ÅFORSK Ångpanneföreningens Forskningsstiftelse. Slutrapport: Förutsättningar för etanolproduktion från skogsråvara i Sverige

Transkript

1 Handläggare Emma Gunnarsson Tel: Fax : emma.gunnarsson@afconsult.com SLUTVERSION 1 (126) Datum Uppdragsnr ÅFORSK Ångpanneföreningens Forskningsstiftelse Slutrapport: Förutsättningar för etanolproduktion från skogsråvara i Sverige ÅF-PROCESS Emma Gunnarsson, Martin Gierow & Kristina Haraldsson ÅF-Process Stensjögatan 3, Malmö. Telefon Fax Org nr Säte i Stockholm. Certifierat enligt SS-EN ISO 9001 och ISO 14001

2 SLUTVERSION 2 (126) Innehåll 1 INTRODUKTION BAKGRUND SYFTE OMFATTNING METODIK ARBETSGRUPP TACK DEFINITIONER OCH ENHETER DEFINITIONER ENHETER ETANOL SOM BIODRIVMEDEL ALLMÄNT VÄRLDSMARKNAD PRODUKTION I SVERIGE ANVÄNDNING DISTRIBUTION ENERGI- OCH KLIMATPOLITIK I SVERIGE OCH EU ALLMÄNT ENERGISKATTER ELCERTIFIKAT HANDEL MED UTSLÄPPSRÄTTER STYRMEDEL FÖR BIODRIVMEDEL RÅVAROR OCH PRODUKTIONSPROCESSER ALLMÄNT SPANNMÅL SOCKERRÖR SOCKERBETOR VINÖVERSKOTT HALM MAJS HAMPA GRAFISK SAMMANSTÄLLNING ETANOLS ENERGIEFFEKTIVITET PRODUKTIONSKOSTNAD OCH ETANOLPRIS SKOGSRÅVARA I SVERIGE TILLVÄXT OCH AVVERKNING PRISBILD OCH KONKURRENS BIOBRÄNSLEPOTENTIALER FRAMTIDA ANVÄNDNING AV BIOBRÄNSLE ANDRA UTREDNINGAR IMPORT AV SKOGSRÅVARA...58

3 SLUTVERSION 3 (126) 7 SKOGSRÅVARANS ANVÄNDNING INOM OLIKA SEKTORER SEKTOR: PAPPER OCH MASSA SEKTOR: SÅGVERK SEKTOR: SKIVINDUSTRI SEKTOR: EL OCH VÄRMEPRODUKTION SEKTOR: BIODRIVMEDEL ETANOLPRODUKTION FRÅN SKOGSRÅVARA ALLMÄNT PROCESSBESKRIVNING MATERIAL- OCH ENERGIFLÖDEN FASTBRÄNSLEPRODUKTION UTVECKLINGSBEHOV KRAV GÄLLANDE RÅVARUKVALITET MÖJLIGA RÅVARUSORTIMENT SAMMANSÄTTNING OCH UTBYTE ÖVERSIKTLIG BEDÖMNING AV INVESTERINGS- OCH DRIFTSKOSTNADER BIOENERGIKOMBINAT MED PELLETSPRODUKTION ALLMÄNNA FÖRUTSÄTTNINGAR PROCESSUPPBYGGNAD - PELLETSPRODUKTION MASS- OCH ENERGIBALANS - PELLETSPRODUKTION INTEGRATIONSMÖJLIGHETER MED ETANOLPRODUKTION UTVECKLINGSBEHOV BIOENERGIKOMBINAT MED KRAFTVÄRME OCH PELLETSPRODUKTION ALLMÄNNA FÖRUTSÄTTNINGAR INTEGRATIONSMÖJLIGHETER MED ETANOLPRODUKTION ÖVERSIKTLIG BESKRIVNING AV UTRUSTNING ELPRODUKTION FJÄRRVÄRMEPRODUKTION ALTERNATIVA UTFORMNINGAR AV KRAFTVÄRMEPRODUKTION SAMHÄLLSEKONOMISKA ASPEKTER ALLMÄNT BETALNINGSFÖRMÅGA FÖR SKOGSRÅVARA JÄMFÖRELSE AV OLIKA SEKTORERS BETALNINGSFÖRMÅGA EFFEKTER AV STYRMEDEL JÄMFÖRELSE AV EXPORTVÄRDEN KLIMATNYTTA OCH ENERGIFÖRSÖRJNINGSTRYGGHET DISKUSSION ALLMÄNT OM ETANOL ETANOL I SVERIGE ETANOLPRODUKTION FRÅN SKOGSRÅVARA SKOGSRÅVARA FÖR ETANOLPRODUKTION UTBYTE OCH ENERGIEFFEKTIVITET INTEGRATIONSFÖRUTSÄTTNINGAR SKOGSRÅVARANS ANVÄNDNING INOM OLIKA SEKTORER SAMHÄLLSEKONOMISKA ASPEKTER...122

4 SLUTVERSION 4 (126) 13 REFERENSER OCH KONTAKTER REFERENSER KONTAKTER...126

5 SLUTVERSION 5 (126) Sammanfattning I föreliggande rapport analyseras, ur ett objektivt perspektiv, förutsättningarna för etanolproduktion från skogsråvara i Sverige. Analysen baseras på beskrivningar av följande: Svensk och internationell etanolmarknad (produktion, distribution och användning) Inhemska tillgångar och framtida potential av jordbruksgrödor och skogsråvara Produktionsmetoder, energieffektivitet och produktionsekonomi för etanolframställning från olika råvaror Skogsråvarusortiment för etanolframställning Integrationsmöjligheter av etanolproduktion från skogsråvara med annan verksamhet, t ex kraftvärme- eller pelletsproduktion Aktuell användning av skogsråvara (sektorer, sortiment, prisläge) Samhällsekonomiska aspekter av skogsråvarans användning inom olika sektorer Efterfrågan av biodrivmedel ökar kraftigt, både i Sverige och ur ett globalt perspektiv. I denna framtid har etanolen en viktig roll. Dels för att etanolframställningen redan i dag är kommersiell teknik (vid produktion från spannmål, sockerrör, melass och majs men inte från skogsråvara) och dels för att användning och distribution av etanol är enkelt och kostnadseffektivt i förhållande till andra biodrivmedelsalternativ. Det finns emellertid flera frågetecken kring en ökad svensk etanolanvändning. En fråga är huruvida vi skall satsa på inhemsk produktion eller om användningen skall baseras på import? Inhemskt producerad spannmålsetanol och skogbaserad etanol (baserad på beräkningar) har idag produktionskostnader inkl. biproduktkreditering motsvarande ca 5 resp. ca 6 SEK/l. Därmed är konkurrens mot brasiliansk sockerrörsetanol, vilken har en produktionskostnad om ca 2 SEK/l, omöjlig utan dagens importtull. Vidare krävs fortsatt skattebefrielse för att kunna konkurrera med bensin. Vilka råvaror är då aktuella ur ett svenskt perspektiv och hur ser tillgängligheten av dessa ut? I Sverige är spannmål, halm, sockerbetor, energiskog och skogsråvara möjliga etanolråvaror. Den svenska jordbruksarealen (ickelivsmedelsareal) är begränsad varför framtida inhemsk spannmålsetanol till största delen kommer att vara baserad på importerat spannmål. Därmed blir också tillgången på halm begränsad. Sockerbetsodling är begränsad till södra Sverige och bedöms inte kunna tillföra några större volymer etanol till den svenska marknaden. Energiskogsodling är också begränsad i förhållande till de skogsarealer som finns i Sverige.

