sou · H4B347 · 2016-06-22 00:00:00 — En stor del av de direkta utsläppen från industrin kommer från några sär- skilt energi- och koldioxidintensiva branscher inom det som kan kallas för ”basmaterialindustri”3 medan en rad andra industribranscher har betydligt lägre koldioxidutsläpp totalt och i relation till bransch- ens förädlingsvärde. Många branscher har dessutom goda förutsätt- ningar att genom de varor och tjänster man producerar bidra till att nationella såväl som internationella klimatmål nås. *Inklusive utsläppen från masugnsgas, koksugnsgas och LD -gas inom energiindustri. I järn- och stålindustrin har det visat sig vara svårt att hitta några substitut för användningen av kol som reduktionsmedel vid framställning av malmbaserat stål. Inom cementindustrin sker en betydande del av utsläppen i form av avgång av den i kalkstenen bundna karbonaten. Järn- och stålindustrin och mineralindustri (i huvudsak cementindustri) stod sammantaget för ungefär hälften av industriutsläppen . Utsläppsnivån har förändrats mycket lite jämfört med . För massa- och pappersindustri, verkstadsindustri och livsmedels- industri finns däremot inte samma direkta koppling mellan utsläpp 2När även utsläppen från masugnsagaser som förbränns kraftvärmeanläggningar inom energi- tillförselsektorn räknas som utsläpp orsakade av industriproduktion. 3Åhman, M., , J, L., , NG, F. (2013). Strategier och styrmedel, övriga sektorer Utsläppen från dessa branscher har också minskat relativt kraftigt . I raffinaderi- och kemiindustri används fossila bränslen i hög grad som råvara för processen vilket gör dem svårare att ersätta jämfört med till exempel situationen för massa-pappersindustrin. Raffinaderi- och kemiindustri stod sammantaget för cirka en fjärde- del av utsläppen från industrin . I de scenarier som låg till grund för beredningens förslag till ut- släppsminskningsmål antogs att processindustrin minskar sina utsläpp relativt sent . Anledningen är att om- fattande teknikutveckling behöver ske innan större utsläppsminsk- ningar blir möjliga. För att det ska vara möjligt att nå långsiktiga utsläppsmål nära noll krävs flera stora förändringar som direkt och indirekt berör basmaterialindustrin. Huvudfrågeställningar de kommande 10 till 20 åren är vad som behöver göras för att skapa förutsättningar för fortsatta utsläppsminskningar i processindustrin och för att bio- ekonomin ska utvecklas som ett stöd för omställningen i andra branscher med fossilbaserade insatsvaror. Svensk industri använder främst biobränslen och el som energi- bärare. 2013 utgjorde biomassa av industrins slutliga energianvändning, el utgjorde , fossila bränslen och fjärrvärme resterande 3 procent4. En omställning till nettonoll- utsläpp kan medföra ökad kokurrensen om biomassa. Indu- strin är beroende av el till kokurrenskraftiga priser. För att nå nettonollutsläpp behöver elproduktionen ha låga utsläpp av koldioxid, och förändringar i energisystemet kan påverka industrin. Energitillförselsektorn behandlas närmare i avsnitt 8.2. Basmaterialindustrin står för den största delen av utsläppen från industrisektorn och där finns även de största utmaningarna för att ställa om i enlighet med det föreslagna utsläppsminskningsmålet till 2045. 4 (2015c). Strategier och styrmedel, övriga sektorer Åtgärdsmöjligheter i järn- och stålindustrin och cementindustrin Effektiva lösningar för att reducera utsläppen ner till noll från cement- och ståltillverkning omfattar insatser längs hela kedjan från råvara till slutanvändning. Att effektivt sänka utsläppen så mycket innebär att reducera utsläppen från själva grundprocessen, effek- tivisera hela flödet från råvara till slutanvändning, samt att öka åter- vinningen av material. Grovt sett finns tre större möjligheter att reducera utsläppen från själva processerna; (i) att introducera koldioxidinfångning och lagring (CCS), vilket kan reducera både bränsle- och processrela- terade utsläpp, (ii) att skifta från fossila råvaror/energi till