sou · H1B384 · 2013-12-16 00:00:00 — Om en ny motortyp ska provas och behöver använda ett icke standardiserat bränsle finns möjlighet till dispenser för försöks- verksamhet. I nästa steg kan nationella godkännanden införas. Det innebär att fordonet bara får användas i det land som utfärdat det nationella godkännandet. För att fordonet ska kunna säljas fritt i hela EU krävs ett heltäckande regelverk omfattande bränslespeci- fikation och avgasregler. Att åstadkomma ett sådant regelverk är en omfattande och tidkrävande procedur och förutsätter att ett till- räckligt stort antal viktiga aktörer har bedömt att bränslet kan framställas och användas i så stora volymer att det kan bli eko- nomiskt intressant. Detta innebär att det finns en lång rad bränslen som rent tekniskt skulle kunna användas i motorer men där aktörerna inte är intresserade. För att införa ett sådant bränsle krävs att samhället bedömer att introduktion skulle på ett kostnads- effektivt sätt bidra till att lösa klimat- och energiförsörjningsproblem i EU-skala och sedan driver på utvecklingen med lagstiftning och nödvändiga incitament. Biodrivmedel kan användas både som låginblandning och drop- in bränslen i bensin och dieselolja och som höginblandande och rena produkter. För låginblandning av biodrivmedel och drop-in bränslen kan konventionella fordon och det existerande distri- butionssystemet utnyttjas. Om låginblandningsnivåer skulle höjas från dagens nivåer skulle vissa modifieringar krävas av motor och bränslesystem och många befintliga fordon skulle inte kunna an- vända bränslena med högre inblandningar. Drop-in bränslen kan användas i höga inblandningar i bensin eller dieselolja utan att modifiera motor eller bränslesystem. HVO- diesel är ett exempel på ett sådant bränsle. F-T diesel och annan syntetdiesel eller syntetbensin kräver inga åtgärder vare sig i infra- struktur eller motormodifiering under förutsättning att standarden EN228 (bensin) respektive EN590 (dieselolja) uppfylls. Enligt (2013) går det att blanda in HVO och ändå uppfylla standarden vilket betyder att fordonets avgasgod- kännande fortfarande gäller. Även i ett samhällsperspektiv finns fördelar då distributionssystemet inte behöver byggas om eller fordonsflottan bytas ut. Tekniskt är det möjligt att producera både syntetisk bensin och dieselolja. Hindren här finns inte på motor- sidan utan är en fråga om tillgång på råvara och teknikmognad för produktionsprocesserna samt kostnad för slutprodukten. För att kunna expandera användning av drop-in bränslen är råvarufrågan en utmaning. Ny teknik blir då sannolikt nödvändigt för att komma längre med drop-in än . Drop-in bränslen torde kunna vara konkurrenskraftiga även i de fall där de har något högre produk- tionskostnader. Detta eftersom inga extra åtgärder behövs för motor- anpassning eller distribution. 10.7.2Höginblandande och rena biodrivmedel För höginblandande och rena biodrivmedel krävs dedikerade fordon och en separat infrastruktur för distributionen. Exempel på detta är E85, ED95, fordonsgas och DME. Det är stor skillnad mellan olika typer av biodrivmedel när det gäller vilka förändringar som krävs i fordonen. För ren FAME är förändringen liten för tunga fordon men ren FAME fungerar inte ihop med partikelfiltret i lätta fordon. Etanol används både för låginblandning, tillåtet till 10 volymprocent enligt bränslekvalitetsdirektivet, och i form av och ED95. Etanol kan användas för att tillverka den oktanhöjande tillsatsen ETBE26. Skiffergasutvinningen i innebär en ökad användning av metangas. Även i finns ett ökat intresse för fossil gas som bränsle, vilket visas bland annat av direktivförslaget till infrastruk- tur för alternativa bränslen som har lagt (EU- 26 ETBE står för etyl tert butyl eter. kommissionen 2013a). Indirekt kan det komma att öka utbudet av metanol, DME och vätgas som alla enkelt kan tillverkas av metan. Skiffergasen är fossil men det kan innebära ett ökat utbud av fordonsmodeller för metan både