6 SLUTVERSION 6 (126) Mot denna bakgrund har svensk forskning tidigt inriktats mot etanolproduktion från skogsråvara. Tekniken är emellertid fortfarande under utveckling, med betydande kvarstående utvecklingsinsatser bl a inom processteknik och biproduktanvändning. FoU sker vid pilotanläggningen i Örnsköldsvik samt vid högskolorna i bl a Lund, Luleå, Umeå och Sundsvall. Av skogsråvarusortimenten utgör sågverksbiprodukter (flis, sågspån, torrflis, kutterspån) utmärkta råvaror för etanolproduktion, då de är homogena till sammansättning och storlek och inte innehåller bark och icke-vedämnen. Dessa sortiment har emellertid full avsättning på marknaden idag, och vi bedömer inte att de kommer att vara omedelbart tillgängliga för etanolproduktion. Enligt Energimyndigheten, är istället grot den långsiktigt aktuella råvaran. Grot har emellertid inte testats i pilotskala ännu. Bänkskaleförsök med barkinblandad flis har genomförts vid LTH, med resultatet att ett barkinnehåll om max 20% kan accepteras innan socker- och därmed etanolutbytet blir för lågt (bark innehåller mindre socker än ren ved). Således återstår även på råvarusidan ett betydande utvecklingsarbete. Vår utredning visar att en viss volym grot finns för etanolproduktion utan att göra anspråk på de volymer som redan intecknats av massa respektive energisektorn. En förutsättning för denna slutsats är dock att grotuttaget ökar och att nya sortiment av jordbruks- och skogsråvara tas i bruk. Med dessa förutsättningar har vi bedömt råvarupotentialen av grot till 5 TWh, vilket motsvarar ca m 3 etanol/år. Siffran kan ställas mot framtida biodrivmedelbehov enligt EU:s biodrivmedelsdirektiv. En ersättning av 5,75% respektive 10% av fossila drivmedel år 2010 respektive 2020 skulle innebära ett biodrivmedelsbehov om ca 4,6 respektive 8-9 TWh. Omräknat till etanolvolymer motsvarar detta ca m 3 /år respektive ca m 3 /år år Skogen kan därmed inte ersätta framtida biodrivmedelsbehov fullt ut, åtminstone inte utan att göra anspråk på sortiment som används av andra sektorer. Viktigt att komma ihåg vid denna jämförelse är att framtida biodrivmedelsbehov inte enbart kommer att tillgodoses med etanol från skogsråvara. Etanol från spannmål samt andra biodrivmedel, såsom t ex biogas, RME eller DME kommer också att användas för att uppnå målsättningarna inom EU-direktivet. Etanol kommer dock, av flera skäl, att ha en viktig roll för framtida biodrivmedelsförsörjning. Framförallt är den kostnadseffektiva låginblandningen i bensin en fördel jämte andra alternativ.

7 SLUTVERSION 7 (126) Även om 5 TWh grot används för etanoltillverkning, kommer etanolsektorns råvaruförsörjning att vara en mindre del av den totala virkesförsörjningen i Sverige. En etanolproduktion om m 3 etanol motsvarar en råvaruinsats (netto) på ca 4,2 miljoner m 3 f u b/år. Siffrorna kan jämföras med dagens förbrukning av rundved inom massaindustrin (36,3 milj. m 3 f u b + 12 milj. m milj m 3 f u b i form av cellulosaflis) och sågverken (37,2 milj. m 3 f u b). Siffrorna kan också jämföras med andelen skogsbränslen inom el- och värmesektorn, vilket idag motsvarar ca 20 miljoner m 3 fub. Tillgängligheten är emellertid inte bara en fråga om tillgång utan även om olika sektorers betalningsförmåga. I dagsläget har en etanoltillverkning så låga lönsamhetsmarginaler att denna inte kan bära en förväntad prisökning på råvara. Därmed framstår inte etanoltillverkningen som något omedelbart hot mot pappers- och massaindustrins överlevnad. Istället är råvarukonkurrensen jämte kraftvärmesektorn ett betydligt starkare hot mot pappers- och massaindustrin. Ekonomiska styrmedel såsom koldioxidskatt och elcertifikat har bidragit till att kraftvärmeverken idag har en betalningsförmåga för råvaran som, åtminstone regionalt, ligger i nivå med massaindustrins. Vi tror att fortsatt gynnsamma styrmedel, åtminstone regionalt, kommer att medföra negativa konsekvenser för inhemsk skogsindustri. För etanol från skogsråvara har vi beräknat en produktionskostnad om ca 6 SEK/l, vilket gäller vid ett råvarupris om 135 SEK/MWh respektive en biproduktkreditering (ligninpellets) om 205 SEK/MWh. En 30-procentig ökning av råvarupriset ger upphov till en produktionskostnad om 6,9 SEK/l. De ökande råvarukostnaderna kan till viss del dämpas av motsvarande prisutveckling för ligninpelletsen. Effekterna på produktionskostnaden blir då inte fullt så stora, antages att både råvarupris- och ligninpellets ökar 30% (till 176 respektive 267 SEK/MWh) erhålls en produktionskostnad på 6,4 SEK/l. En viktig framtida samhällsekonomisk fråga är vilket värde en ökad el, värme och drivmedelsproduktion från skogsråvara medför, kontra det värde en eventuell utebliven massa- och pappersexport innebär. Våra räkneexempel visar att värdet av massa- och pappersexporten överstiger det värde en utebliven etanolimport eller export av know-how och utrustning skulle innebära. Jämförelserna är dock endast giltiga då sektorerna efterfrågar samma råvarusortiment.

8 SLUTVERSION 8 (126) En annan viktig samhällsekonomisk fråga är hur en ökad biobränsleanvändning skall gå till rent praktiskt? Kan en ökad råvaruefterfrågan mötas med ökad inhemsk produktion, nya sortiment och förbättrat skogsbruk? Här vill vi peka på vikten av att den ökande användningen av biomassa inom el-, värme-, och biodrivmedelsproduktion bygger på ett bättre utnyttjande av avverkningsrester (t ex GROT) som idag inte tas till vara. Denna tanke är dock ideologisk, till syvende och sist är det betalningsförmågan för råvaran som styr användningsområdet. Mot denna bakgrund är således noggranna analyser av följderna för övriga biobränsleanvändande sektorer en nödvändighet då framtida styrmedel utformas. För den intresserade läsaren för vi ett mer detaljerat resonemang kring utredningens resultat i kapitel 12 Diskussion. Malmö, April 2007 Emma Gunnarsson, Martin Gierow & Kristina Haraldsson

