sou · H6B384 · 2018-12-20 00:00:00 — Massbalans för biobaserade/återvunna produkter är dock en mycket omdiskuterad fråga, det har exempelvis inom det europeiska standardiseringsarbetet bara gått att enas om en beräkningsmetod för en massbalans där man har ett garanterat minimiinnehåll av biobaserat iprodukten (materialbalans). När det gäller övriga metoder fanns för- visso en viss acceptans för en massbalans med stränga systemgränser men slutsatsen drogs ändå att massbalans går att missbruka och bör därför användas med försiktighet och efter noggrann diskussion om förutsättningar (SIS, 2018). Detta för att undvika dels dubbelräkning och dels att det i slutänden blir för enkelt att flytta de biobaserade plussidorna vilket leder till att behovet av att utöka den faktiska an- vändningen av biobaserad råvara minskas. Att räkna på massbalans är därmed likt en livscykelanalys – allt hänger på avgränsningarna. Fördelarna överväger dock och utredningen föreslår därför att re- geringen stödjer företagen i arbetet med att skapa en acceptans för massbalansräkning för biobaserad och/eller återvunnen plastråvara. Med fördel skulle det kunna hanteras på liknande sätt som grön el. Detta för att successivt kunna öka andelen biobaserad/återvunnen plastråvara. 6.2.4Satsning på forskning och utveckling För att öka förutsättningarna för förnybar plast och öka dess andel på marknaden behövs satsningar på forskning och utveckling. Här behöver olika aktörer involveras och samarbeta – kemiföretag, skogs- bolag, jordbrukssektorn, akademi, myndigheter, med flera. Forsk- ningssatsningar på förnybar plast bör även gå hand i hand med de insatser som görs för att förbättra materialåtervinningen. Utred- ningen rekommenderar att det särskilt satsas på följande: •Som en grund att utgå ifrån behövs en kartläggning av behovet av råvara till plast som beaktar eventuella målsättningar om hur mycket biobaserad plast som samhället vill se och inkluderar kon- kurrerande användningar och markanvändning. Ett sådant pro- jekt borde kunna initieras relativt omgående och inte kräva större kostnader. •Underlagsdata för de olika biobaserade råvarorna som behövs för att kunna göra livscykelanalyser är i många fall bristfällig. Dessa data behövs för att kunna bedöma förutsättningarna för biobase- rad plastråvara. Insatser bör därför göras för att ta fram data för de olika råvarorna. •För att undersöka förutsättningarna och effekten av att använda biobaserad råvara vid plasttillverkning krävs att flera faktorer in- kluderas. Livslängden på plasten, möjligheten till materialåtervin- ning efter förbrukning, möjlighet till en hållbar och volymmässig tillräcklig mängd biobaserad råvara samt råvarans ursprung och möjlighet att använda råvaran till flera olika plaster är exempel på faktorer som påverkar om den biobaserade plasten är hållbar för framtiden. Att utreda vilka hållbarhetskriterier som bör sättas för framtidens biobaserade plaster är relevant för att uppnå en hållbar biobaserad plast. •Fokus på råvara för biobaserade plaster har skiftat och har fokus övergått till att koncentrera forskningen på restprodukter från jordbruk och skog. Användningen av denna typ av råvara är fortfarande i stort behov av utveckling. Att stu- dera möjligheten för att använda denna typ av råvara och miljö- nyttan av plast, baserad på restprodukter från exempelvis skogs- bruk och/eller skogsindustri, skulle därför vara intressant efter- som det finns en oro för att den biobaserade råvaran som används främst kommer från jordbrukssektorn och riskerar att konkurrera med livsmedelsproduktionen. •Industriforskningsprojekt likt Skogskemi och Närodlad plast, som engagerar hela värdekedjan, behövs för att öka möjligheten att nyttja svensk bioråvara för produktion av plast. Även det arbete som driver för att möjliggöra plast från koldioxid bör stödjas för att se till olika möjliga vägar för förnybara alternativ att producera plast. 