på den tunga och lätta sidan och för DME på den tunga. Dessa fordon kan även använda drivmedel från biomassa. använder höginblandning av etanol i fordon men har andra avgaskrav än i (och , 2013). är en stor konsument av etanol men främst i form av låginblandning i bensin. pågår introduktion i av bränsle, vilket innebär en inblandning av 15 volymprocent etanol i bensin. Användning av vätgas kräver dedikerade fordon. Denna teknik beskrivs i kapitel 11.6. Ottomotorn används vanligen endast i lätta fordon. Diesel- motorn har högre energieffektivitet än ottomotorn, men den är dyrare i tillverkning. Det finns åtgärder för att höja verknings- graden även för ottomotorer och det är en utveckling som pågår, vilket innebär att ottomotorerna närmar sig dieselmotorernas verk- ningsgrad utan att vara lika kostsamma27. En framtida utveckling är troligen en ökad andel laddhybrider och elbilar i transportsystemet, vilket beskrivs i kapitel 11. Genom att laddhybriden använder el minskar behovet av andra drivmedel men för att fordonet ska vara helt fossilfritt behöver utöver elen även den resterande energianvändningen utgöras av ett fossilfritt drivmedel. Vad gäller lätta fordon som kan använda höginblandade och rena biodrivmedel finns på marknaden en rad bränsleflexibla fordon för etanoldrift (E85) samt ett antal gasbilar. Merkostnaden för ett bränsleflexibelt fordon som använder E85 är låg. bedömer i en rapport merkostnaden jämfört med en konventionell bensinbil till (Riks- revisionen, 2011b). Kostnaden är främst förknippad med högre 27 Detta beskrivs ytterligare i kapitel 8.2. krav på vissa komponenter då etanol är mer korrosivt än bensin. Etanol används i ottomotorer och är tekniskt sett ett utmärkt motorbränsle med högt oktantal Om fordon tas fram där ottomotorn är helt anpassad till etanoldrift i form av E100 skulle det vara möjligt att höja verk- ningsgraden jämfört med de bränsleflexibla fordon som används . För att få kundacceptans krävs då en EU-satsning så att distributionsnätet blir heltäckande. Inget regelverk finns dock för certifiering av fordon med E100 motorer. Utbudet av fordon i tas ofta som intäkt för att svenska modeller kan utvecklas. Med dåtidens lindriga avgasregler var det lätt att anpassa en motor för E85 drift. Bilarna behövde inte avgasgodkännas på drift utan det räckte med bensingodkännande. är reglerna strängare och bilarna ska dessutom testas på och detta även i det särskilda kallstarts- provet vid -. Startvillighet kombinerat med låga avgasutsläpp vid kyla är en av motorernas problem. Detta innebär ett om- fattande och dyrt utvecklingsarbete. För att fabrikanten ska göra en sådan satsning krävs en tro på att E85 ska bli ett allmänt bränsle inom EU. Det är ovisst om detta kommer att ske. Däremot kan nuvarande låginblandningsgräns på 10 volym- procent med tiden höjas. introducerar standard för E15. Om EU så bestämmer kan det vara möjligt att införa E20–E25 med förvarning. Teoretiskt skulle lätta dieselmotorer kunna byggas för ED95. En sådan motoranpassning är dock avsevärt mera komplicerad än anpassning av bensinmotorer till E85. För att en sådan verksamhet ska komma igång krävs en stark tro på att den globala tillgången på etanol räcker både till låginblandning, E85 fordon och ED95 fordon. Användning av biometan/biogas Skiffergasutvecklingen i och direktiv- förslag till infrastruktur för alternativa bränslen (2013a) kommer troligen att gynna utbudet av metandrivna fordon. kan dra fördel av detta genom att det möjliggör användning av biometan/biogas. Fordonsgas används i personbilar med ottomotorer. Merkost- naden för ett gasfordon varierar men ett medelvärde jämfört med en bensinbil kan vara runt . förknippad med det dubbla tanksystemet, främst tryckkärlet för gasen. Regelverk inom EU finns för hur metandrivna fordon ska certi- fieras. Däremot är det tveksamt om metandriften utrymmesmässigt och ekonomiskt kan appliceras i en elhybrid. Gastankar är utrymmes- krävande och dyra, detsamma