sou · H8B34 · 2020-01-29 00:00:00 — De tekniska åt- gärder som inkluderas i scenarierna är CCS, bio-CCS och DACCS. Dessutom betraktas CCU i plast som ett negativt utsläpp. Använd- ning av biokol, påskyndad vittring och gödsling av hav bedöms där- emot inte ha potential att bidra med upptag av koldioxid till 2050. I scenarierna kommer den infångade koldioxiden antingen att lagras permanent geologiskt eller återanvändas för att producera syntetiska bränslen eller material, huvudsakligen plaster. I flera av scenarierna kommer merparten av den infångade koldioxiden att åter- användas och inte lagras permanent; endast icke-fossilt kol från bio- massa eller DACCS återanvänds för att producera syntetiska bränslen eller syntetiska plaster för att säkerställa en koldioxidneutral process. DACCS har fått en framträdande roll i scenarierna, trots att det är en relativt oprövad, energikrävande och kostsam teknik. 18.4Svensk potential för andra tekniker för negativa utsläpp 18.4.1Biokol kan bidra med kolinlagring i Biokol är förkolnad biomassa som tillverkas genom upphettning av biomassa i syrefattig miljö i en process som kallas pyrolys. Resultatet blir en stabil långlivad produkt som liknar träkol, och biokolet lagrar det mesta av det ursprungliga kolet i biomassan i en form som är motståndskraftig mot nedbrytning i jorden och som stabiliserar det organiska material som tillförs marken. Genom att tillföra biokol ökar kolförrådet i marken. Stabiliteten hos biokol beror på råvara, produktionsmetod och användningsområde. Biokol har fått ökad uppmärksamhet och har före- slagits som en möjlig metod att binda koldioxid från atmosfären.5 Globalt uppskattas biokol kunna bidra till en kolsänka på 300 till per år.6 Att öka kolförrådet genom tillförsel av biokol bedöms ofta ge en mer beständig kolinlagring än andra meto- der för att lagra in kol i mark, eftersom kolinlagringen genom andra metoder ofta är reversibel och kräver att jorden fortsätter att brukas enligt samma metod utan avbrott.7 Exempelvis resulterar en ökad 5Fuss m.fl. (2018), EASAC (2018), (2018). 6Fuss m.fl. (2018). 7EASAC (2018). Bakgrund om andra tekniska åtgärder för upptag av växthusgaser användning av fånggrödor i ökad kolinlagring i jorden, men om bruk- ningsmetoden upphör återgår merparten av det inlagrade kolet så små- ningom till atmosfären igen. Utredningen har valt att fokusera på användning av biokol för ökad kolinlagring i mark, även om det finns andra användnings- områden för biokol som också kan resultera i ökad kolsänka. Det har exempelvis föreslagits att biokol skulle kunna användas som fyll- nadsmaterial i asfalt och betong. Potentialen för användning av bio- kol som byggnadsmaterial bedöms dock vara osäker . Produktion av biokol har potential att förädla hanteringen av flera avfallsströmmar som i dagens samhälle är svåra att avsätta till något nyttigt, exempelvis park- och trädgårdsavfall, halm och hästgödsel. Generellt sett bedöms möjligheterna som goda att genom biokols- produktion lyfta dessa avfallsströmmar från energiåtervinning till materialåtervinning, dvs. ett steg uppåt i avfallshierarkin, vilket bidrar till en mer cirkulär ekonomi.8 Utredningen har valt att beskriva biokol som en särskild metod för upptag av koldioxid tillsammans med andra tekniker för upptag av kol- dioxid men biokol skulle dock lika väl kunna ha beskrivits i kapitel 8. Flera nya biokolsanläggningar växer fram i Marknaden för biokol växer och har flera pro- duktionsanläggningar vuxit fram i , bl.a. i i , på en gård utanför och i Hammenshög i . Dessutom har en biokolsanläggning i satts i drift, där man avser att omvandla biomassa till biokol, bioolja och syngas. Flera av produktionsanläggningarna för biokol har tidigare fått investeringsstöd från Klimatklivet.9 Det finns ett stort intresse hos svenska aktörer att börja använda biokol, enligt en marknadsundersökning initierad av Avfall 2018, och enligt undersökningen skulle många aktörer vara intresse- rade av att använda biokol inom jordbruket om kostnaden för biokol var lägre. Det finns även en marknad för biokol utanför . Världs- marknadspriset för högkvalitativt biokol med låga halter av lättflyk- 8Avfall (2018). 