6.3Råvaror för biobaserad plast Förutom stärkelse och cellulosa kan även olja från växtriket använ- das för att tillverka biobaserad plast (se tabell 6.1). Stärkelse utvinns ur potatis, säd, sockerbetor, sockerrör, majs, spannmål och andra grödor som även kan användas som livsmedel eller biobränslen. Den kan produceras till en rimlig kostnad och är sam- tidigt lätt att transportera, lagra och omvandla till socker. Eftersom råvaran riskerar att konkurrera med livsmedelsförsörjningen pågår olika forskningsprojekt som handlar om att försöka använda blasten eller halmen i stället för de näringsrika växtdelarna. Cellulosa utvinns bland annat från skoglig biomassa. Den är gene- rellt billigare jämfört med andra bio-råvaror och lätt att lagra men är svår och energikrävande att förädla. Plast kan även produceras av olja från växtriket, exempelvis från soja, palm, jatrofa eller ricin. Ricinolja tillhör de mest kända men är dock förknippad med vissa diskussioner kring arbetsmiljö för de som arbetar med framställningen. Oljan från växtriket är lätt att för- ädla och transportera men är å andra sidan mycket dyr. Den användning som sker inom olika områden domineras helt av stärkelse (främst från sockerrör och majs). Anledningen är att stärkelse är mer lättillgänglig direkt sett ur kemisk struktur. Även om cellulosan från skogen är billig måste som nämns ovan först ge- nomgå olika komplicerade processer. Detta gör att produktion av plast från majs eller sockerrör sammantaget är mindre kostsamt än motsvarande plast från skogsråvara. Källa: Jakubowicz och Yarahmadi, , 2017. Drop-in plaster har samma kemiska och mekaniska egenskaper som motsvarande fossilbaserade plast. Därför kan de användas på samma sätt som motsvarande fossilbaserade plaster. PE, PP, PA och PVC kan rent kemiskt och tekniskt tillverkas helt från bioråvaror, vanligt- vis från biobaserad etanol. Konventionell PE produceras av fossil- baserad eten. PE är en av de viktigaste polymererna som tillverkas från eten (et al., 2009b) men även PVC, PET och PS kräver stora mängder eten vid tillverkning. Den främsta fördelen med drop-in plaster är att de är konkur- renskraftiga då de har liknande egenskaper och tillgänglig teknik kan användas vid produktionen i jämförelse med deras fossila motsvarig- het. De kan också återvinnas i samma system som fossila plaster. Eten kan även tillverkas från biobaserad etanol som tagits fram från biobaserad råvara. Etanol framställs genom fermentering av socker som utvinns från biobaserad råvara och eten kan sedan till- verkas från etanol genom en kemisk dehydreringsprocess (et al., 2009a). Dagens bio-PE är biobaserad och produ- ceras endast från etanol tillverkade från sockerrör främst från Brasi- lien (et al., 2009a; Babu et al., 2013; Aeschelmann och Carus, Etanol kan även produceras från andra biobaserade råvaror t.ex. sockerbeta, majs, vete samt stärkelsebaserade grödor (Reddy et al., 2013). De olika stegen för att framställa bio-HDPE och bio- LDPE beskrivs närmare i bilaga 8. Bio-PE finns tillgänglig från kemiföretagen (, 2014). Braskem i har tillverkat bio-PE från sockerrör (et al., 2009b) och har utvecklat sju olika sorter av HDPE och åtta olika typer av LDPE. Biobaserad PP (bio-PP) är svårare att tillverka jämfört med bio- PE eftersom det involverar flera steg (se bilaga 8). Detta gör att Bio- PPinte kommit lika långt och har fram till främst funnits till- gänglig i labbskala (European Bioplastics, 2017b; , 2016). Enligt European Bioplastics (2017b) produceras ingen bio-PP men bio-PP förväntas finnas på marknaden . Braskem hade planer på att bygga en anläggning med möjlighet att producera biobaserad propen till 2013. Även och samarbetar för en kommersiell produktion av bio-PP, vilket beskrivs nedan. Bio-PA har varit kommersiellt tillgängliga , då Rilsan®11 introducerades första gången. har andra delvis eller helt biologiska polyamider kommersialiserats för en rad applikationer. PA-6 och PA-66 är de vanligast förekom- mande och används till stor del i fordonsindustrin men även inom exempelvis elektronik- och