9 SLUTVERSION 9 (126) 1 Introduktion 1.1 Bakgrund Under de senaste åren har det globala intresset för biodrivmedel ökat kraftigt. Orsakerna är flera. Växthuseffekten och de klimatförändringar denna medför är naturligtvis ett tungt skäl. Andra skäl rör oron för ändrade förutsättningar gällande oljeleveranser (pris, tillgång e t c), vilket gör att det blir viktigt att säkerställa den inhemska energiförsörjningstryggheten. Det pågår en rad aktiviteter, både i Sverige och i Europa, för främjandet av biodrivmedel. Av dessa aktiviteter kan nämnas den i juni 2006 avslutade Oljekommissionen under förre statsminister Göran Perssons ledning och EUdirektivet om biodrivmedel. Utgångspunkten för Oljekommissionens arbete var att Sverige till år 2020 skulle bryta sitt oljeberoende. Arbetet inriktades därför mot att få fram olika hållbara alternativ till fossila bränslen inom drivmedels- och uppvärmnings- och industrisektorn. Regeringsskiftet tycks inte ha påverkat inställningen till Oljekommisionens arbete. Under hösten har Fredrik Reinfelt gett besked om att kommissionens förslag ska skickas ut på remiss inför vidare behandling. I Oljekommissionens slutrapport föreslås en inhemsk biodrivmedelsproduktion om TWh/år år Produktion och användning av biodrivmedel har även fått draghjälp av EUdirektivet om biodrivmedel (2003/30/EG, 8 maj 2003). Direktivet innebär att varje land inom EU ska fastställa nationellt vägledande mål för att öka andelen biodrivmedel i transportsektorn. I flera länder har krav ställts upp på tvingande nivåer för inblandning av förnyelsebara bränslen. Detta gäller t ex stora länder som Frankrike, Tyskland och Storbritannien. Följande referensvärden har angivits i direktivet: Vid utgången av år 2005 ska andelen biodrivmedel utgöra 2% av sålda bensin- och dieselmängder (beräknat på energiinnehåll) Vid utgången av år 2010 ska andelen biodrivmedel utgöra 5,75% av sålda bensin- och dieselmängder (beräknat på energiinnehåll) Sverige har antagit utmaningen och fastslog det nationella målet till 3% för år 2005, vilket dock inte uppnåddes helt och hållet (2,8% år 2006). I direktivet anges inte vilka biodrivmedel eller vilken typ av användning (rendrift eller inblandning) som ska ge de tilltänkta volymerna biodrivmedel. Vilken sorts biodrivmedel som ska ge de önskade effekterna är i princip marknadsstyrt, men ökad låginblandning ses av flera länder som ett kostnadseffektivt sätt att snabbt nå direktivets målsättning.

10 SLUTVERSION 10 (126) När oljepriset är så högt som det varit de senaste åren har en skattebefrielse på etanol räckt för att göra både låginblandning och rendrift på etanol till ett gynnsamt alternativ för både drivmedelsdistributörer och bilägare. Följaktligen har både etanol- och etanolbilsförsäljningen ökat kraftigt i Sverige. Energibehov i transportsektorn (Sverige) TWh Bensin+ers Diesel+ers Totalt Figur 1-1 Prognos över energibehovet i transportsektorn fram till 2010 [1]. Etanol är dock bara en lösning i bensinbilar, i länder med en stor andel dieselbilar måste inblandningen ske med s k. biodiesel (t ex RME). Inblandningsgränsen för etanol är i dag begränsad till 5%, men arbete pågår för att göra det möjligt att öka inblandningsgränsen i bensin till 10%. I ett land som Sverige, med en stor andel bensinbilar kan etanol förväntas bidra med en stor andel av de förnyelsebara fordonsbränslena. I det kommande sjunde ramprogrammet (år ) föreslår EUkommissionen en utökad biodrivmedelsproduktion- och distribution, ett ökat utbud av råvaror för produktion av drivmedel samt ökat stöd till forskning och utveckling inom området. Vidare föreslås att forskning om biodrivmedel ska prioriteras för att ytterligare förbättra konkurrenskraften för EU:s biodrivmedelsindustri. Forskningen föreslås koncentreras på åtgärder för att reducera enhetskostnaderna för biodrivmedel, bland annat genom att förbättra konventionell teknik och att ge stöd för tillämpning av biovetenskap och bioteknik avsedd att förbättra produktionssystemen för biomassa. Ett centralt begrepp inom båda dessa områden kommer att vara bioenergikombinat.

11 SLUTVERSION 11 (126) Syftet är att använda biomassan optimalt och maximera slutprodukternas kostnadseffektivitet. Som en följd av ovanstående åtgärder kan en kraftig ökning av det internationella utbudet och efterfrågan av etanol förväntas. Om Sverige ska ha möjlighet att klara EU:s biodrivmedelsdirektiv till år 2010 samt nå Oljekommissionens förslag om inhemsk produktionsnivå år 2020, behövs flera nya produktionsanläggningar. Mot bakgrund av Sveriges rika tillgångar av skogsråvara, totalt 22,7 miljoner ha skogsmark, har svensk forskning tidigt inriktats mot etanolproduktion från skogsråvara. Skogsråvaran är emellertid eftertraktad inom flera andra sektorer, varför frågeställningar gällande tillgång och efterfrågan, råvarans optimala utnyttjande samt konsekvenserna för samhälle och industri av storskalig etanolproduktion från skogsråvara måste analyseras och diskuteras. Användningen av skogsråvara förväntas även öka inom andra sektorer, till exempel inom värme- och kraftvärmeproduktionen, där efterfrågan bl a drivs av ökande priser på fossilbränsle, utsläppsrätter och elcertifikat. En analys av förutsättningarna för att utnyttja inhemsk skogsråvara för etanolproduktion liksom en analys av frågeställningar rörande inhemska råvarans optimala utnyttjande blir därmed mycket viktig. Relevanta frågeställningar är även så kallade well-to-wheelsaspekter, vaggan till graven -analyser, eller samhällsekonomiska konsekvenser av skogsråvarans användning inom olika sektorer. Då åtminstone merparten av den framtida etanolproduktionen troligen kommer att ske i så kallade bioenergikombinat, är det särskilt intressant att studera förutsättningar för integration med annan verksamhet. 1.2 Syfte Syftet med denna utredning är att ur ett objektivt perspektiv kartlägga förutsättningarna för användning av inhemsk skogsråvara till etanolproduktion. Studien genomförs av ÅF, och finansieras av Ångpanneföreningens forskningsstiftelse, Åforsk. Studien inleds i juli 2006 och avslutas i mars Omfattning Studien har genomförts i två etapper, med avstämning i referensgruppen emellan varje etapp. Föreliggande slutrapport är en sammanställning av de två etapprapporterna. Slutrapporten omfattar följande:

12 SLUTVERSION 12 (126) Beskrivning av svensk och internationell etanolmarknad (produktion, distribution och användning) Inhemska tillgångar av jordbruksgrödor och skogsråvara samt bedömningar av framtida potentialer Produktionsmetoder, energieffektivitet och produktionsekonomi för etanolframställning från olika råvaror Möjliga skogsråvarusortiment för etanolframställning Analys av förutsättningar för integration av etanolproduktion från skogsråvara med annan verksamhet, t ex kraftvärme- eller pelletsproduktion Översiktlig analys av förutsättningar (t ex samhällsekonomiska aspekter) för användning av skogsråvara till etanolproduktion kontra användning inom andra sektorer Figur 1-2. visar de delar som omfattas av studien, d v s råvaror, drivmedelsproduktion- och distribution liksom integration med t ex pelletsproduktion. Observera att användningen av etanol inte ingår. Råvaror Produktion Distribution Användning Integration, t ex pelletsprod. Figur 1-2 Schematisk bild över studiens olika delar 1.4 Metodik Studien baseras på publicerad litteratur, erfarenheter från tidigare uppdrag inom ÅF samt personliga kontakter med berörda aktörer. I några fall har egna beräkningsmodeller tagits fram. 1.5 Arbetsgrupp För ÅFs del har Emma Gunnarsson och Martin Gierow ansvarat för arbetet och medverkar i genomförandet, och Kristina Haraldsson har bidragit med sammanställningar av underlag. Därutöver har en referensgrupp bestående av Guido Zacchi, institutionen för Kemiteknik vid Lunds Tekniska Högskola, Charlotte Tengborg, E.ON Gas, och Per-Erik Eriksson, SCA, bidragit med kunskaper och synpunkter på materialet.

13 SLUTVERSION 13 (126) Vidare har Hans Norrström (ÅF), Hans G Forsberg (verkställande ledamot av Åforsk), Christina Molde Wiklund och Lars-Erik Axelsson (Skogsindustrierna) samt Gunnar Tärnvik (SCA) getts möjlighet att komma med synpunkter. 1.6 Tack Ett stort tack riktas till ovan nämnda personer, som alla bidragit med värdefull kunskap och konstruktiva synpunkter till utredningen.

14 SLUTVERSION 14 (126) 2 Definitioner och enheter 2.1 Definitioner Biobränsle kan beroende av ursprung, tillverkningsmetod, storleksfraktioner etc. delas in i olika grupper. I denna rapport används de gruppindelningar av biobränsle som Svensk Standard (SS) anger, se Figur 2-1. Avverkningsrester Vassbränsle Skogsbränsle Virke utan industriell användning Halmbränsle Biprodukter och spill från industri Biobränsle Trädbränsle Energiskogbränsle Returpapper Emballagevirke Returlutar Återvunnet trädbränsle Formvirke Rivningsvirke Figur 2-1 Definitioner av biobränsle enligt SS Spill från om- och nybyggnad Trädbränsle är alla biobränslen där träd eller delar av träd är utgångsmaterial och ingen kemisk omvandling har skett (jfr returlutar). Trädbränsle kan ha använts till annat, som till exempel rivnings- och emballagevirke, varvid det klassas som återvunnet trädbränsle. Skogsbränsle är trädbränsle utan tidigare användning. Till kategorin skogsbränsle räknas bränsle producerat från stammar, grenar och toppar (GROT), och stubbar men även bränsle från skogsindustrins avfall och biprodukter som bark, spån och flis. Den del som kommer direkt från skogen kallas primärt skogsbränsle. Beteckningen skogsflis finns inte med i sammanställningen ovan, men används ändå flitigt i många sammanhang och avser samma typ av material som primärt skogsbränsle.

15 SLUTVERSION 15 (126) 2.2 Enheter m 3 sk m 3 f m 3 f u b m 3 s TS Fukthalt Skogskubikmeter. Avser volymen av hel stam ovan stubbskär inklusive topp och bark Kubikmeter fast mått. Avser verklig volym virke med eller utan bark. Kubikmeter fast mått. Avser verkligen volym av stam eller stamdel exklusive bark. Kubikmeter stjälpt mått. Avser yttre volymen av flis, sågspån och liknande produkter inklusive luft i behållare, stack etc. Torrsubstans Kvoten mellan vattenvikt i virket och träets fuktiga vikt

16 SLUTVERSION 16 (126) 3 Etanol som biodrivmedel 3.1 Allmänt Etanol kan delas in i olika grupper baserat på användningsområde; dryckesetanol, industrietanol och fordonsetanol (även kallad bränsleetanol). Dryckesetanolen var sannolikt ett av de första ämnen som människor började framställa medvetet, via jäsning av sockerrika råvaror. Tillverkningsmetoden skiljer sig inte särskilt mycket från de metoder som nu används i industriell skala. Industrietanol eller teknisk sprit framställs från icke vegetabiliska råvaror och används som lösningsmedel och råvara i kemiska processer. Trots en god marknad för dryckesetanol är marknaden för fordonsetanol redan nu betydligt större. Även industrietanolmarknaden är relativt liten i förhållande till fordonsetanolmarknaden. Under 2005 uppskattades den totala världsmarknaden för etanol vara 46 miljoner m 3, varav ca 78% var fordonsetanol, 15% var dryckesetanol och resterande ca 7% var industrietanol [2]. I alla fortsatta resonemang behandlas och avses endast fordonsetanol. 3.2 Världsmarknad Världens samlade förbrukning av fordonsetanol har ökat under en längre tid. Av Figur 3-1. nedan framgår utvecklingen av den samlade fordonsetanolproduktionen under perioden Produktion av etanol 1000 m Figur 3-1 De senaste årens utveckling av etanolproduktion [Bearbetning av 2]

17 SLUTVERSION 17 (126) I Figur 3-2. visas hur produktionen fördelas mellan olika länder. De två dominerande produktionsländerna är Brasilien och USA, som tillsammans svarar för nästan ¾ av den totala världsproduktionen. Andel av etanolproduktion 8% 36% 4% 2% 2% 0% 12% Brasilien USA Kina Indien Frankrike Ryssland Sverige Övriga Figur 3-2 Ledande etanolproducenter i världen [Bearbetning av 2] 36% Brasilien har länge dominerat etanolproducentmarknaden men en kraftig expansion i USA har gjort att dessa länder nu delar förstaplatsen. I Brasilien har man en relativt lång tradition av att använda etanol som fordonsbränsle. Etanolen produceras från sockerrör. Produktionen har ökat med ca 45% sedan mellan 2001 och År 2005 var etanolproduktionen knappt 17 miljoner m 3 /år. I USA är etanoltraditionen inte lika stark. Här produceras etanol huvudsakligen från majs och spannmål i jordbruksdelstaterna söder/sydväst om de stora sjöarna. Produktionen har ungefär fördubblats mellan 2001 och År 2005 var etanolproduktionen knappt 17 miljoner etanol m 3 /år [2]. I USA har produktionen expanderat kraftigt med cirka 1-2 miljoner m³/år under de senaste åren. Enligt en relativt färsk lag (aug 2005) ska användningen av förnyelsebara fordonsbränslen öka till 28 miljoner m 3 år För både Brasilien och USA gäller att det finns ett stort antal planerade anläggningar som ytterligare kommer att öka produktionskapaciteten. Siffror på över 100 miljoner m 3 i etanolproduktion har nämnts av respektive regering. Av de europeiska länderna är Frankrike, Storbritannien och Spanien de största producenterna. Etanolproduktionen baseras huvudsakligen på spannmål och sockerbetor som kompletteras med destillation av överskottsvin.