bio- massa, vilket reducerar främst bränslerelaterade utsläpp men även processrelaterade från stålindustrin och (iii) att skifta grundprocess helt och hållet genom t.ex. elektrifiering. För cementindustrin ses en kombination av övergång till biomassa och CCS som det långsiktigt mest realistiska alternativet för att reducera utsläppen från själva grundprocessen. CCS-teknik är även ett alternativ för stålframställning om man behåller masugnarna men här finns flera andra tänkbara lösningar. I tidshorisonten mot 2050 är t.ex. direkt reduktion med vätgas (fram- ställt från förnybar el eller biomassa) tänkbart. Därutöver finns andra sätt att reducera järnmalm som visat sig fungera i labora- torieskala, t.ex. elektrolys (s.k. elektrowinning), som också kan bli aktuella på lång sikt5. Processeffektivisering och nedströms effektivisering av material- flöden kommer också att vara nödvändigt och motiverat med av- seende på både kostnader och resurshushållning. Dock bedöms potentialen för effektivisering inom befintliga processer vara be- gränsad och variera mellan beroende på ekonomi och tidshorisont6. Den tekniska potentialen för materialeffektivisering vid tillverk- ning av olika slutprodukter bedöms teoretiskt sett som relativt stor7. Inkluderar man även potentialer för effektivare användning uppskattas den teoretiska potentialen till i vissa fall. 5Åhman M, Nikoleris A, . (2012). 6Fischedick M., m.fl. (2014). Strategier och styrmedel, övriga sektorer Den praktiskt möjliga potentialen bedöms dock vara betydligt mindre, åtminstone på kort sikt. Med introduktion av nya pro- cesser kommer det finnas nya behov och möjligheter till effekti- viseringar samt nya sätt att t.ex. integrera förändrade värmeflöden eller eleffektivisering. Återvinning av material: Det är generellt sett energieffektivare att producera nya material från återvunna råvaror jämfört med att producera dem från jungfrulig råvara. Men även produktion av material från återvunna råvaror är en energiintensiv process. För stål innebär återvinningen att materialet smälts med el i ljusbågs- ugnar och det finns inget behov av reduktion med kol. Ökad återvinning är en naturlig utveckling för stål av eko- nomiska skäl när tillgängligheten till skrot ökar. är det inte aktuellt att framställa ny cement av cement som använts i betong. Riven betong återanvänds i stället som fyllnadsmaterial och kan i vissa fall karbonatiseras och suga upp en del av de processutsläpp de en gång orsakat. Gammal betong åter- används även i ny betong . Ökad återvinning är en viktig strategi men kan utökas ännu mer. De tre övergripande strategierna ovan kompletterar varandra. Effektivisering och återvinning stöds och utvecklas ständigt, drivet både genom den energipolitik och resurshushåll- ningspolitik som förs och av ekonomiska och industristrategiska skäl. Det som tidigare däremot inte har uppmärksammats i särskilt stor omfattning är behovet att även reducera (eliminera) utsläppen från själva grundprocesserna ner till noll-nivåer. Här räcker det inte att ”addera ett filter” till befintliga processer. Större investeringar i teknik- och systemutveckling måste göras vilket även innefattar nyinvesteringar i själva grundprocesserna. Utsläpp kopplade till industriprocesser och övrig metallindustri För att sänka utsläppen från gruvindustri vid brytning av järnmalm behövs också teknikutveckling som kan vara kopplad till utveck- lingen inom järn- och stålindustrin. Syret i den malm som gruvindustrin producerar skulle kunna reduceras genom bearbetning av järnmalmen redan efter att malmen brutits vid gruvan med hjälp av förnybart producerad metan eller Strategier och styrmedel, övriga sektorer vätgas och på så sätt minska behovet av reduktionsmedel (kol och koks) nedströms vid ståltillverkning. Utsläppen inom aluminiumindustri och smältverk kan minska om ytterligare teknikutveckling kommer till stånd och genomförs. För aluminiumindustri kan det handla om en utveckling av så kallade inerta