textilsektorn. PVC tillverkas genom polymerisation av vinylklorid som produce- ras från eten och klor. Eten kan som nämns ovan tillverkas från bio- baserad etanol från exempelvis majs och sockerrör. På grund av sina hårda och styva egenskaper tillsätts ofta mjukgörare och det går att till- verka vissa av dessa additiv från rapsolja och sojabönor (et al., 2012). Bio-PVC finns endast i labbskala (dation, 2016). har tidigare annonserat att de planerat att produ- cera bio-PVC från sockerrör (et al., 2012; et al., 2009b). Konventionell PET tillverkas från etylenglykol och tereftalsyra. Etylenglykol tillverkas från eten. Bio-PET kan produceras på samma sätt som konventionell PET och den bio-PET som tillverkas är delvis biobaserad och tillverkas från biobaserad etylenglykol och fossilbaserad tereftalsyra (se bilaga 8). Bio-PET består av ungefär 20–biobaserad råvara (2014; Aeschelmann och Carus, 2015; Storz och Vorlop 2013). Biobaserad etylenglykol kan tillverkas från fermentering av socker- rör, majs, soja eller andra biobaserade material (, 2014). Pro- duktion av biobaserad tereftalsyra är inte lika enkel men forskning pågår. förväntas även tereftalsyra tillverkas från bio- baserad råvara.1 Bio-PET som produceras av biobaserad etylenglykol introducerades av (et al., 2012). Bio-PET tillverkas främst i och utgör en av de största biobaserade plasterna på marknaden och kapaciteten för- väntas öka (Aeschelmann och Carus, 2015). Ersättningsplast är nya material2 som inte har identiska fysikaliska och kemiska egenskaper som dagens fossilbaserade plaster. De kan därför inte användas på exakt samma sätt. Det innebär även fler fraktioner att separera i återvinningen. I många fall marknadsförs de som bionedbrytbara och gruppen innefattar stärkelseblandningar gjorda av termoplastiskt modifierad stärkelse och andra bionedbryt- bara polymerer, liksom polyestrar såsom polymjölksyra (PLA) eller polyhydroxialkanoat (PHA). PLA tillverkas av mjölksyra, är 100 pro- cent biobaserad och även nedbrytbar under vissa förhållanden (Aeschelmann och Carus, 2015). Mjölksyra framställs främst av socker- och stärkelserik biomassa som sockerrör och majs (Harmsen et al., 2014). Men det finns forskning som tittar på framställning av mjölksyra från lignocellulosa. PLA produceras av flera kemi- företag av vilka den största är NatureWorks i (et al., 2012). Efterfrågan i är och förväntas att nå 2025. PLA stod 2017 för drygt tio pro- cent av den totala produktionskapaciteten av biobaserade plaster. Än så länge används de främst för kortlivade produkter som förpack- ningar. Ett annat alternativ till fossilbaserad PET som växt fram är polyetenfuranoat (PEF). PEF produceras från etylenglykol 1www.nestleusa.com/media/pressreleases/nestle-waters-launch-alliance-naturall-bio-based- bottles 2Branschorganisationen kallar dessa för nya plaster/nya material, se och 2,5 furandikarboxylsyra (FDCA) (se bilaga 8). FDCA kan pro- duceras från fruktos i majsstärkelse och kan ersätta fossilbaserad tereftalsyra som används för tillverkning av PET och bio-PET. PEF är biobaserat material, har liknande egenskaper som PET och kan användas för tillverkning av plastflaskor (Aeschelmann och Carus, 2015). Enligt European Bioplastics (2017b) är biobaserad PEF under utveckling och förväntas finnas på mark- naden . Polytrimetyltereftalat (PTT) är ett ytterligare alternativ till PET som är delvist biobaserat material och tillverkas från biobaserad propandiol och fossilbaserad tereftalsyra. Biobaserad PTT består av biobaserad råvara och eftersom de båda utgörs av teref- talsyra har de liknande egenskaper. Biobaserad propandiol kan till- verkas från majs. PTT tillverkas av DuPont. Liksom PET är både PEF och PTT icke-nedbrytbara material. Biobaserad och ej bionedbrytbar teknisk plast innefattar många specifika polymerer, såsom biobaserade polyamider (PA), polyestrar (t.ex. PTT, PBT), polyuretaner (PUR) och polyepoxider. Deras an- vändning är mycket varierande. Några typiska tekniska tillämp- ningar är