18 SLUTVERSION 18 (126) En stor del av den europeiska etanolproduktionen omvandlas till ETBE, som sedan låginblandas i bensin. En relativt stor andel av etanolproduktionen blir dryckesetanol. I både Spanien och Danmark undersöks förutsättningarna för halmbaserad (cellulosa) etanolproduktion som komplement till spannmålsetanolen. Av de asiatiska länderna dominerar Kina och Indien. Etanolproduktionen baseras huvudsakligen på sockerrör och melass. Till dessa länder sker en betydande sockerimport, vilket medför relativt höga sockerpriser och ett lågt intresse att producera etanol från sockerråvara. I kinesiska Jilin finns världens största etanolfabrik (spannmål), med en kapacitet på cirka 0,75 miljoner m 3 /år. Den kraftiga tillväxten i Kina och den stadigt ökande bensinförbrukningen har medfört att landet försöker säkerställa etanolimport från Brasilien. Motsvarande intressen finns från Japanskt håll. Inom EU producerades ca 2,8 miljoner m , vilket motsvarar ca 6% av världsmarknaden [1]. Sverige är i sammanhanget en liten producent - i de två svenska fabrikerna producerades sammanlagt ca m 3. Noteras kan att siffran för Sverige är överdriven i den statistik som i övrigt hänvisas till ovan. Etanol handlas över hela världen. Brasilien är det största exportlandet och etanol härifrån exporteras till USA, Europa och Asien. Men fortfarande förbrukas en mycket stor andel av etanolen i producentlandet, se Figur 3-3. Sverige och Japan framstår i detta sammanhang som två undantag genom deras kraftiga beroende av importerad etanol. Försörjningsgrad Produktion/konsumtion 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 Frankrike Storbritannien Tyskland Sverige Brasilien USA Kina Japan Figur 3-3 Försörjningsgraden för ett urval av länder [Bearbetning av 2].

19 SLUTVERSION 19 (126) 3.3 Produktion i Sverige Befintlig etanolproduktion Dagens inhemska etanolproducenter för drivmedelsändamål utgörs av Agroetanol i Norrköping och av Domsjö Fabriker AB i Örnsköldsvik. Agroetanol producerar årligen m 3 etanol från spannmål. En del av denna produktion exporteras. Domsjö Fabriker producerar årligen producerar m 3 etanol från cellulosa från barrved, närmare bestämt restprodukter från sulfitlut. I Sverige (eller resten av världen) finns ingen storskalig produktion av etanol från skogsråvara. I Örnsköldsvik finns en världsunik pilot/forskningsanläggning som byggts av ETEK Etanolteknik AB. Pilotanläggningen drivs numera av SEKAB-koncernen. Pilotanläggningen togs i drift under 2005 och har en kapacitet på liter etanol/dygn, motsvarande ca 100 m 3 /år Framtida etanolproduktion Intresset för att bygga nya anläggningar för etanolproduktion är stort i Sverige. Ett flertal anläggningar planeras eller utreds: Lantmännen planerar att bygga en ny produktionslinje i anslutning till den befintliga anläggningen. Den nya produktionslinjen beräknas stå klar i augusti Totalt kommer därmed Lantmännen Agroetanol årligen att producera m 3 etanol baserad på ton spannmål. I anslutning till den befintliga anläggningen bygger Svensk Biogas AB en rötningsanläggning för drank (en restprodukt från etanolproduktionen). Anläggningen tas i drift i november 2006 [3]. I Karlshamn planerar Halmstad etanolfabrik AB (under namnbyte till Scandinavian Ethanol AB) att bygga en anläggning för produktion av m 3 etanol/år baserat på spannmål. Producerad dranken ska rötas till biogas. Produktionen planeras komma igång till 2009 och företaget Nordisk Etanolproduktion AB (hälftenägt av norska Mallin Venture AS som är verksamma inom biogasområdet) har startat förprojektering. I Kalmartrakten planerar ett Malmöbaserat företag att bygga en anläggning baserad på spannmål. Produktionen skulle bli ca m 3 etanol/år och baseras på spannmål från Baltikum. I Västmanland undersöker Hushållningssällskapet tillsammans Sala Heby Energi, LRF och Sala Sparbank förutsättningarna för småskalig etanolproduktion om totalt m 3 /år. För produktionen fordras ton regionalt producerat spannmål/år.

20 SLUTVERSION 20 (126) Karlskoga Energi & Miljö planerar en anläggning för kombinerad etanol- och biogasproduktion i anslutning till ett existerande kraftvärmeverk. Ånga från kraftvärmeverket leds vidare till biodrivmedelsanläggningen. Etanolproduktionen är baserad på spannmål och planeras att uppgå till m 3 /år. Dranken rötas och processas till cirka 25 MWh biogas/år. Biogasen är tänkt att ersätta oljan och delvis torven i dagens bränslemix i kraftvärmeverket. Aktörerna kring pilotanläggningen i Örnsköldsvik bildade i november 2006 SEKAB-koncernen bestående av fyra dotterbolag; SEKAB E-Technology, SE- KAB Industrial Development, SEKAB Biofuels & Chemicals och SEKAB International. Koncernens huvudägare är energibolagen i Skellefteå, Umeå och Örnsköldsvik, Länsförsäkringar Västerbotten, OK Ekonomisk förening (via Norrtull Energi AB) samt EcoDevelopment AB. Inom koncernen planeras för en utvecklingssanläggning med en produktion om 6000 m 3 etanol/år. Anläggningen ska uppföras i anslutning till befintligt bioraffinaderi (SEKAB) i Örnsköldsvik. Byggstart planeras till Planen är att följa upp utvecklingsanläggningen med två storskaliga demonstrationsanläggningar ( m 3 /år). Dessa ska uppföras som s.k. bioenergikombinat i anslutning till ett kraftvärmeverk och förutom etanol även producera ligninpellets, fjärrvärme och högvärdiga kemikalier. Förstudier har genomförts för fem lokaliseringsalternativ; Umeå, Skellefteå, Örnsköldsvik, Lycksele och Storuman. Planerad byggstart för de storskaliga demoanläggningarna uppges vara [4, 5]. SEKAB-koncernen satsar även på internationell verksamhet med målsättningen att leverera både kunskap och utrusning för cellulosa- och spannmålsbaserad etanolproduktion. SEKAB planerar bland annat anläggningar i Ungern. I Sveg genomför Härjedalens Miljöbränsle AB i bolagsbildning med kinesiska National Bio Energy och Dragon Power en förstudie om ett biobränslekombinat för produktion av pellets, briketter, etanol, el och fjärrvärme baserat på skogsråvara, biprodukter från skogsindustrin och torv. Verksamheten ska också innehålla en växthusodling [6]. 3.4 Användning Etanol har ett brett användningsområde, då drivmedlet kan användas både i ren form eller som inblandning i bensin i ottomotorer. I Sverige finns två bränsleblandningar med etanol och bensin i olika procenthalt, E85 och E5. E85 innehåller 85% etanol och 15% bensin och E5 innehåller 5% etanol och 95% bensin. Till november 2006 introduceras även vinteretanol (E75) som innehåller en högre procenthalt bensin, 25%, för att klara typiska vintertemperaturer och på så sätt slippa motorvärmare vid kallstarter.