9Förordningen (2015:517) om stöd till lokala klimatinvesteringar. Bakgrund om andra tekniska åtgärder för upptag av växthusgaser tiga kolväten ligger just nu () på per ton biokol. För biokol som används i anläggningsjord ligger dagens marknadspris på per ton biokol. I finns dessutom ett stort intresse att använda biokol som tillsats i djurfoder; i , och används av allt biokol på detta sätt. Biokol har många användningsområden Biokol kan bidra som kolsänka om det exempelvis används som an- läggningsjord, jordförbättringsmedel på , djurfoder och senare spridning som gödsel på , strömaterial till djurbäddar och senare spridning på samt inblandning i byggnadsmate- rial som asfalt och betong. Andra applikationer som filtermaterial eller förbränning där kolet frigörs bidrar däremot inte till kolsänka. Biokol kan även ersätta fossilt kol i praktiskt taget alla applika- tioner, t.ex. som reduktionsmaterial för den metallurgiska industrin samt som insatsvara i stället för fossilt kol i gummi, plaster och i laser- skrivare. En sådan tillämpning av biokol kan bidra med klimatnytta genom att det ersätter fossila råvaror men det resulterar vanligtvis inte i någon långsiktig kolinlagring. Produktionsmetoden har betydelse för biokolets egenskaper Produktionsmetoder har stor betydelse för biokolets egenskaper, in- klusive dess möjlighet att fungera som långsiktig kolsänka. Det finns flera olika metoder för att producera biokol, men för att biokols- produktionen ska vara lönsam krävs att man har tillgång till en billig råvara. I princip kan all sorts biomassa användas för att producera biokol, t.ex. trädgårdsavfall, hästgödsel, halm och skogsflis. Biokolets egenskaper är starkt beroende av produktionsproces- sen där bränslet, temperaturen och hastigheten vid vilken biomassan omvandlas till biokol är avgörande för resultatet. Kol- och närings- halten varierar dock kraftigt beroende på råvaran, där fosforhalten är starkt associerad till avfall med animaliskt ursprung. Metastudier har visat att biokol producerat av virke är mer stabilt i marken än biokol baserat på t.ex. fjäderfäavfall. Även virkets beståndsdelar i form av cellu- losa, hemicellulosa och lignin påverkar biokolets egenskaper. Bakgrund om andra tekniska åtgärder för upptag av växthusgaser som dessa varierar beroende på art, kan olika typer av träd användas för olika ändamål. För att biokolet ska utgöra en stabil kolsänka behöver tillverk- ningen ske vid höga temperaturer på , eftersom det är vid dessa temperaturer som stabila kolföreningar bildas.10 Enligt IPCC:s senaste metodriktlinjer ”IPCC refinement” är åtminstone av det tillsatta biokolet på jordbruksmark kvar i marken . Biokol som produceras vid högre temperatur har låga halter väte och syre samt en porös struktur med stor specifik yta som under- lättar absorption av föroreningar, näringsämnen och vätska. Material med låga halter väte och syre uppvisar hög stabilitet jämfört med annan biomassa och anses därför vara motståndskraftiga mot ned- brytning. Denna typ av biokol är därför särskilt lämplig att använda för att skapa långsiktiga kolsänkor. Begreppet biokol är delvis urvattnat. På engelska heter det bio- char, med vilket i huvudsak menas kol som används i jord och som framställts genom långsam pyrolys. Detta ska inte förväxlas med biocoal som framställs med enklare metoder och används för energi- ändamål. På svenska kallas ibland såväl biochar som biocoal för biokol. Biokol utmärker sig gentemot träkol genom att det är mer stabilt och andra positiva egenskaper. Träkol används normalt sett till förbrän- ning och kan tillverkas genom enklare processer, som torrefiering. Krav bör därför ställas på att biokol som används för ökad kolsänka tillverkas genom långsam pyrolys och vid tillräckligt hög temperatur. Värdefulla biprodukter skapas vid biokolsproduktion Vissa metoder för att producera biokol innebär att det pro- duceras biprodukter, vilket kan göra produktionen mer lönsam och bidra med andra nyttigheter. Det kan exempelvis skapas ett över- skott på värme som kan användas för att värma bostäder eller i indu- striella processer som kräver värme. En del produktionsmetoder innebär att det skapas en betydande mängd biprodukter som bioolja och syntesgas (även kallat syngas), vilka har ett värde och kan göra biokolsproduktionen mer lönsam. 