gäller batterier. Förnybartdirektivet tillåter att metanol låginblandas i bensin till . Metanol skulle även kunna användas för att tillverka MTBE28. Metanol är tekniskt möjligt att använda som fordons- bränsle, främst som M85 (Headquarters, 2013). Metanol är ett ottomotorbränsle och kräver någon tändtillsats eller pilotinsprutning av dieselbränsle för att användas i dieselmotorer. Metanol kräver större utvecklingsinsatser än etanol. Metanol är giftigt och kräver ett slutet tank- och påfyllnadssystem. Det är också korrosivt vilket innebär särskilda krav på materialval och utformning av bränslesystem (Headquarters, 2013). Det finns inga fordon för metanoldrift i serieproduktion (och , 2013) och har inte personbilstillverkare visat intresse av att introducera metanol som drivmedel. Tekniskt är det möjligt att en fordonsflotta byggs upp för M85 eller M100 med en separat infrastruktur men finns det inget som tyder på en sådan utveckling, exempelvis nämns inte metanol som fordons- drivmedel i förslag till infrastruktur för alter- drivmedel. Inget regelverk finns för certifiering av fordon med metanolmotorer. Fossil metanol används för framställning av FAME och en möjlig utveckling är att den fossila metanolen byts ut mot bio- metanol. Metanol kan fungera som lagringsmedium/bärare av vätgas för att vid tankstationen för bränslecellsbilar reformeras till vätgas, se kapitel 11. 28 MTBE står för metyl-tert-butyleter. Enligt (, 2013) är butanol, främst i form av isobutanol, ett eventuellt framtida drivmedel. Butanol är liksom etanol och metanol en alkohol, men butanol har ett högre energi- värde än dessa. Butanol finns i olika former, främst skiljer man på n-butanol och isobutanol. Isobutanol har ett högre oktantal än n- butanol (et al, 2013). Butanol har lägre syrehalt än etanol och skulle potentiellt kunna låginblandas i bensin i högre andel än etanol. Inget regelverk finns för certifiering av fordon med butanol- motorer. Det finns en rad möjliga biodrivmedel som kan användas i tunga fordon. Användning av alternativa drivmedel i tunga fordon kräver inte samma heltäckande distributionsnät som personbilar. Infra- strukturkostnaderna är därför inte lika betydelsefulla. Även för tunga fordon erbjuder drop-in bränslen fördelar. Introduktion av drivmedel förenklas eftersom alla fordon, även äldre, kan använda drivmedlet. Drop-in kan även användas av arbetsmaskiner vilket är speciellt viktigt eftersom denna maskin- park omfattar ett mycket stort antal motortyper. Det är osannolikt att ett bränsle som kräver dedikerade maskiner skulle kunna få ett genomslag om många olika motortyper måste anpassas. Etanol kan användas i dieselmotorer i tunga fordon i form av ED95. har utvecklat denna typ av fordon och enligt uppgift (Wästljung, 2013) är kostnaden för en ED95-lastbil motsvarande den för en konventionell lastbil eller buss, däremot kan service- kostnader vara något högre. Fordonen kan certifieras enligt EU- förordning. bedömning är att , och (, och ) är de mest intressanta marknaderna för ED95 (Löfvenberg, 2013). Biogas kan användas i tunga fordon. I huvudsak finns tre olika principer: En tändstiftsförsedd ottomotor. Tekniken är beprövad och salu- förs av ett flertal tillverkare. Enligt Headquarters (2013) är en nackdel för denna motortyp att bränsleförbruk- ningen är högre än hos en jämförbar dieselmotor. En metandieselmotor där gasen blandas med insprutningsluften, komprimeras och antänds genom att dieselolja sprutas in i cylindern. Denna motor kan köra på enbart dieselolja om det krävs. Andelen gas varierar annars med körsättet, där andelen ökar vid hög och jämn belastning och kan nå (Headquarters, 2013). Bränsleförbrukningen är med dagens teknik något högre jämfört med en konventionell dieselmotor. Tekniken är ännu omogen men säljs i små serier. En metandieselmotor, där gasen injiceras först efter att en liten mängd dieselolja har sprutats in och antänts. Det innebär ett högt insprutningstryck och därför behöver