21 SLUTVERSION 21 (126) För drift med E85 krävs speciella fordon, s.k. bränsleflexibla fordon. Idag finns 9 olika personbilsmodeller (Volvo, Saab och Ford) [7] för etanoldrift och totalt ca bränsleflexibla etanolfordon i Sverige [8]. Idag innehåller all 95-oktanig bensin som säljs i Sverige 5% etanol, vilket är maximalt tillåten inblandning. Inom EU pågår diskussioner för att öka tillåten etanolinblandning till 10%, d v s E10. Frågan drivs bl a av Sverige. För att köra på E5 eller E10 krävs ingen motoranpassning. Etanol kan med tillsats av tändförbättrare även användas i ombyggda dieselmotorer. Denna variant av etanolbränsle kallas i dagligt tal för bussetanol och innehåller 92% eller ibland 100% etanol (E92 eller E100). I slutet av 2006 finns ca 400 bussar som drivs av etanol. I framtiden kan etanol även användas i bränsleceller, antingen som bränsle eller som vätebärare. I Sverige förbrukades år 2005 drygt m 3 etanol [8]. Förbrukningen har ökat stadigt sedan början av 2000-talet, huvudsakligen via E5, se Figur m3/år E85, E92 E Figur 3-4 Försäljning av etanol per slutanvändning, Sverige [8] Energiinnehållet per liter etanol är lägre än motsvarande för bensin (jämför 5,9 kwh/l med 9,0 kwh/l). För att kunna jämföra förbrukningen måste därför omräkning ske till s.k. bensinekvivalent. Därmed åtgår också ca 15-30% 1 [7] mer drivmedel vid drift med E85 än vid ren bensindrift. 1 Drivmedelsförbrukningen varierar för olika fordonstillverkare och modeller.

22 SLUTVERSION 22 (126) 3.5 Distribution Det flytande drivmedlet etanol passar väl in i befintlig infrastruktur. Det är enkelt att transportera, lagra och tanka, och har därigenom en fördel gentemot gasbaserade drivmedel. Etanol går dock bara att blanda i bensin och inte i diesel. Eftersom andelen bensin- respektive dieselbilar varierar mellan olika länder har detta stor inverkan på etanolförbrukningen i olika länder. Oljebolagen i Sverige blandar in (huvudsakligen importerad) etanol i bensin till E5 vid sina respektive oljedepåer och distribuerar sedan bränslet vidare till tankställen. Distributionen av inhemskt producerad etanol hanteras av producenterna. Distributionen av E85 kräver en egen infrastruktur. Antalet tankställen har vuxit snabbt i takt med att försäljningen av etanolbilar också har vuxit, se Figur 3-5. I slutet av 2006 finns ca 625 tankställen för E85 i Sverige [7] # E85-tankställen # sålda etanolbilar Figur 3-5 Antal tankställen och sålda etanolbilar under perioden 2001 och 2005 [7] En av orsakerna till ökningen är en ny lag Lag om skyldighet att tillhandahålla biodrivmedel, som trädde i kraft i april Andra orsaker är att drivmedelsbolagen själva drivit etableringen av etanolpumpar och att det är kostnadsmässigt fördelaktigt (och en del i den traditionella verksamheten) att distribuera flytande bränsle.

23 SLUTVERSION 23 (126) 4 Energi- och klimatpolitik i Sverige och EU 4.1 Allmänt I föreliggande kapitel beskrivs energi- och klimatpolitiken i Sverige och inom unionen. Beskrivningen görs med syftet att kapitlet skall utgöra grund för vidare analyser i kapitel 11. Det finns ett flertal nationella och internationella/europeiska ramverk som främjar ersättningen av fossila bränslen. I sammanhanget kan t ex nämnas Kyotoavtalet, EUs jordbruksreform, EU Biomass Action Plan, EUs direktiv för främjande av förnybar el (2001/77/EG), EUs biodrivmedelsdirektiv (2003/30/EG) samt system för handel med elcertifikat och utsläppsrätter. Sveriges energi- och klimatstrategi baseras på undertecknandet och ratificeringen av FN:s ramkonvention om klimatförändring samt Kyotoprotokollet. Den svenska strategin redovisades senast i regeringens proposition 2005/ 06:172. I stora drag innebär strategin att de svenska utsläppen av växthusgaser (räknat som koldioxidekvivalent) under perioden skall, som ett medelvärde, minska med minst fyra procent jämfört med år För att styra mot målen i strategin finns ett antal ekonomiska styrmedel, som direkt påverkar hur den inhemska biomassan produceras och används. Sedan början av 2000-talet finns även ett antal styrmedel som främjar försäljningen av biodrivmedel och miljöfordon men även utbyggnaden av infrastruktur för distribution av biodrivmedel. De viktigaste styrmedlen presenteras i kapitel Energiskatter Energiskatt är ett samlingsbegrepp för punktskatter på bränslen och elkraft. Till energiskatterna räknas allmän energiskatt samt koldioxid- och svavelskatt. Den allmänna energiskatten, som funnits i flera decennier, betalas för de flesta bränslen och baseras bland annat på energiinnehållet. Koldioxidskatten innebär att skatt betalas per kilo utsläppt koldioxid. År 1991 infördes skatten för alla bränslen utom för biobränslen och torv. Den generella nivån på koldioxidskatten uppgår år 2006 till 92 öre/kg koldioxid. Samtliga biodrivmedel är sedan 2003 befriade från energi- och koldioxidskatt. Skattebefrielsen är giltig t o m 1 januari, Värmeproduktion belastas med energiskatt, koldioxidskatt och i vissa fall svavelskatt samt kväveoxidavgift. Värmeanvändning beskattas inte.

24 SLUTVERSION 24 (126) Elproduktionen är i Sverige befriad från energi- och koldioxidskatt, men i vissa fall betalas kväveoxidavgift och svavelskatt. Skatt betalas istället på elanvändningen och dess storlek varierar beroende på lokalisering och användningsområde. För kraftvärmeproduktion, gäller från 1 januari 2004 en kraftvärmebeskattning som innebär att skatten på bränslen för värmeproduktion i kraftvärmeverk likställs med den inom industrin. Skattenivåerna redovisas i tabellen nedan. Tabell 4-1 Energi- och miljöskatter för industri, jordbruk, skogsbruk, vattenbruk samt värmeproduktion i kraftvärmeverk, från 1 jan 2006 [9] 4.3 Elcertifikat I maj 2003 infördes systemet med handel med elcertifikat i Sverige. I samband med detta antogs även ett nationellt mål om att öka produktionen av förnybar el med 10 TWh från 2002 till januari, 2007 trädde en lag om förändringar i elcertifikatsystemet i kraft, baserat på [10]. Förändringarna innebär att ambitionsnivån höjs till 17 TWh förnybar el år 2016 (fortfarande i jämförelse med 2002 års nivå). Målsättningen motsvarar ca 12% av den totala elförbrukningen i Sverige. För att skapa en efterfrågan på elcertifikat finns en s k. kvotplikt, vilken innebär en skyldighet för elleverantörerna att årligen inneha elcertifikat i förhållande till sin försäljning och användning av el under det föregående kalenderåret. För varje MWh el som produceras från förnybara energikällor erhålls ett elcertifikat. Genom att sälja elcertfikaten får producenten en extra intäkt vid sidan om själva elförsäljningen, vilket i förlängningen gör det lönsamt att investera i förnybar elproduktion. Utdelningen av elcertifikat upphör år 2030.