anoder som inte avger koldioxid.8 Lättare att sänka utsläpp inom andra delar av industrin Energianvändningen för uppvärmning av lokaler samt för olika typer av värmningsbehov inom industrin (industrins utsläpp från för- bränning) antas kunna minska till låga nivåer i alla branscher genom en kombination av energi- och materialeffektivisering, ökad använd- ning av förnybara bränslen och energibärare som el och vätgas. Utmaningar och möjligheter för järn- och stålindustrin samt cementindustrin Att producera cement och stål med låga utsläpp av växthusgaser medför högre produktionskostnader utan att materialets egenskaper förbättras på något avgörande sätt. Däremot skulle kostnaderna öka. Befintliga kostnadsbedömningar för att nå mycket låga utsläpp av växthusgaser i järn- och stålindustrin samt cementindustrin baseras på beräknade kostnader för att införa CCS-teknik. Mot- svarande kostnadsuppskattningar för byte av grundprocess i t.ex. stålindustrin saknas eftersom de alternativa processerna ännu är på forskningsstadiet. Bedömningarna pekar på att reduktioner () med CCS-teknik kan fås till kostnader på mellan 40 till per ton koldioxid men att marginalkostnaderna för att reducera de sista ner till noll skulle behöva motiveras av ett utsläppspris på runt /ton koldioxid. Till detta till- kommer kostnader för transport och lagring som uppskattas i olika studier9 att uppgå till sammanlagt 18–per ton koldioxid. 8Naturvårdsverket (2012e). 9Elforsk (2014). Strategier och styrmedel, övriga sektorer Den uppskattade totala kostnaden motsvarar maxnivån i den svenska koldioxidskatten. Flera beräkningar pekar på att konstruktionsstål skulle bli cirka 20–dyrare att tillverka och cement cirka 70–dyrare jämfört med i dag10. För slutkonsumenterna och samhälls- ekonomin som helhet pekar studier på att de extra kostnaderna för att framställa cement och stål utan utsläpp kan vara mycket låga, mindre än en procent av den totala byggkostnaden för ett hyreshus eller av det slutgiltiga priset på en bil11. Bra tillfällen att introducera nya processer och bygga om befintliga anläggningar till nollutsläpp kommer bara att inträffa vid ett fåtal tillfällen fram till mitten på seklet. Befintliga masugnar för stålframställning och roterugnar för cement kan tekniskt sett hålla tills efter 2050. Större nyinvesteringar och uppgraderingar sker med långa tidsintervall. Masugnar byts eller uppgraderas ungefär vart femtonde till tjugonde år. Roterugnar byts eller uppgraderas vid behov, när det är ekonomiskt lönsamt att stänga ner ugnen den tid åtgärden tar att genomföra12. Kunskap och kapacitet i för nollutsläppsteknik Medvetenheten om utmaningarna med nollutsläpp har ökat . I har både cement- och stålindustrin utvecklat scenarier och visioner för hur deras framtid kan se ut i ett netto- nollutsläppsamhälle . Ett antal relevanta strategiska innovations- agendor har också tagits fram, bl.a. en om processindustrin och CCS och en om metalliska material13. Cementindustrin bedriver utvecklingsarbete för att öka andelen alternativa bränslen och analyserar möjligheterna till en demonstra- tionsanläggning för CCS. 10Åhman M, , . (2013). 11Rootzén och , , opublicerat. 12Lempert, R. J., Popper, S. W., Resetar, S. & , S. (2002). 13Energiforsk (2015). Strategier och styrmedel, övriga sektorer Svensk stålindustri har en bred kunskapsbas vad gäller forskning och utveckling. En pilotanläggning för utsläppssnål produktion av stål med koldioxidavskiljning genomfördes i under det så kallade . I projektet ”Järn- och Stålindustrins Energianvändning”, bedrivs forskning och utveckling kring ökad användning av biomassa i järn- och stålproduktion, och inom det strategiska innovationsprogrammet Metalliska material, pågår en teoretisk studie kring vilken utsläppsreduktion som skulle kunna uppnås i en masugn om kända tekniker för utsläppsminskning kombinerades på optimalt sätt14. Därutöver bedriver t.ex. och egen forskning inom området. Utmaningar och möjligheter för