10IPCC (2019a). Bakgrund om andra tekniska åtgärder för upptag av växthusgaser Bioolja kan ersätta vanlig fossil olja som bränsle eller konverteras till biocrude oil och är då en insatsvara för raffinaderier när de pro- ducerar jetfuel, diesel eller bensin. Syntesgas är en blandning av gaserna kolmonoxid och vätgas och kan eldas i en panna eftersom energiinnehållet är cirka hälften av naturgasens. Syntesgas har också ett ekonomiskt värde, eftersom den används i stor omfattning i kemisk industri och kan konverteras till metanol eller väte. Metanol är en baskemikalie som kan användas för att producera drivmedel, plaster och kolfiber. För att biokolproduktionen ska vara lönsam krävs det tillgång till en billig råvara. Vid en storskalig biokolsproduktion krävs det tro- ligtvis att användning av skogsbaserad råvara, och då kan det uppstå konkurrens med annan användning av skogsbiomassa. Råvaran har betydelse för biokolets klimatnytta Vid en storskalig produktion av biokol ökar risken för negativa kon- sekvenser. En avgörande fråga för att minimera riskerna med storskalig biokolsproduktion är att biomassan har producerats på ett hållbart sätt. Lokalt producerat avfall utan annat användningsområde bör vara förstahandsalternativet vid all biokolsproduktion, eftersom det slu- ter lokala kretslopp och minimerar konkurrens om råvara och mark- områden samt minimerar utsläpp av växthusgaser i samband med transporter. En storskalig produktion av biokol i skulle troligen be- höva skogsbiomassa, vilket kan konkurrera med annan användning av skogsbiomassa. För att biokolsproduktionen ska vara lönsam är producenten beroende av billig råvara och därför kommer råvaran utgöras av restprodukter som spån från skogsindustrier eller rest- produkter från skogsbruket, t.ex. grenar och toppar. Eftersom dessa restprodukter bryts ner relativt snabbt om de lämnas kvar i skogen kommer kolsänkan i skogen troligtvis inte att påverkas särskilt mycket så länge produktionen fokuserar på dessa restprodukter. An- vändning av stubbar med lång nedbrytningstid eller ved som resul- terar i ökade avverkningsnivåer har en betydligt större påverkan på kolsänkan. För att minimera effekter på kolsänkan i skogen bör där- Bakgrund om andra tekniska åtgärder för upptag av växthusgaser för i första hand restprodukter med kort nedbrytningstid användas, t.ex. spån, grenar och toppar. Om det finns överskottsmark kan ett alternativ vara att anlägga nya odlingar av energiskog för att producera råvara till biokols- produktion. Salix skulle vara lämplig för biokol.11 Plantering av salix på överbliven innebär att kolförråden ökar både i biomassa och mark. Kolsänkan skulle öka både vid produktion av råvaran samt vid användning av biokolet. Det förutsätter dock att en energiskog kan anläggas utan konflikt med livsmedelsproduktion eller annan markanvändning. används inte som råvara för produktion av bio- kol. Eftersom utsläpp från torvanvändning likställs med fossila ut- släpp i klimatrapporteringen bedöms det inte vara en lämplig råvara för biokoltillverkning, för om det producerade biokolet skulle an- vändas till förbränning i stället för kolsänka skulle det redovisas som ett fossilt utsläpp. Därför bedöms inte torv utgöra en lämplig råvara för biokolproduktion. Biokol kan ge andra nyttigheter än kolsänka Vid sidan om kolsänkan kan biokol ge andra nyttor när det används i jordbruk eller planteringar. Enligt IPCC:s specialrapport om mark- användning och klimat kan användning av biokol som