25 4.4 Handel med utsläppsrätter SLUTVERSION 25 (126) Sverige deltar även i EUs system för handel med utsläppsrättigheter som inleddes Utsläppshandelns första fas löper under perioden Andra perioden pågår I första fasen omfattar utsläppsrättigheterna utsläpp av fossil koldioxid. Omfattningen kan komma att ändras till andra fasen. En utsläppsrätt ger innehavaren rätt att släppa ut ett ton koldioxid. Systemet bygger på att ett tak sätts för de totala utsläppen. Därefter delas ett antal utsläppsrätter ut till de företag som ska delta. För Sveriges del inkluderas i princip alla anläggningar som ingår i något fjärrvärmenät. Handel med utsläppsrätter ska göra det möjligt att nå en kostnadseffektiv minskning av utsläppen eftersom åtgärder via handeln kan genomföras i det land och det företag där det kostar minst att minska utsläppen. Företag med höga kostnader för att minska utsläppen kan köpa utsläppsrätter från företag med lägre åtgärdskostnader. Den som släpper ut mindre koldioxid än det antal utsläppsrätter som företaget förfogar över kan spara utsläppsrätterna under handelsperioden eller sälja överskottet till andra företag. 4.5 Styrmedel för biodrivmedel EUs biodrivmedelsdirektiv 2003 antogs EUs biodrivmedelsdirektiv 2003/30/EG med syfte att främja användningen av biodrivmedel eller andra förnybara drivmedel. Direktivet innebär följande målsättning gällande ersättningen av bensin och diesel i transportsektorn: Vid utgången av år 2005 ska andelen biodrivmedel utgöra 2% av sålda bensin- och dieselmängder (beräknat på energiinnehåll) Vid utgången av år 2010 ska andelen biodrivmedel utgöra 5,75% av sålda bensin- och dieselmängder (beräknat på energiinnehåll) Direktivet är emellertid inte tvingande utan medlemsländerna får själva välja vilka nationella mål som skall sättas samt hur dessa skall nås. Sverige satte det nationella målet till 3%, vilket dock inte uppnåddes helt och hållet (2,5% enligt statistik från SCB år 2005).

26 SLUTVERSION 26 (126) Befrielse från punktskatt Inom vägtrafiksektorn är fossila bränslen som bensin och diesel belagda med energi-, koldioxid-, och svavelskatt (ej Mk1). Idag är alla koldioxidneutrala drivmedel befriade från koldioxid- och energiskatt. Skattebefrielsen gäller t o m 1 januari Skattelättnaden motsvarar 4,99 SEK/l etanol, vilket motsvarar energiskatten på 2,86 SEK/l bensin samt koldioxidskatten på 2,13 SEK/l bensin. På etanolen tillkommer även en moms på ca 1,25 SEK/l [2] Import Sedan 1 januari 2006, är bränsleetanol (enligt importkod KN ) som används för låginblandning i bensin (E5) belagd med en skyddstull på 0,192 euro/l (cirka 1,79 kr/l) [2]. Skyddstullen gäller för import från alla icke-eu länder Låginblandning i bensin Inblandningshalten regleras inom lagen SFS 2001:1080 samt bränslekvalitetsdirektivet. I dagsläget begränsas halten alkohol i bensin till 5 volym% men i framtiden kan denna maxandel komma att höjas till 10 volym% Lag om skyldighet att tillhandahålla biodrivmedel Sedan 1 januari 2006, måste alla större bränslesäljare tillhandahålla minst ett biodrivmedel. I ett första steg omfattas de bränsleförsäljare som säljer mer än 3000 kubikmeter bensin eller diesel per år. Utbyggnaden av pumpar ska sedan ske successivt under perioden I fortsättningen kan lagen även komma att omfatta mindre försäljningsställen med start Dock undantas de försäljningsställen som säljer mindre än 1000 kubikmeter bensin eller diesel per år från lagen Förmånsbeskattning av miljöfordon Sedan december 2001 finns en jämkningsregel som innebär att förmånsvärdet för miljöfordon, som regelmässigt är dyrare i inköp än konventionella bilar, jämkas ned till värdet för motsvarande bensin- eller dieseldrivna bil. Därmed kompenseras nackdelen med den högre inköpskostnaden för en miljöbil. För bilar som drivs med E85 får förmånsvärdet sänkas med 20% i förhållande till närmast jämförbara bensinmodell.

27 SLUTVERSION 27 (126) Offentlig upphandling Marknaden för miljöfordon kan även främjas vid offentlig upphandling. Genom att utforma upphandlingen på ett sådant sätt att energianvändning och låga emissionsnivåer prioriteras, främjas försäljningen av bilar som uppfyller dessa krav. Upphandlingen kan även innehålla ett visst mått av teknikutveckling och kallas då teknikupphandling. För att beställarens krav ska uppfyllas krävs utveckling av ny teknik eller av produktionsprocessen. Upphandlingen kan därmed vara ett viktigt verktyg för att driva utvecklingen av miljöfordon framåt samt ge marknaden värdefull stimulans Investeringsbidrag för miljöfordon Det finns inga nationella bidrag att söka för inköp av miljöfordon. Däremot ger vissa kommuner (t ex Halmstad, Jönköping, Kristianstad, Stockholm och Trollhättan) lokala bidrag i form av så kallade LIP 2 - eller KLIMP 3 -pengar till den som införskaffar en miljöbil. Enligt ett regeringsbeslut som offentliggjordes strax innan denna rapport publicerades kommer ett nationellt bidrag på SEK/fordon att införas inom kort vid alla inköp av miljöklassade bilar Befrielse från miljöavgifter Befrielse från miljöavgifter är ett annat verktyg för att underlätta introduktionen av miljöfordon och därmed främja användningen av biodrivmedel. Befrielse från miljöavgift innebär t ex befrielse från trängselskatt (Stockholm) eller gratis parkering för miljöbilar. 2 LIP Lokalt Investerings Program 3 KLIMP - Klimatinvesteringsprogrammet