omställning till en mer biobaserad industri Den biobaserade ekonomin stödjer strukturomvandling och omställning i viktiga branscher och sektorer Den svenska skogsindustrin står inför strukturella utmaningar. Konsumtionen av tryckpapper faller . Det finns också andra produktområden inom papperssegmentet som minskar på ett liknande sätt. Därför behöver skogsindustrin konti- nuerligt arbeta med sina produkter för att säkerställa långsiktig lönsamhet. För industrigrenar med processutsläpp eller höga användning av fossil råvara som raffinaderier och kemiindustri kan en utvecklad bioekonomi, se avsnitt 6.4 bidra till omställningen. Med andra ord har flera viktiga industrigrenar i sammanfallande intressen när det gäller att utveckla den biobaserade ekonomin. Kunnande och kapacitet i I finns kunskap kring hur skog processas till olika pro- dukter såsom exempelvis sågat virke, konstruktioner, massa, papper, förpackningsmaterial, mjukpapper och textilier. Dagens befintliga infrastruktur i form av kemiska och mekaniska massa- Strategier och styrmedel, övriga sektorer bruk, sågverk, integrerade pappers- och kartongbruk m.m. utgör också en viktig bas för att förädla delströmmar till nya produkter. Exempel på sådana produkter, som redan nu finns på marknaden, är s.k. gröna kemikalier och drivmedel som produceras med tallolja som bas liksom lignosulfonat och energipellets från sågverk. Inom kemi- och raffinaderiindustrin finns ett marknadskun- nande och processkunnande på polymer- och plastsidan, och poten- tial för att utvecklas mot en mer biobaserad industri. har även väl utbyggda logistiksystem för att producera, avverka och transportera skogen till produktionsanläggningar, vilket kan under- lätta en omställning till en mer biobaserad industri. På samma sätt som vissa teknikkonsultföretag vuxit fram i sym- bios med bl.a. svensk skogsindustri, förutspås nya tjänstenäringar kunna växa fram vid en omställning mot en ökad användning av bioråvara. Dessa nya näringar bedöms komma att omfatta även tjänster kring nya affärsmodeller, tjänster kring certifiering etc. Det finns ett antal industriella sektorer där ett större inslag av bioråvara skulle ha stor klimatpolitisk och näringspolitisk potential och som därför också bör vara en del av den framväxande svenska bioekonomin. Ökat trähusbyggande är ett mycket tydligt sådant exempel. Foder från sockerinnehållet i biomassan likaså. Textilier som Viskos och Lyocell har potential att användas mer . Ett annat exempel är den utveckling som skett på tallolje- området där miljödiesel produceras i kommersiell skala Den biobaserade industrin behöver långsiktiga spelregler Den biobaserade industrin har utmaningar i att få avsättning för nya lönsamma produkter med det låga oljepris som råder. Utmaningen för industrin i är att utveckla och investera i ny teknik och nya anläggningar som varken är tillräck- ligt beprövade eller lönsamma. Riktigt stora (nya) volymprodukter baserade på bioråvara har ännu inte nått marknaden. Detta gäller de produkter som kräver stora, dyra investeringar i processanläggningar exempelvis bio- material, biodrivmedel, textilproduktion, biokemikalier, byggproduk- ter m.m. Det steg som framför allt inte har realiserats är byggande Strategier och styrmedel, övriga sektorer av fullskaliga industrianläggningar som krävs för att få ekonomi i processerna. Investeringar i anläggningar baserade på helt nya processer är också behäftade med särskilda risker. De första anläggningarna blir ofta dyrare, dels för att eliminera tekniska och marknadsmässiga risker, dels för att anläggningarna successivt kan byggas på ett effek- tivare och billigare sätt när anläggning två, tre och fyra uppförs. Ekonomiska skalfördelar gör att investeringarna kräver en långsiktig, stabil efterfrågan på stora volymer nya produkter för att privata investerare ska vara villiga att agera. Utan sådana investe- ringar kan inte tekniken utvecklas vidare och kostnaderna redu- ceras ytterligare; teknikutvecklingen