flytande metan användas. Andelen gas är cirka 90–och enbart diesel- olja kan inte användas. Headquarters (2013) be- dömer att bränsleförbrukningen är i paritet med en konven- tionell dieselmotor. Teknikföretaget i har utveck- lat denna teknik och försöker etablera den i samarbete med olika motortillverkare, bland annat och . Enligt Headquarters (2013) är metandieseltekniken under snabb utveckling. Regelverk för metan finns bitvis och pro- cessen för att certifiera metandieselmotorer pågår. DME är också ett alternativt drivmedel för tunga transporter. En DME-motor arbetar enligt dieselprincipen och har ett special- anpassat bränslesystem. driver denna utvecklingslinje och byggde den första DME-lastbilen 2001 och –2012 har inom det så kallade haft tio DME-last- bilar i kontinuerlig drift (tillsammans nästan 100 ) med goda resultat (Headquarters, 2013). DME lagras i flytande form på fordonet vid 5 bars tryck (och , 2013). DME fungerar väl utifrån förbrännings- och avgasreningssynpunkt. DME kan inte blandas med konventionell dieselolja utan kräver något modifierade dieselmotorer (och , 2013). Enligt Headquarters bedömning kommer kost- naden för DME-fordon tillverkade i stora serier att hamna något över kostnaden för konventionella dieselfordon. För att utveckla marknaden för DME behöver en internationell standard tas fram för DME som fordonsbränsle. Det finns inte en sådan standard . Beträffande säkerhet kan ett regelverk bygga på gällande regler för LPG (gasol). Även framtagande av emissions- certifiering av DME-motorer krävs. För DME startas nu ett svenskt initiativ för att DME ska finnas i Euro IV. I och finns ett intresse för DME vilket bland annat visas av att de deltar tillsammans med i ett standardiseringsprojekt inom IEA- AMF. DME kan även fungera som bärare av vätgas. Det finns ett visst intresse från sjöfartssidan att börja använda metanol som drivmedel och då skulle en infrastruktur byggas upp som även skulle kunna användas för fordonstrafik. Bland fartygs- motortillverkare pågår utveckling av dual fuel teknik där både dieselolja och metanol används. Motorn arbetar enlig dieselprin- cipen där dieseloljan används för att tända metanol som är huvud- bränslet. Tekniskt sett kan detta möjligen fungera även i en motor för en lastbil/buss. Metanoldistribution av samma storleksordning som ED95/metan/DME krävs. Introduktion kan ske med använd- ning av fossil metanol som är allmänt tillgänglig. Fossilfrihet kräver naturligtvis att biometanol används. Ingen motorutveckling för fordonsmotorer är känd. 10.8Strategier för biodrivmedel i transportsektorn I (2013d) lyfts fram att det i princip finns två olika sätt att förse transportsektorn med förnybar energi: förnybar el och biodrivmedel. Det senare kan framställas i dedikerade anlägg- ningar för produktion av biodrivmedel eller i anläggningar inte- grerade i andra industriprocesser (till exempel oljeraffinaderier eller pappersmassabruk). Både drop-in och höginblandade/rena biodrivmedel behöver främjas. Drop-in bränslen har de uppenbara fördelarna att befint- liga motorer och infrastruktur kan användas. Konventionella driv- medel kommer att finnas och det är viktigt att få in en hög andel biodrivmedel i dessa. Här kan höjda låginbland- ningsnivåer vara intressant, där E20 är ett alternativ, det vill säga inblandning av 20 volymprocent etanol i bensin. Det skulle dock behöva beslutas på EU-nivå, vilket kan vara en lång process. Drop-in bränslen är lovande och önskvärda men tillgång på råvaror som kan användas med kommersialiserad teknik är begrän- sad. Processer med bredare råvarubas är ännu omogen och behöver främjas. Aktörerna behöver gynnsamma och framförallt stabila spelregler för att våga investera. Vad gäller höginblandande biodrivmedel utgörs utmaningen bland annat av tillgången på anpassade motorer och regelverk för certifiering av dessa. Att bygga motorer för sådana drivmedel är tekniskt möjligt och oftast ekonomiskt acceptabelt om vissa förut- sättningar