28 SLUTVERSION 28 (126) 5 Råvaror och produktionsprocesser 5.1 Allmänt Etanol kan framställas på två sätt, dels genom jäsning (fermentering), dels på syntetisk väg. Fermenterad etanol kan produceras från ett flertal olika råvaror, se Figur 5-1. I figuren redovisas även andra användningsområden för aktuella råvaror. Energikälla Omvandlingsprocess för bränsleproduktion Bränsle Socker- & stärkelserika växter Jäsning Etanol Drivmedel T ex vetestrå, sockerbetor Cellulosarika torra växter T ex skogsbränsle, energiskog, halm Jäsning Förgasning Rötning Metanol & DME Flis & pellets Drivmedel Värme & el Cellulosarika Rötning fuktiga Biogas växter T ex majs, vall Figur Råvaror till biobränslen och drivmedel [delvis baserad på 11]. Värme, el & drivmedel Världsproduktionen baseras till övervägande del, eller till 94% på jordbruks- grödor, och endast en mindre andel, 1% av skogsprodukter [2]. Av jordbruksgrödorna används traditionellt stärkelserika råvaror, t ex spannmål (vete och korn), potatis och majs, eller sockerrika råvaror, t ex sockerrör, sockerbetor och vin. Den etanol som används som bränsle baseras på 61% från sockerrika växter och 39% från spannmål, främst majs [2]. Även cellulosarika råvaror kan användas till etanolproduktion, exempelvis halm eller olika skogsbränslen såsom träflis/spån, sulfitlut eller energiskog. Etanolproduktion från cellulosarika råvaror är emellertid inte kommersiell teknik.

29 SLUTVERSION 29 (126) En begränsad mängd av världsproduktionen av etanol, 5%, framställs syntetiskt ur fossila råvaror, exempelvis råolja (petroleum) [2]. Användningsområdet för etanolen är detsamma, oavsett vilken råvara produktionen baseras på. Vilken råvara som används till etanolproduktion beror huvudsakligen på produktionens lokalisering och de klimatmässiga förutsättningar som gäller där, men även tull- och marknadsregler inverkar vid val av lämplig råvara. I USA baseras huvuddelen av etanolproduktion på majs och spannmål. I Europa är basråvaran spannmål, huvudsakligen vete, men även etanolproduktion från sockerbetor förekommer. Mindre volymer etanol framställs även genom destillation av överskottsvin, vilket är vanligt i t ex Frankrike. I Sydamerika och Asien baseras etanolframställningen på sockerrör, sockerbetor och melass. För utförligare beskrivning av etanolmarknaden, se kapitel 3. Beroende på vilken råvara som utnyttjas varierar även de biprodukter som bildas. T ex ger etanolproduktion från spannmål biprodukten drank och etanolproduktion från skogsråvara en ligninrik restprodukt. Vid samtliga processer, oavsett råvara, bildas emellertid även koldioxid (vid fermenteringen). Denna kan användas i kemisk industri eller inom livsmedelsindustrin. Marknaden för koldioxid är dock mycket liten, och när denna är mättad kommer koldioxiden troligen att släppas till luft. Mot denna bakgrund ges ingen ytterligare beskrivning av koldioxid som biprodukt i denna rapport. I detta kapitel redovisas översiktligt förutsättningarna för etanolproduktion baserat på råvaror från jordbrukssektorn. Förutsättningarna avser, för respektive råvara; råvarutillgångar och avkastning per ha, produktionsteknik och teknikstatus, biprodukter samt råvarukonkurrens. Kapitlet diskuterar även energieffektivitet vid etanolproduktion samt produktionskostnad för olika råvaror. Fokus i sammanställningen ligger på Sverige i nuläget, med viss internationell utblick. 5.2 Spannmål Råvarutillgångar och avkastning per ha Jordbruksmarken i Sverige uppgår till hektar, vilket utgör cirka 6% av den totala landarealen. Jordbruksmarken är koncentrerad till södra Sverige, se Figur 5.2, och utgörs av ha åkermark och ha betesmark. Utöver dessa arealer finns drygt ha som utnyttjas i animalieproduktion eller som betesmark för hästar. Den obligatoriska trädan uppgår till hektar men dagens träda uppgår till hektar [12].

30 SLUTVERSION 30 (126) Figur 5-2 Åkermark (gulmarkerade områden) i Sverige. Spannmålsarealen utgör knappt 40% av total åkerareal, d v s ha [12]. Dagens odling på åkermark är inriktad på livsmedelsproduktion och höstvete är den dominerande grödan. Den totala spannmålsproduktionen uppgår till cirka 5,0-5,5 miljoner ton vid normal avkastning varav exporten uppgår till ca ton/år. Intresset för att odla energigrödor på åkermarken har ökat kraftigt de senaste åren. Det har hittills medfört att 2% av den totala jordbruksmarken används för produktion av råvara till kraftvärme-, värme- eller drivmedelsproduktion. Ca 5% 4 av spannmålsproduktion används för energiproduktion. Det bör noteras att den totalt tillgängliga åkerarealen som kan användas för produktion av energigrödor inte bara beror på växtföljder, uppbyggnad av humus i marken och liknande utan även, och det till stor del, på EU:s jordbrukspolitik. Vilken åkerareal som långsiktigt är tillgänglig för energiproduktion är därför ytterst svårbedömt. En räknebas, som bl. a. Lantmännen använder, är den totala arealen avställd mark samt mark som används för produktion av spannmål till export. 4 Avser spannmålsodling för etanolproduktion, rapsodling för RME-produktion, odling av grödor för biogasproduktion samt eldning av halm från biprodukter vid spannmålsodling.

31 5.2.2 Produktionsteknik och utbyte SLUTVERSION 31 (126) Spannmålsbaserad etanolproduktion är enkel och välkänd teknik. Stärkelseinnehållet i råvaran utvinns genom malning samt tillsats av vatten och enzymer. Vid denna process friläggs sockermolekylerna. De båda delstegen kallas inmäskning och hydrolys. Sockerlösningen fermenteras sedan varvid etanol och koldioxid bildas. Etanolflödet renas därefter genom destillation och absolutering. Producerad drank skickas till indunstning och torkning för att bli djurfoder. Processen illustreras i Figur 5-3. Spannmål Malning Inmäskning Enzymatisk hydrolys Fermentation Destillation Molekylsikt Etanol Drank Indunstning Torkning DDGS Figur 5-3 Framställning av etanol från spannmål (vete och korn) Det krävs ca 265 kg vete för att producera 100 liter etanol och 85 kg drank som djurfoder (d v s torkat och pelleterat). Omvänt kan 377,4 liter etanol produceras utifrån 1 ton vete [13]. Siffrorna avser ca torrhalter om ca 86% för vetet och 88% för dranken. Ett intressant alternativt användningsområde för dranken är att använda denna för biogasproduktion, och på så sätt öka biodrivmedelsutbytet per insatt råvara. Biogasutbytet från drank är cirka 270 Nm 3 /ton VS. För varje liter producerad etanol med energiinnehåll 5,9 kwh, kan ytterligare 2,1 kwh utvinnas via biogasproduktion ur dranken (givet VS-halt på 90%) [14]. 5.3 Sockerrör Råvarutillgångar och avkastning per ha Sockerrörsodling passar bäst i tropiska områden och förekommer därmed inte i Europa. Brasilien är den i särklass största producenten och har också den största potentialen för expansion av produktionen. Huvudsakliga grödområdet är i södra delen av landet, omkring Sao Paolo-provinsen. Under de senaste 10 åren har produktionen av sockerrör i Brasilien ökat med 60% och etanolproduktionen med 20%.