är inte endast avhängig fram- gångsrik forskning och utveckling utan är minst lika beroende av lärande i produktionen och användningen av de nya produkterna. Investeringar har hämmats av tidsbegränsade administrativa beslut på skatteområdet . Företagen har reagerat ekono- miskt rationellt på den bristande långsiktighet som uppstått och investeringarna har uteblivit. En distinktion som måste göras är att skilja på å ena sidan storskaliga, helt nya processer och å andra sidan tekniker som nyttjar volymmässigt begränsade procesström- mar i redan befintliga anläggningar(exempelvis att nyttja talloljan från sulfatfabriker). Det är de nya, stora processerna som är svåra att lösa finansiellt, tekniskt och marknadsmässigt. Det är också de stora anläggningarna som har potential att ger större bidrag till att reducera utsläpp av växthusgaser. Även om biobaserade material kan ersätta fossila motsvarigheter i de flesta tillämpningar är konkurrensen med fossila råvaror svår att hantera. Med nuvarande låga oljepris är det inte är möjligt att förlita sig enbart på att marknaden kan klara detta på egen hand. Styrmedel från det offentligas sida är nödvändiga. från ett kundperspektiv är ett hinder att de flesta affärer som görs sker mellan företag i de branscher som förväntas ställa om från fossila råvaror till biobaserade råvaror. Nya affärsmodeller behöver skapas där kan fördelas nerströms i produktionskedjan till slut- konsument där betalningsviljan kan antas vara högre för en klimat- anpassad produkt. Strategier och styrmedel, övriga sektorer Viktigt med stöd till forskning och utveckling för att främja innovation inom industrin Tydliga visioner och trovärdiga utsikter för en framtida hållbar marknad styr vilka forskningsinsatser som görs och vilka risker företag är beredda att ta för att engagera sig i demonstrations- projekt och att sätta nya produkter på marknaden. Utvecklingen sker inte linjärt utan bedrivs oftast längs med hela innovations- kedjan med olika återkopplingar. I figur 8.1 ges en förenklad skiss som visar på hur innovations- kedjor kan se ut från första idéerna via testning, demonstration och introduktion till en långsiktigt hållbar marknad. Källa: Hellsmar H., . (2015). Styrmedel och innovationspolitik för framtidens bioraffinaderier. Forskning- och utveckling bedöms vara relativt väl finansierat och här har systemet fungerat ändamålsenligt åtminstone för den bio- baserade industrin i . När det gäller exempelvis biomaterial, textilier och biokemikalier befinner sig många utvecklingsprojekt fortfarande på forsknings-, utvecklings-, och demonstrationsstadiet och behöver fortsatta forskningssatsningar. Strategier och styrmedel, övriga sektorer Ansvaret för att driva och utveckla processrelaterad forskning med sikte på större utsläppsreduktioner i processindustrin har dock inte varit tydligt hos någon aktör. har betalat ut i energiforskningsanslag uppdelat på olika temaområden. Ett av de minsta temaområ- dena är energiintensiv industri som stått för av utbetalade medel. Framför allt har detta gått till energieffektivise- ring. Delområdet järn- och stålindustri har fått en fjärdedel av utdelade medel till den energiintensiva industrin. Inom energiintensiv industri har det varit svårt att få välfungerande demonstrationsprogram på plats. kommer ett nytt EU- program införas med finansiering av intäkterna från auktionering av utsläppsrätter (NER400) som förutsätts kunna ge bättre möjlig- heter till delfinansiering av demonstrationsprogram för energi- intensiv industri. Möjligheterna att lyckas med ett demonstrationsprojekt beror delvis på riskdelning med staten/EU men även på ifall företagen upplever att det finns en tydlig avsättning för produkten (som kan kosta betydligt mer) via någon lämplig nischmarknad. Inom den biobaserade industrin har demonstration av nya tek- niker bara skett i viss omfattning på drivmedelsområdet men dessa demonstrationsprojekt har i flera fall inte slutförts. Samma behov