Hur klimateffektiv är etanol?

Transkript

1 Hur klimateffektiv är etanol? Etanolseminarium 9 Juni 2010, Stockholm Pål Börjesson Environmental and Energy Systems Studies Lund University, Sweden

2 det korta svaret är -det beror på hur produktionssystemet ser ut, och vilket beräkningssätt vi använder!

3 Klimatnytta etanol från vete

4 Kritiska faktorer - spannmålsetanol Fin- eller fulgödsel vid odling samt odlingens kväveeffektivitet (lustgasutsläpp) Öppen eller gräsbevuxen åkermark som utnyttjas (biogena koldioxidutsläpp) Bränsle i drivmedelsanläggning (biobränsle eller fossila bränslen) Kvalitet på foderbiprodukter och hur mycket sojamjöl som kan ersättas av drank

5 Svensk åkermarksanvändning (5%) (10%) (20%) Refs. Jordbruksverket (2009); SCB (2009) bearbetad data

6 Analys markanvändning och biodrivmedel Direkta markeffekter: 25% odling för biodrivmedel antas ske på tidigare gräsbevuxen åkermark (sannolikt överskattning) via omfördelning (spannmål > vall > träda) Indirekta effekter: Nuvarande odlingsareal för biodrivmedel kan öka 2-3 ggr utan att påverka mat- och foderproduktionen (när denna är konstant) genom dynamiska effekter (effektivare vallodling, minskad trädesareal, ökad produktivitet o s v) En ökad odlingsareal för biodrivmedel kan dock leda till ökade direkta markeffekter när mer gräsbevuxen åkermark används

7 Klimatnytta beroende av markreferens* 25% *Avser systemutvidgning och exklusive halm

8 Dock, stor förbättringspotential Fingödsel i stället för fulgödsel (80% mindre lustgas) = ökad klimatnyttan med flera procentenheter Effektivare kvävegödslingsstrategier minskar biogen lustgas vilket ger stor effekt (samverkar med minskat kväveläckage!) Växtförädling dedikerade energisorter Utvecklad processintegrering i drivmedelsanläggningar SA: Ökad odling på gräsmark kan till stor del kompenseras av effektiviseringar i hela produktionskedjan!

9 Inkludering av biprodukter etanol från vete 1,6 kg halm Odling 2,3 kg vete Transport Tre beräkningssätt: (enligt ISO ) Energiinnehåll Ekonomiskt värde Ersättningsprodukt Process 1 liter etanol 0,8 kg drank

10 Inkludering av biprodukter - olika allokeringsmetoder Energiinnehåll Ekonomiskt värde Etanol 35 % (61%) 73 % (81%) Drank 23 % (39%) 17 % (19%) Halm 42 % 10 %

11 Växthusgasreduktion * Biomassa Biodrivmedel Systemutvidgning Energiallokering ** Reduktion i % Reduktion i % Vete Etanol (67) Sockerbetor Etanol (76) Vete Etanol & biogas (60) Energiskog Etanol (89) Sockerrör Etanol * Exkl. skörderester, **Exkl. markkolsförändringar inom parantes

12 Volymer kopplat till systemutvidgning & råvarupotential Etanol - spannmål motsvarande 2,5-5% bensin drank som proteinfoder, exkl. export av drank Etanol - sockerbetor maximalt 5% bensin - när all potentiell betodling utnyttjas för drivmedel (ingen sockerproduktion) (Totalt 84 TWh drivmedel för vägtransporter, 42 TWh bensin + 42 TWh diesel)

13 - - Marginalodling ILUC: Marginal- eller medelodling? 0 Medelodling Nyodlingtropisk gräsmark Spannmål Etanol Drank Sojabönor Nyodlingtropisk regnskog Medelodling Marginalodling + +++

14 Etanol, el, värme & pellets - lignocellulosa (Ref. Zacchi et al, 2009)

15 Utvecklad processintegrering (Ref: Zacchi & Wallberg, 2010)

16 Bio-el eller etanol som drivmedel är det en relevant fråga? Transportkilometer / GJ biomassa Hybrids Fuel cells Plug-in hybrids Electric Internal combustion Ref. Åhman et al, 2009

17 Slutsatser Dagens svenska biodrivmedel leder till stor klimatnytta jämfört med fossila drivmedel Direkta markeffekter kan minska klimatnyttan i framtiden men detta kan motverkas av olika förbättringsåtgärder Dagens inhemska odlingsareal för bioenergi kan öka 2-3 gånger utan att komma i konflikt med mat- och foderproduktion (konstant!) tack vare dynamiska effekter vid ökade priser och lönsamhet för jordbrukaren (effektivare utnyttjande av befintlig åkermark, högre skördenivåer o s v) Dagens svenska biodrivmedel har alla sin för- och nackdelar men vi vet vilka faktorer som är viktiga att beakta för att optimera deras miljönytta Dagens svenska biodrivmedel baserat på jordbruksråvara (inklusive restprodukter) kan enbart ersätta en begränsad del av dagens fossila drivmedel (kanske 10-15%), d v s de bör utnyttjas så effektivt som möjligt i bränslesnåla bilar Utvecklingen av 2G etanol kommer sannolikt till stor del att ske via integrering med 1G etanol och i bioenergikombinat, d v s dagens 1G etanol är en dörröppnare för 2G biodrivmedel