsbränsle. Metanolen kan tillverkas från såväl naturgas som vedråvara. Metanol kan liksom etanol låginblandas i bensin och därmed introduceras gradvis. Etanol och metanol fungerar direkt (utan konvertering) i vissa typer av bränsleceller. Det finns ett flertal olika omvandlingstekniker som kan utnyttjas för att förädla biomassa till olika energibärare vilka i sin tur kan utnyttjas för värmeproduktion, elproduktion eller som drivmedel (se Figur 11.1). Figur 11.1 Omvandlingsvägar för olika typer av biomassa till olika energi- bärare som kan användas för värmeproduktion, elproduktion samt som drivmedel Etanol(drivmedel) (sockerbetor, stråsäd, potatis) Metanol, biometan, DME, F/T-diesel(drivmedel) Syntesgas, biometan(el & Cellulosarikaväxter- torra värme) (skogsbränsle, energiskog, halm, rörflen, hampa) Flis& pellets(värme& el ) Biogas(värme, el &drivmedel) (vall, majs, betblast, gödsel, avfall, slam) RME(drivmedel) (raps, rybs) Exempel på tekniskt relativt enkla omvandlingstekniker är flis från energiskog som sedan förbränns och genererar värme. Exempel på betydligt mer tekniskt avancerade omvandlingstekniker är termisk förgasning av cellulosahaltig biomassa där syntesgasen reformeras till flytande eller gasformiga drivmedel. I detta kapitel ges en beskrivning av de olika omvandlings- tekniker som utnyttjas vid biomassaförädling samt potentiella tekniker som är under utveckling. I avsnitt 11.1 beskrivs och diskuteras omvandlingstekniker för värmeproduktion. Omvandlingstekniker för elproduktion och samproduktion av el och värme redovisas i avsnitt 11.2. I av- snitt 11.3 redovisas omvandlingstekniker för drivmedelsproduk- tion. Både första och andra generationens drivmedel diskuteras. Vidare exemplifieras några kriterier som kan innefattas i en samhällsekonomisk bedömning av olika produktsystem (11.4). Kapitlet avslutas med en redovisning av de synpunkter som de referensgrupper som är knutna till utredningen haft på relevanta omvandlingstekniker (11.5). Biomassa i form av lignocellulosa som skogsbränsle, energiskog, halm och rörflen är lämpliga bränslen för värmeproduktion. Skogs- bränsle och energiskog flisas till träflis som utnyttjas i stora pannor i t.ex. fjärrvärmeverk. När energiskog utnyttjas brukar denna blandas in i skogsflis om cirka 15 . Salixflis har ofta högre vattenhalt () jämfört med skogsflis (cirka 25 ) eftersom skogsflis från grenar och toppar (GROT) ofta legat och torkat över sommaren innan flisning och användning. Salix skördas och utnyttjas normalt direkt i värmeverken. Skogsflis med lägre vattenhalt är också ett lämpligt bränsle i mindre förbränningsanläggningar för närvärmeproduktion eller för gårdsvärme. Salixflis med sin relativt höga fukthalt är mindre lämpligt som bränsle i små värmeanläggningar då dessa normalt inte är utrustade med rökgaskondensering som kan till- varata den energi som finns lagrad i form av ångbildningsvärme i den fuktiga rökgasen. Verkningsgraden vid förbränning av ligno- cellulosa är hög, oftast kring 85 för stora anläggningar respektive 70 för små. Om stora förbränningsanlägg- ningar är utrustade med rökgaskondensering kan en del av skill- naden mellan det så kallade högre värmevärdet och det så kallade lägre värmevärdet i biobränslet utnyttjas. Det högre värmevärdet (vilket inkluderar ångbildningsvärme) är ofta högre än det lägre värmevärdet, även kallat det effektiva värme- värdet. Halm kan utnyttjas i stora fjärrvärmeanläggningar och i mindre anläggningar som t.ex. gårdsanläggningar. Halmen kan förbrännas i balar i så kallad satsvis förbränning, eller riven i flödesmatade system. Enklare helbalspannor utnyttjas framför allt på gårdsnivå medan större mer avancerade pannor utnyttjar riven halm. Riven halm kan också sameldas med t.ex. träflis. Verkningsgraden för helbalspannor är något lägre jämfört med t.ex. mindre flispannor medan större halmpannor med flödesmatade system oftast har jämförbar verkningsgrad med större