jordförbätt- ringsmedel resultera i förbättrad vattenhållningskapacitet och närings- utnyttjande samt resultera i förbättrad livsmedelssäkerhet genom att förbättra skördenivåer i tropikerna, men med mer begränsade effekter på skördenivåer i tempererade områden.12 Den vattenhållande förmågan har dock visat dramatiska skördeökningar i torrare jordar i Afrika.13 I saknas publicerade studier gällande påverkan på skörde- nivåerna inom jordbruket. Det är dock möjligt att användning av biokol på vissa svenska jordbruksmarker skulle kunna ge en positiv effekt under torrår. Det behövs dock mer forskning om biokolets effekter under svenska förhållanden; även internationellt behövs mer forskning.14 11Ericsson m.fl. (2017). 12IPCC (2019b). 13Sundberg (2018). 14Fuss m.fl. (2018). Bakgrund om andra tekniska åtgärder för upptag av växthusgaser För att främja sidonyttor bör fokus vara att i första hand pro- ducera biokol från lokalt producerat avfall som park- och trädgårds- avfall samt restprodukter från jordbruket, för att sluta lokala krets- lopp och minska utsläpp från transporter. Vid produktionen bör man även eftersträva att ta till vara värme och eventuella biprodukter. Biokol som produceras av avloppsslam eller tång och används på jordbruksmark kan bidra till att sluta kretslopp av fosfor. Det saknas kunskap om biokolets effekter under svenska förhållanden I har det endast gjorts ett fåtal studier av biokol och dess effek- ter på jordbruksproduktion, kolinlagring och miljön, och det saknas kunskap om biokolets långsiktiga miljö- och kollagringseffekter under svenska förhållanden. Forskningsbehovet innefattar använd- ning av biokol i jordbruket (stora, långa försöksserier i svenska för- hållanden saknas), i park- och trädgårdsodling, i skogsbruket, i djur- foder (minskat antibiotikabehov, friskare djur, ökad produktion), i byggnadsmaterial, och då främst inblandning i betong, samt i avfalls- och avloppshantering. Andra viktiga klimatrelaterade frågor där det saknas forskning är effekter på kolomsättning i mark (s.k. priming) samt effekter på lustgas och metan från mark. Påskyndad vittring innebär att man t.ex. genom finfördelning och spridning av påskyndar en naturlig kemisk process där kol- dioxid reagerar med mineralet och bildar en stabil produkt, vilket innebär att koldioxid tas bort från atmosfären och binds in lång- siktigt. Många bedömer att tekniken har begränsad potential i , eftersom utvinning och transport av kräver mycket energi och resurser. Om tekniken skulle baseras på restprodukter, t.ex. slagg och krossad betong i stället för ny utvinning av mineraler, minskar dock behovet av energi och resurser. Bakgrund om andra tekniska åtgärder för upptag av växthusgaser 18.4.3Det är möjligt att öka upptag av koldioxid i krossad betong Det är möjligt att binda in koldioxid från atmosfären genom att fin- krossa rivningsbetong och låta den exponeras för luft. Betong- branschen menar att det finns en potential för denna typ av åtgärd. Branschen har tagit fram en nollvision för koldioxid under betong- produkternas livscykel.15 När cement tillverkas uppstår koldioxid- utsläpp, och majoriteten av dessa utsläpp är processutsläpp som inte kan kopplas till energiåtgången och de bränslen som krävs för upp- värmning vid cementproduktionen. Dessa utsläpp kan därför inte påverkas genom energieffektiviseringar eller omställning av bränsle- mixen. Därför är det en förutsättning för nollutsläpp att utveckla tekniker för koldioxidavskiljning från rökgaser och sedan bidra till långsiktiga lösningar för koldioxidlagring eller återvinning av koldi- oxid i andra industriella processer som resulterar i långsiktig kol- inlagring. CCS beskrivs i kapitel 11. En annan åtgärd som branschen lyfter fram är att öka upptaget av koldioxid i betong. Det har länge varit känt att betongstrukturer binder in koldioxid från luften under sin livslängd men inte hur stort upptaget är sam- mantaget. Koldioxidupptaget är en kemisk process som även be- nämns karbonatisering och