textilfibrer (t.ex. mattor), fordonsapplikationer, exempel- vis skum för sittplatser, höljen, kablar, slangar och omslag. Livsläng- den varar vanligtvis . Därför betecknas de som beständiga och bionedbrytbarhet är här inte en eftertraktad egenskap. står de biobaserade plasterna för ungefär en procent av de plast som produceras (European Bio- plastics, 2017b). Den globala produktionskapaciteten för biobase- rade plaster förväntas att öka från 2017 till 2022. Störst andel av den globala produktions- kapaciteten 2017 hade biobaserad PET (), biobaserad polyamid (PA) () och biobaserad PE (), se figur 6.2. Den största delen av de biobaserade plasterna är drop-in plaster där bio-PE och bio-PET står för den största globala produktions- kapaciteten. PLA och PHA förväntas leda utvecklingen och utgöra största andelen när det gäller ersättningsplaster som är biobaserade och bionedbrytbara (European Bioplastics, 2018). Övriga (nedbrytbara) Källa: European Bioplastics, 2017b. Bio-PUR är inte inkluderad på grund av att det inte finns tillförlitliga data. Biobaserade plaster används primärt till förpackningsmaterial, texti- lier och konsumentvaror. Den globala produktionskapaciteten av biobaserade plaster 2017 indelat i olika användningsområden presen- teras i figur 6.3. Enligt European Bioplastics (2017b) produceras den största delen av de biobaserade plasterna i (), därefter (), () och (). Läs närmare om de olika biobaserade plasttyperna i bilaga 8. Källa: European Bioplastics, 2017b. Det finns standarder framtagna för att intyga olika uttalanden om plasts förnybarhet, som kan användas i marknadsföringen av bio- baserade plastprodukter. En biobaserad produkt definieras enligt europeisk standard som en produkt som helt eller delvis härrör från biomassa. Det finns ingen harmoniserad standard som fastställer hur stor andel av plastprodukten som är fossilfri. Ändå har internatio- nella företag använt det i sin marknadsföring. De har då angett an- delen fossilfritt innehåll och inkluderat återvunnet material. Detta är problematiskt och visar på vikten att definiera andelen biobaserat in- nehåll. Biobaserat kolinnehåll är den variabel som beskriver mäng- den biobaserat kol (i förhållande till fossilt kol) som ingår i ett material eller en produkt. Det biobaserade kolinnehållet i ett plast- material mäts med kol-14-metoden. Där bedöms det totala kolinne- hållet i ett material och redovisar det biobaserade kolinnehållet som en fraktion av vikten (massan). För biobaserade produkter generellt finns det tre europeiska standarder för att mäta biobaserat innehåll. En standard beskriver hur man mäter biobaserat kolinnehåll och två standarder beskriver hur man tar fram det biobaserade innehållet (en analysmetod och en beräkningsmetod3). Två ytterligare metoder är också under utveck- ling inom detta område.4 Sedan finns det en serie ISO-standarder som också beskriver detta för biobaserad plast.5 En motsvarande europeisk standard är också under utveckling, där man för tillfället har kommit överens om att minimumgränsen för att en plastprodukt ska få kallas biobaserad är (detta kan dock komma att ändras innan publicering).6 6.8Förutsättningar för biobaserad plast Prognoser visar att det finns potential för ett ökat uttag av biomassa i . Forskare som tittat på skogen, lantbruket och biomassa från vatten pekar på en möjlig ökning med , där skogen står för 130, jordbruket 20 och vatten 1,5 (, 2018). Dessa siffror ska dock tas som en grov uppskattning där forskarna gjort ett flertal antaganden, exempelvis studeras olika tidsperspektiv för de olika råvarukällorna och det finns restriktioner av bland annat teknisk, ekonomisk, politisk och marknadsmässig karaktär. Det finns även en risk för att potentialen räknas dubbelt, det vill säga att inte alla tillämpningar som biomassan ska räcka till beaktas. Forsk- arna på menar att en viktig aspekt är att med en minskad kon- sumtion skulle behovet minska. Skogsindustrierna menar att skogen kommer räcka till mer men inte till allt (Skogsindustrierna, 2018). har fokus för en övergång till förnybar råvara främst varit på transport- och energisektorn. Fossilbaserade material, såsom plast, kommer ofta i skymundan i debatten, men blir alltmer angeläget när det offentliga och företag har ambitioner att bli ”fossilfria”. 