uppfylls. Personbilstillverkning är en global bransch. Lönsamhet bygger på långa serier som ska betala utvecklings- kostnaderna. ensamt är en för liten marknad för att det ska vara intressant att göra dyra utvecklingsarbeten på speciallösningar för . För att fabrikanten ska göra en sådan satsning krävs en tro på att drivmedlet ska bli allmänt inom EU. Beträffande nya produktionsprocesser måste ett antal hinder övervinnas. För etanol gäller att kommersialisera processen från cellulosaråvaror. En annan process är förgasning av biomassa till syntesgas. Förgasningstekniken behöver utvecklas från pilot- och demoskala till åtminstone en fullskaleanläggning. Denna anlägg- ning som kräver en flermiljardinvestering är ett nödvändigt steg för att kunna avgöra om fler och förhoppningsvis billigare anlägg- ningar ska byggas. Även här gäller att aktörerna behöver gynn- samma och framförallt stabila spelregler för att våga investera. Andra processer som erbjuder drop-in bränslen både för bensin och dieselolja är under utveckling. Processutveckling sker i flera steg. Efter lyckade laboratorieförsök kan en liten pilotanläggning byggas som efter utvärdering kan följas av en större demonstra- tionsanläggning. När en sådan varit i drift kan i princip en fullskaleanläggning byggas. Denna är sannolikt fortfarande inte kommersiellt konkurrenskraftig. Äkta kommersialisering är möjlig först då erfarenheterna omsatts i nya fabriker. Utvecklingsskedet kan pågå från pilotanläggningen till att produktionen är konkurrenskraftig. Det är viktigt att stöd för processutveckling är uthålligt. måste stödet kunna omprövas om förväntade framsteg uteblir. För tunga fordon gäller särskilt att de utvecklingslinjer som drivs av svenska tillverkare stöds och utvärderas för varje steg i uppskalningen av verksamheten. En speciell utvecklingslinje är den som gäller bränslecellsfordon. Tekniken är omogen men aktiviteten är hastigt växande (se kapi- tel 11). Tekniken konkurrerar delvis med laddhybrider. Om bränslecellsfordon skulle bli konkurrenskraftiga finns synergier med drivmedelsförsörjningen till tunga fordon som kan drivas med DME eller metan. En DME/metan produktion som byggs upp kan dels ha avsättning i lastbilar/bussar och dels fungera som vätebärare till tankstationerna för bränslecellsbilar. Reformering av DME/metan till vätgas sker förhållandevis enkelt på tankstationen. Det kan vara till fördel när satsningar görs på nya tekniker att det finns kompletterande marknader för produkten då det minskar riskerna med satsningen. Detta då det finns osäkerheter i fordons- parkens utveckling och avsättning för olika produkter. Utredningen bedömer att utvecklingen måste drivas utefter ett flertal parallella spår eftersom bristen på teknikmognad inte gör det möjligt att avgöra vilket eller vilka teknikspår som ger de bästa lösningarna. Det finns stora potentialer att öka produktion och användning av biodrivmedel. Biodrivmedel är en viktig del i att uppnå fossilfria transporter men det är viktigt med både transport- och fordonseffektiviseringar då det inte är rimligt att helt ersätta nuvarande mängd fossila drivmedel med biodrivmedel. Se kapitel 13–16 för en diskussion av behovet av biodrivmedel för att uppnå fossilfrihet. används etanol (socker- och stärkelsebaserad), FAME, HVO och biogas. Denna produktion kan expanderas, men det bedöms inte möjligt att skala upp produktionen till en nivå så att drivmedelsbehovet i ett fossilfritt transportsystem tillgodoses. För att bredda och diversifiera råvarubasen behöver nya produk- Vilka nya tekniker som kommer att slå igenom i ett längre perspektiv är svårt att bedöma. Det är viktigt att hålla flera utvecklingslinjer öppna och utvärdera resul- taten av forskning och utveckling. Tidiga skeden i utveckling är inte så kostnadskrävande men uppskalning av teknikerna är en lång process där de sista stegen är mycket kostsamma. Utredningens förslag för att uppnå detta finns i avsnitt 14.7.2. Det är viktigt