Livscykelperspektiv på GROT och stubbskörd Projekt: Bränsleproduktion från GROT och stubbskörd vid slutavverkning

Transkript

1 Livscykelperspektiv på GROT och stubbskörd Projekt: Bränsleproduktion från GROT och stubbskörd vid slutavverkning Eva Lotta Lindholm, SLU Staffan Berg, Skogforsk Per Anders Hansson, SLU Johan Stendahl, SLU

2 Institutionen för energi och teknik Forskar kring hållbara system inom livsmedelsproduktion, bioenergi och kretslopp Kombinerar stark metodkunskap inom biometri, systemanalys, miljösystemanalys och teknologi med hög tillämpad kompetens inom system relaterade till livsmedel, bioenergi och miljö. S Y S T E M M I I L J Ö L I I V S M E D E L O C H B I I O E N E R G I I

3 Funktionell enhet: 1 MJ flis 1 MJ elektricitet Förutsättningar Sju olika skogsbränslesystem: Två olika råvaror: grot och stubbar Norra och södra Tre tekniska grot system: 1) Flisning vid skogsbilväg 2) Buntning av grot 3) Lösgrot

4 Flödesschema för studien System boundary Final felling System 1. Chips Land-use change (soil carbon) Energy and lubricants System 2a, 2b. Bundles Bundling Forwarding System 3a, 3b. Loose residues System 4a, 4b. Stumps Lifting Machinery production Chipping Transport of chips Storage at roadside Transport of bundles Load/unloading Transport of loose residues Transport of stumps Comminution of residues and stumps, - at terminal system 2b, 3b, 4b (northern Sweden) - at plant, system 2a, 3a, 4a (southern Sweden) Generation of electricity System boundary

5 Förutsättningar för markkolsmodellering Använde två oberoende modeller, en skogstillväxtmodell, ProdMod och en skogsmarksmodell, Q modellen Två granbestånd, södra (G32) och norra (G20) Utvärderade efter olika tidsperioder, två eller tre omlopp (231 och 240 år), en omloppstid (75 år och 118 år + 2 år) och 20 år. Scenarier vid modellering av markkol: 1. Referens ingen skörd av stubb eller grot vid slutavverkning (endast av stamved) 2. Skörd av GROT (och stamved) 3. Skörd stubbar (och stamved)

6 Primärenergianvändning 0,05 0,04 MJ MJ -1 flis 0,03 0,02 0,01 0,00 System 1 Syd (flis) System 2a Syd (buntar) System 2b Nord (buntar) System 3a Syd (lösgrot) System 3b Nord (lösgrot) System 4a Syd (stubbar) System 4b Nord (stubbar) Transport Skotning, lastning, maskin transport, maskin prod, flisning Buntning/lyftning

7 Dynamik för förna och markkol Ton C ha Norra Referens GROT Stubb Södra År År

8 Förändring i markkol per hektar vid olika tidsperspektiv Mg C/ha eller 3 omloppstider En omloppstid 20 år GROT, södra GROT, norra Stubbar, södra Stubbar, norra

9 Växthusgasutsläpp under hela produktionskedjan, långa tidsperspektiv g CO 2 ekv. MJ 1 flis omlopp 1 omlopp 2 omlopp 1 omlopp 3 omlopp 1 omlopp 2 omlopp 1 omlopp GROT, södra GROT, norra Stubbar, södra Stubbar, norra Skörd t.o.m. transport Förbränning (CH4 och N2O) Förändrad markol

10 Växthusgasutsläpp för skogsbränsleflis olika tidsperspektiv och beräkningssätt 400 g CO2-ekv/MJ flis GROT, södra GROT, norra Stubbar, södra Stubbar, norra Naturgas Kol En omloppstid 20 år (RES direktivet) 20 år (omloppstidens skörd) Fossil

11 Förutsättningar för beräkning av potentiell klimatnytta Antagande: elektricitet från skogsbränsle ersätter elektricitet från fossila bränslen Naturgaskraftverk ŋ=58% Kolkraftverk ŋ=47% Skogsbränsle Kraftvärmeverk med rökgaskondensering Elverkningsgrad ŋ=30%, Totalverkningsgrad ŋ=110% Alternativallokeringsmetoden 52% allokering på elektricitet Värmevärde: grot 10,5 MJ/kg (40% FH), stubb 8,4 9,9 MJ/kg (43 50% FH)

12 Reducerad GHG, g CO2-ekv./MJ el Klimatnytta från skogsbränslen Ersätter naturgas Ersätter kol 2 eller 3 2 eller 3 omloppstider En omloppstid omloppstider En omloppstid GROT, södra Sv. GROT, norra Sv. Stubbar, södra Sv. Stubbar, norra Sv. Klimatnyttan i långa tidsperspektiv om skogsbränslen ersätter kol => reducering av växthusgaser med ca 92-95% naturgas => reducering av växthusgaser med ca 84-89%

13 Potentiell klimatnytta Bränsle (TWh) GROT Minskad markkol 1 (milj. ton CO 2 ) Klimatnytta 1 (minskade växthusgasutsläpp) när ersätter Naturgas (milj. ton CO 2 ) Kol (milj. ton CO 2 ) 7 0,09 0,62 1,4 25 0,3 2,2 4,9 Stubbar 2,6 0,04 2 0,23 2 0, ,4 2 1,9 2 4,1 2 1 Beräknad för tidsperspektiv en omloppstid i södra 2Inkluderar inte omrörningseffekten vid stubblyftning, i.e. förutsätter ny teknik

14 Slutsatser Insatsenergin för att skörda och transportera skogsbränsle är 2 5% av energin i den skördade biomassan. System i norra krävde mer energi pga högre energianvändning i transportarbete och terminaler. Buntning av grot Foto: Timberjack

15 Slutsatser Stubbar och grot ger stor klimatnytta i ett långt tidsperspektiv (OBS! utan omrörningseffekt). Korta tidsperspektiv ej lämpligt vid långa omloppstider. Omrörningseffekten vid stubblyftning är inte inkluderad risk för underskattad minskning av markkol. Stubblyftningsteknik troligtvis viktig för stubbars växthusgasbalans. Grotvälta Bild: ECHAINE

16 Slutsatser Viktiga parametrar vid beräkning av skogsbränslens växthusgasbalans och klimatnytta: 1) Tidsperspektiv 2) Geografi norra eller södra 3) Bioenergisort stubbar eller grot 4) Substituerad fossilenergi 5) Skördeintensitet 6) Effektivitet vid användning (verkningsgrad)

17 Tack för uppmärksamheten! Tack för uppmärksamheten! Photo: Å Bruhn