3SS‐EN 16640:2017 Biobaserade produkter – Halt biobaserat kol – Bestämning av halten bio- baserat kol i produkter med kol‐14‐metoden SS‐EN 16785‐1:2016 – Biobaserade produkter – Biobaserat innehåll ‐ Del 1: Bestämning av biobaserat innehåll genom radiokolmetoden och elementaranalys. EN 16785‐2 – Biobaserade produkter – Biobaserat innehåll – Del 2: Bestäm- ning av biobaserat innehåll genom materialbalans. 4Bio‐based products – Oxygen content ‐ Determination of the oxygen content using an ele- mental analyser, Bio‐based products – Use of stable isotope ratios of Carbon, Hydrogen, Oxygen, Nitrogen and Sulphur as tools for verification of the origin of bio‐based feedstock and characteristics of production processes – Overview of relevant existing applications. 5SS-ISO 16620-serien Plast – Biobaserat innehåll – Bestämning av biobaserat kolinnehåll, bio- baserat syntetiskt polymerinnehåll, massbalans och deklarering av biobaserat innehåll. 6Pågående standardutveckling prEN17228 Biobaserade polymerer, plast, plastprodukter för terminologi, karakterisering och kommunikation. 6.8.1Utnyttjande av svensk skog till plast ”Plast från skog” kan handla om restprodukter från skogsbruk i form av grenar och toppar, GROT, eller rest- och biprodukter från industriprocesser. För GROT finns det en teoretisk tillgänglig volym, men den tas inte ut från skogen , framför allt beroende av höga transport- kostnader (Skogsindustrierna, 2018). Det innebär att möjligheten att tillgodoräkna sig den råvaran för plastproduktion bygger på att det finns en hög betalningsvilja från köparna. I sammanhanget bör det poängteras att ett alternativ kan vara att låta restprodukter ligga kvar i skogen (eller på åkern) vilket innebär att det tillförs en resurs i form av ett koltillskott till den biologiska cykeln. Skogsindustrierna (2018) bedömer att det är sannolikt att mer lignin framöver kommer att tas ut från massaprocessen, till andra produkter. Då kommer industrierna troligen främst använda GROT för att upprätthålla sina energibalanser. När det gäller rest- och biprodukter från skogsindustrin används i det närmaste av detta framför allt för att produ- cera processånga, men också för produktion av olika kemikalier och energi. Skogsindustrin arbetar kontinuerligt med energieffektivise- ring och branschen ökar effektiviteten med ungefär en procent . Med ökad effektivitet ökar möjligheterna att utveckla och vida- reförädla biprodukterna. Skogsindustrins anläggningar har alltså stora, totala energibalan- ser. Det innebär att om de sidoströmmar som går till energi, används till annat på grund av lönsamhet, måste de ersättas med an- nat i energibalansen. I annat fall leder det till underskott i energi- balansen vilket får till följd att bruken inte kan drivas vidare. Tekniskt går det att ersätta, exempelvis genom att elda GROT i stället för bi- produkter från industriprocessen. Utmaningen ligger alltså inte i den tekniska aspekten utan det handlar om att företagen behöver ha ett totalperspektiv. Om en sidoström kan användas till en ny produkt, såsom plast, måste den ersättas med energi från annan källa. Ett företag gör naturligtvis en ekonomisk avvägning huruvida det finns en köpare för dessa rest- och biprodukter. En totalkalkyl krävs för att bedöma om det är mest lönsamt att behålla rest- och biprodukter för att driva de egna processerna, om investeringar kan göras för att påbörja produktion av nya produkter eller om de ska säljas till till- verkare av plast. Skogsindustrierna (2018) anser att det är centralt att låta marknaden styra användningen av råvaror och rest- och biprodukter. 