att sträva efter biodrivmedel med hög effektivitet, både vad gäller växthusgasprestanda, energieffektivitet vid fram- ställningsprocessen men även drivmedelsutbyte per hektar. Biodriv- medlen från nya tekniker ser ut att ha bättre växthusgasprestanda men bilden är inte entydig och också de nuvarande biodrivmedlen kan produceras med en acceptabel växthusgasprestanda. Varje pro- duktionskedja för biodrivmedel bör bedömas för sig och grunden för det är lagd i och med EU:s system för hållbarhetskriterier. et al (2013) visar på en inhemsk råvarupotential som kan ge tillkommande produktion på 25–(om ett biodriv- medelsutbyte på kan erhållas) på kort sikt med en väsentligt högre potential på . och (2013) bedömer den totala potentialen till på 14–till 2030 (inklu- sive import). Ecotraffics (2013) bedömning ligger på till 2030 som en sannolik undre gräns. Den slutliga potentialen är en kombination av möjligheterna att få fram biodrivmedel med accep- tabel hållbarhetsprestanda till rimliga kostnader och att ha distri- butionssystem och en fordonspark som kan använda biodriv- medlen. Behoven av biodrivmedel kommer i stor utsträckning vara beroende på åtgärder inom effektivisering av fordon och transport- system. Hur stor del av potentialen som kan realiseras beror bland annat på de styrmedel för att öka utbudet och utnyttjandet av biodrivmedel som införs, se kapitel 14. Utredningens slutsats är att – som har väl utvecklade jord- och skogsbruksbaserade näringar vilka ger ett viktigt bidrag till energiförsörjningen – har en utmärkt position att bidra till övergången från fossila drivmedel till biodrivmedel. En ökande biomassaproduktion för energi ger nya möjligheter att utveckla jord- och skogsbruket och att hålla mark som annars kan komma att överges i aktivt bruk. Därmed upprätthålls en produk- tionskapacitet som kan komma att behövas även för andra ändamål till exempel om klimatförändringar leder till negativa effekter i viktiga produktionsländer och därmed ökande behov av att producera mat i . Biodrivmedel från nya produktionsprocesser förväntas i förläng- ningen ha ungefär liknande produktionskostnader som de biodriv- medel som produceras , exempelvis etanol, RME, biogas och HVO. Vissa av dagens biodrivmedel har lägre produktionskost- nader, exempelvis etanol från sockerrör och biogas från vissa typer av avfall. Produktionskostnader på cirka 7–per liter bensin- ekvivalent kan bedömas vara en acceptabel produktionskostnad jämfört med dagens produktkostnad för bensin på /liter under förutsättning att förslaget till revidering av energiskatte- direktivet går igenom, vilket möjliggör att undanta biodrivmedel från koldioxidskatt utan att det bedöms vara statsstöd. Det bör noteras att det finns osäkerheter i bedömningarna om produk- tionskostnader, särskilt för de biodrivmedel som ännu inte kom- mersialiserade. Kostnader för distribution av höginblandande och rena biodriv- medel kan vara en utmaning särskilt då är ett stort och glesbefolkat land. finns heltäckande distributionssystem för bensin, dieselolja och E85 och i viss mån för fordonsgas. Det kan vara svårt av kostnadsskäl att bygga upp något nytt distributions- system för drivmedel för personfordon som täcker in hela landet, särskilt då effektivisering och ökad elektrifiering av fordon bedöms minska det totala drivmedelsbehovet. Med sjunkande totala volymer i transportsektorn kommer enhetskostnaderna för distribution och hantering att bli högre för alla typer av drivmedel. Situationen för godstransporter och nyttofordon ser annorlunda ut då ett täckande system för dessa fordon kan byggas upp med betydligt färre tank- stationer. Intressanta möjligheter här kan vara DME, biometan/bio- gas eller ED95. Det finns naturligtvis synergieffekter mellan person- bilstrafik och godstrafik när distributionssystem byggs upp. För drop-in bränslen finns inte dessa hinder. De kan användas i höga inblandningar utan att modifiera motor, bränslesystem eller distributionssystem.