som sker långsamt i betongens ytskikt. Karbonatiseringen beror bl.a. på vilket bindemedel som används och hur respektive byggdel exponeras för luft och fukt. Karbonatisering sker både på utvändiga och invändiga väggytor men är minimal vid plastmatta, klinker, parkett eller laminatgolv. Inbindning av atmo- sfärisk koldioxid i svenska betongkonstruktioner beräknas till unge- fär koldioxid , vilket är betydligt lägre än de årliga processutsläppen från svensk cementproduktion.16 Denna upp- skattning är betydligt lägre än tidigare beräkningar av inbindning av koldioxid genom karbonatisering i svenska byggnader, vilket bl.a. beror på att tidigare studier inte tagit hänsyn till att karbonatiseringen är lägre vid målade och täckta väggytor. återanvänds rivningsbetong i vägkonstruktioner under asfalt eller i betong, vilket innebär ett försumbart klimatpositivt bi- drag på nationell nivå från rivningsbetong eftersom karbonatiseringen i dessa miljöer bedöms vara liten. 15www.cementa.se/sv/nollvision2030 16Erlandsson (2019). Bakgrund om andra tekniska åtgärder för upptag av växthusgaser Det finns även andra metoder som kan minska betongens klimat- påverkan. En möjlig metod är s.k. carbon curing, som innebär att kol- dioxid injiceras i betongblandningen vid betongproduktionen för att koldioxiden ska bindas in långsiktigt när betongen härdas. Vanligtvis injiceras fossil koldioxid i betongblandningen. Metoden innebär att de totala utsläppen från produktionen av betong minskar. Så länge kvarvarande utsläpp från produktionen inte fångas in med CCS bör denna metod inte betraktas som ett negativt utsläpp.17 18.4.4Upptaget av koldioxid i slagg kan ökas Förbränning av avfall genererar en miljon ton bottenaska i . Restprodukten, som kallas slagg, har visat sig kunna ta upp koldioxid från atmosfären när den lagras, och den kan även senare användas som konstruktionsmaterial. Inbindningen av koldioxid sker genom att man påskyndar en naturlig kemisk process där koldioxid reagerar med mineralet och bildar en stabil produkt, vilket innebär att koldioxid tas bort från atmosfären och binds in långsiktigt. Även andra industriella alkaliska biprodukter, t.ex. flygaska och slagg från järn- och stålframställning, kan ha potential att binda in koldioxid enligt EASAC (2018). Flygaska består av det stoft som virvlar upp och följer med rökgaserna och sedan fastnar i filter eller andra reningssteg. Här finns dock mycket mer giftiga ämnen, t.ex. dioxiner och tungmetaller, jämfört med i bottenaskan. Flygaska klassas som farligt avfall medan den mesta bottenaskan klassas som icke-farligt avfall. DACCS omfattar flera olika tekniker för att filtrera ut koldioxid ur atmosfären med hjälp av olika material, exempelvis kalciumhydroxid eller aminer. Det sker en snabb teknikutveckling inom detta område och kostnaden för att fånga in koldioxid väntas minska. 17Royal Society (2018). Bakgrund om andra tekniska åtgärder för upptag av växthusgaser DACCS saknar potentiella resurs- och markkonfliktsproblem På global nivå saknar DACCS de potentiella problemen med mark- konflikter som storskalig beskogning och bio-CCS medför. Dess- utom saknar DACCS även problemen med resurskonkurrens, som den mellan biokol och bioenergi med eller utan CCS. Vid en storskalig global tillämpning har DACCS en fördel jäm- fört med bio-CCS när det gäller markanspråk, eftersom tekniken inte kräver biomassa och kan tillämpas på icke-produktiv mark med tillgång till förnybar energi som ligger i närheten av lagringsplatsen för den infångade koldioxiden. För att fånga in koldioxid med DACCS krävs 4 000–, vilket kan jämföras med mellan 3 och mark för bio-CCS med beskogning för att producera biomassa.18 Jämförelsen är dock inte relevant under svenska förhållanden, där bio-CCS kan tillämpas på existerande biogena utsläpp från exempelvis kraftvärmeverk eller skogsindustrier utan att ny mark behöver tas i anspråk. En nackdel med DACCS är att tekniken kräver mycket energi och beroende på hur energin produceras kan det