flispannor. Energigräs som rörflen kan utnyttjas på liknande sätt som halm. En möjlig nackdel med stråbränslen jämfört med träbränslen är en något högre askhalt och större risk för asksintring vid förbränning. Dessa problem kan dock till stor del lösas via utvecklad och anpassad teknik för stråbränslen. Hanterings-, transport- och lagringssystem för strå- bränslen är också något dyrare jämfört med träbränslen. Skörde- teknik och hanteringssystem för energigräs som rörflen är ännu inte helt utvecklade. Biomassa i form av lignocellulosa kan också förädlas till pellets eller briketter. Jämfört med t.ex. träflis eller oförädlade stråbräns- len har detta fördelen att pellets och briketter är mer homogena bränslen med lägre vattenhalt. Pellets lämpar sig bäst i små pannor, antingen i specifika pelletspannor eller i befintliga pannor som konverteras till pelletseldning genom byte av brännaren till en pelletsbrännare. I stora pannor i fjärrvärmesystem används ofta pellets och briketter av något lägre kvalitet som t.ex. baseras på bark. I mindre pannor, t.ex. villapannor, används framför allt pellets baserat på biprodukter som sågspån, hyvelspån m.m. Verkningsgraden för små pelletspannor är normalt något högre jämfört med t.ex. flis- eller vedpannor. En annan fördel med pellets jämfört med t.ex. träflis är att hanterings-, transport- och lagrings- system för pellets är smidigare och billigare. Pellets och briketter börjar nu också tillverkas av andra råvaror än biprodukter från skogsindustrin. Exempel är stamved och stråbränsle som torkas och mals för att sedan pelleteras. Stora pannor kan också utnyttja träpulver som bränsle. Spannmål kan också utnyttjas för värmeproduktion (och kallas då bränslekärna). Detta sker framför allt i gårdsanläggningar men det finns några stora anläggningar som också utnyttjar spannmål som bränsle. Det är framför allt havre som utnyttjas som bränsle- kärna. Detta beror bl.a. på att havre inte berättigar till stöd i form av interventionspris vilket är fallet för t.ex. vete inom dagens jord- Havre har dessutom något högre värme- värde per kg än övriga spannmål men däremot en högre volymvikt. Att elda spannmål är förbränningstekniskt något svårare än att elda pellets, dvs. speciella brännare som är anpassade för spannmål krävs. Värmevärdet i bränslekärna är något lägre jämfört med trä- pellets. Rökgaserna vid havreeldning är också mer korrosiva vilket kräver tåliga skorstenar. En fördel med att använda spannmål som bränsle är att befintliga hanterings-, torknings-, transport- och lagringssystem för spannmål inom t.ex. jordbruket kan utnyttjas. Spannmål kräver inte heller något komplicerat förädlingsled vilket innebär att metoden kan utnyttjas nära råvaruproduktionen. Spannmål kan också utnyttjas för energiändamål i form av helsäd där såväl kärna som halm utnyttjas. Rötning av blöta biomassaråvaror som vall, majs, blast, gödsel och organiskt avfall ger biogas som kan utnyttjas för värme- produktion. Biogas består av metan, koldioxid och små mängder kväve och svavelväte. Metanhalten kan variera från beroende på rötningsteknik och vilken råvara som utnyttjas men ofta ligger metanhalten kring . Biogas kan utnyttjas för värmeproduktion genom förbränning i större eller mindre gaspannor. Om fasta biobränslen som flis, halm m.m. kan användas i stället för biogas för värmeproduktion är det ur miljö- synpunkt oftast mer fördelaktigt att förädla biogas genom upp- gradering så att bränslet kan användas som drivmedel och ersätta bensin och diesel. Biomassaråvaror med hög vattenhalt är ofta olämpliga att förbränna och för att kunna tillvarata deras energi- innehåll krävs rötning och biogasproduktion. Ett effektivt sätt att producera el från biomassa är genom sam- produktion av el och värme. På detta sätt bibehålls en hög totalverkningsgrad som är jämförbar med den som fås vid enbart värmeproduktion. Om endast el produceras fås stora förluster i form av spillvärme.