av demonstration av svensk forskning i större skala finns också på exempelvis material-, textil- och kemikaliesidan. Nischmarknader/tidig introduktion Ny teknik som används i liten skala tenderar att kosta mycket. För biomaterial och bränslen ska dessutom konkurrensen mot ett lågt oljepris hanteras. Att finna en nischmarknad som kan acceptera den högre kostnaden för vidare utveckling av både tekniken i sig, av produktionsprocesser och av marknaden har historiskt visat sig vara en avgörande del för att göra tekniken konkurrenskraftig. Framför allt har detta lett till betydande kostnadsreduktioner, så Strategier och styrmedel, övriga sektorer kallade läreffekter som är en kombination av skalekonomi, teknik- utveckling och marknadsutveckling längs med hela värdekedjan. De svenska biodrivmedlen befinner sig just nu i en sen demon- strationsfas när det gäller ett antal av de nya teknikerna och kon- cepten som tidigare diskuterats. Vissa av de storskaliga projekten var på väg in i en nischmarknadsfas, men den ut- vecklingen har avstannat på grund av bristen på långsiktighet i styr- medlen. Nischmarknader kan skapas eller uppmuntras via styrmedel eller konsumenttryck. har det funnit en kombination av frivilliga och tvingande regleringar när nischmarknader skapats på andra områden. Det är möjligt att skapa en nischmarknad med regleringar via t.ex. en kvotplikt, ”CO2-premie”, t.ex. subvention betalad för lagrad koldioxid, i CCS eller i träprodukter eller via upphandlings- krav. och offentlig sektor kan spela en roll som viktig första kund, genom att upphandla t.ex. biogasbussar, elbussar och nya material när de först lanseras på marknaden. Offentlig upphandling kan vara ett effektivt alternativ för bygg- material eftersom den offentliga sektorn (via offentliga byggnader, vägar, broar m.m.) är en stor kund på en i huvudsak natio- nell/regional marknad. För stålsektorn skulle dock offentlig upp- handling troligtvis vara svårare då stål är en mer varierad produkt med betydligt fler användningsområden och eftersom kunderna finns på en global marknad. En nischmarknad behöver inte nödvändigtvis vara för själva slutprodukten utan kan även gälla lämpliga energibärare för indu- strin. T.ex. skulle en satsning på vätgas som framtida energibärare för industrin kunna motiveras av behovet av energilagring och balanstjänster för att säkerställa leveranssäkerhet i ett framtida elsystem med stora mängder väderberoende och variabel produk- tion. Vätgas skulle då produceras när den väderberoende elproduk- tionen är hög och elpriset nära noll. Vid de få tillfällen som den väderberoende elproduktionen är för låg skulle vätgasen omvandlas till el. En stor del av året skulle dock vätgasen kunna användas av den energiintensiva industrin. Kostnaderna för detta skulle främst belasta kundkollektivet av elkonsumenter eftersom vätgaslagringen behövs för att säkerställa elsystemets balans. Frivilliga samarbeten längs med värdekedjan, dvs. att få till- verknings- och byggindustrin att frivilligt betala en premie för att Strategier och styrmedel, övriga sektorer sälja sina slutprodukter med grönt stål/cement eller bygga i trä skulle kunna motiveras av att priset på konsumentprodukten på- verkas i liten utsträckning, även om man väljer stål eller cement. Tillverkningsindustrin som köper materialet är dock även de hårt konkurrensutsatta och även små minskningar i vinstmarginaler är svåra att acceptera. Möjligheten ligger i att samarbetet skapar ett mervärde, manifesterat via t.ex. en märkning eller certifiering, vilket gör grönt cement/stål mer attraktiva för slutkunden och därför betingar ett högre värde/pris. Materialets klimatpåverkan är osynligt för slutkonsu- menten och betalningsviljan för att få utsläppsfria material i sina fordon eller i sina hus är okänd. Ett första steg i en utveckling för att underlätta en mer konsumentdriven omställning borde vara information via märkning och certifiering baserad på krav på enk- lare livscykeldata.