ha en påverkan på markanvändningen och miljön. Det krävs mycket energi för att av- lägsna koldioxiden från det material som absorberat koldioxiden från luften. Här kan det vara lämpligt att använda spillvärme från industrier. Även bio-CCS är en energikrävande process men här kan energin utvinnas från biomassan som används i processen. DACCS är energikrävande och kostsamt Enligt en nyligen publicerad genomgång av olika tekniker för varierar energibehovet mellan olika tekniker, och kostnaden för in- fångning av koldioxid bedöms kunna bli betydligt lägre för tekniker där koldioxiden fångas in vid lägre temperatur om det finns tillgång till förnybar elektricitet och överskottsvärme till låg kost- nad.19 DACCS kommer dock med stor sannolikhet att förbli en rela- tivt dyr teknik, även om kostnaden kan minska från dagens höga nivå. kan ha goda förutsättningar för storskalig DACCS, efter- som landet har god tillgång till förnybar geotermisk energi, stora obrukade markområden samt eventuellt stora lagringsmöjligheter för 18Europeiska kommissionen (2018). 19Fasihi m.fl. (2019). Bakgrund om andra tekniska åtgärder för upptag av växthusgaser koldioxid i basaltbergrund. Om det visar sig att DACCS fungerar i stor skala på skulle denna teknik för upptag av koldioxid even- tuellt kunna vara ett alternativ för verifierade klimatinsatser i andra länder (se kapitel 13). Internationella DACCS-projekt har i regel inte några additionalitetsproblem på samma sätt som många andra typer av verifierade utsläppsminskningar genom investeringar i andra länder. Dock bidrar kanske inte DACCS till hållbar utveckling, vilket flera andra typer av klimatinsatser gör. 18.4.6Havsgödsling har ingen realiserbar potential IPCC presenterade en specialrapport om havet och kryo- sfären i ett förändrat klimat, och denna rapport har ökat medveten- heten om kopplingen mellan hav och klimat.20 Havet och kryosfären är viktiga i jordens klimatsystem, både som ekosystem och som försörjningsbas för många människor. Haven har tagit upp ungefär 20–av människans utsläpp av koldioxid , vilket har resulterat i att haven har blivit surare. En möjlig åtgärd som har föreslagits för att avlägsna koldioxid från atmosfären är att öka produktionen av växtplankton i haven. Hav innehåller begränsat med näringsämnen, i synnerhet i mikro- näringsämnen som järn. I ungefär en tredjedel av oceanerna skulle produktionen av växtplankton kunna öka avsevärt genom att relativt små mängder järn tillsätts. Det kan i sin tur utlösa en algblomning, genom vilken en del av biomassan till slut sjunker mot havsbotten, vilket innebär att en del av kolet kan lagras in som sediment på havs- botten. En stor del av det kol som tagits upp av växtplanktonen bedöms stanna i vattenkolonnen , vilket begränsar mäng- den kol som lagras långsiktigt. Även havens surhet ökar, eftersom kol- dioxid löser sig i vatten på grund av den höga omsättningen av orga- niskt kol. Denna havsgödsling förväntas förändra lokala näringsvävar till regionala näringsvävar genom ökad produktion av växtplankton, vilket utgör basen för dessa näringsvävar. Effekten av havsgödsling på ekosystemen medför stora risker för biologisk mångfald och eko- systemens hållbarhet. Konventionen för biologisk mångfald avråder från denna typ av åtgärd. 20IPCC (2019c). Bakgrund om andra tekniska åtgärder för upptag av växthusgaser Haven kan dock bidra i klimatarbetet på andra sätt, exempelvis genom att producera förnybar energi genom havsbaserad vindkraft. Det är även möjligt att öka kolsänkan genom att skydda och restau- rera kolrika kustekosystem, t.ex. mangroveskogar. Även ålgräsängar kan ta upp och lagra stora mängder kol. Dessutom utgör ålgräsängar viktiga livsmiljöer för arter som de skyddar strän- der mot erosion och gör vattnet klarare. Ålgräs tar även upp närings- ämnen ur vattnet och minskar på så vis effekterna av övergödning. har dock ålgräset varit på tillbakagång. De främsta anledningarna anses vara övergödning, fiske, båttrafik och exploa- tering.