6.8.2Kostnadsjämförelse – ett exempel för biobaserad vs fossil plast Förutsättningarna för biobaserad plastråvara illustras nedan med ett räkneexempel för en plastfilm av den vanligaste plastsorten PE (Strååt, 2018). •1 kg fossil PE motsvarar fossil olja. är bundet i materi- alet som polymerer medan ett kilogram har använts för att om- vandla råoljan till plastmolekyler i olika processer. Priset på färdig plast av LDPE filmkvalitet är /kg7. •1 kg bio-baserad PE motsvarar fossil olja.8 Precis som ovan går det åt olja för att framställa plastmolekylerna men för att få fram den råvara som är bunden i materialet går det åt olja, främst i form av diesel inom jordbruket. Priset på färdig plast, jämfört med motsvarande fossil är + , baserat på uppgifter från användare i (Staat, 2018). Världs- produktionen är . •1 kg återvunnen PE motsvarar olja, varav kommer från transporter. Materialet smälts endast om vilket är mycket mer energieffektivt, precis som vid återvinning av stål, glas eller aluminium. Priset på färdig plast, jämfört med motsvarande fossil plast är /kg för transparent industrispill och /kg för transparent post-konsument. Världsproduktionen är uppskatt- ningsvis . 7Full Container Load (FCL). 8Bio-PE produceras av bioetanol som därefter ska omvandlas från etanol till eten. Etengasen omvandlas därefter till polyeten, vilket kräver väldigt mycket energi (motsvarar ). Vanlig fossil eten görs av nafta eller gas. är likt bensin. Detta betyder att råvarorna för fram- ställning av plast i princip är desamma som framställning av fordonsbränslen, men med tilläg- get att ytterligare en energikrävande process behövs. Det innebär att för eventuella miljö- besparingar med biobaserad plast kan en direkt jämförelse göras med resonemangen kring bio- baserade fordonsbränslen. Inom transportsektorn är de fossila bränslena tungt beskattade sam- tidigt som biodrivmedel är skattebefriade. Detta är en viktig skillnad mot hur förutsättningarna ser ut för kemiindustrin där det inte ur skattesynpunkt spelar någon roll om en plast tillverkas från förnybar eller fossil råvara. Om målet är att ersätta fossila råvaran till produktion av plast be- hövs sannolikt någon form av stödsystem, liknande det som finns för biodrivmedel. Den stora prisskillnaden och kostnaden för ett ut- byte visar att detta skulle behövas för att kemiindustrin ska välja för- nybar råvara framför den fossila. Detta skulle driva på investerings- viljan, och är viktigt så länge som fossila råvaror är så billiga. Räkneexemplet ovan visar att om väsentliga mängder av exempel- vis PE på kort sikt ska ersättas är det bara materialåtervinning som har dels kapacitet och dels är hållbart ur både ett ekonomiskt och ett miljömässigt perspektiv . Alltså är en ökad materialåtervinning en förutsättning för att arbeta mot ett minskat fossilberoende för plast. är den enda producenten av PE i med anläggningar i men exporterar av sina produkter. Den PE som tillverkas i består uteslutande av fossil råvara. Det skulle vara svårt att ställa om till en produktion av bio-PE med enbart den befintliga anläggningen. För att det ska kunna göras krävs stora volymer bio-nafta, som inte finns till- gängliga. Annars krävs en ny process för att kunna bearbeta bio- massa och då handlar det om höga investeringskostnader. arbetar med att utveckla plastformuleringar som bygger på en kombination av förnybara och bionedbrytbara råvaror som ex- empelvis stärkelse av olika ursprung, biobaserade polyhydroxybuty- rat (PHB) och fossilbaserade polybutensuccinat (PBS) tillsammans med företagets produkt (baserad på den fossila och bioned- brytbara polykaprolakton, PCL) för att kunna tillämpa i olika pro- dukter. Capa används i kombination med andra polymerer i en- gångsartiklar, exempelvis tallrikar, bestick, och livsmedelsförpack- ningar, men även i mer långlivade tillämpningar som 3D printing och medicinska applikationer. I ett samarbete mellan och akademin görs försök för att hitta vägar till förnybar råvara till Capa. Tekniken finns för förnybar Capa, men inte i industriell skala utan enbart i labskala.