Framtidens drivmedel



Relevanta dokument
Alternativa drivmedel ett försök att bringa reda bland möjligheter och begränsningar med olika drivmedel och tillhörande fordonstekniker.

Klimatsmartare bilar och bränslen ett försök att bringa reda bland möjligheter och begränsningar med olika bränslen och fordonstekniker.

Europas framtida energimarknad. Mikael Odenberger och Maria Grahn Energi och Miljö, Chalmers

Dagens och framtidens drivmedel Ett försök att bena upp utmaningar och möjligheter med olika slags drivmedel

Nya drivmedel. Maria Grahn. 23 november 2017

Projektets omfattning

Maria Grahn. Chalmers, Energi och miljö, Fysisk Resursteori 28 mars 2014

Biodrivmedel från skogsråvara möjligheter i Blekinge?

Dagens och framtidens drivmedel

Biodrivmedel ur ett globalt och svenskt perspektiv

Klimatsmartare bilar och bränslen rsök k att bringa reda bland möjligheter och begränsningar med olika bränslen och fordonstekniker.

Fysisk Resursteori, Institutionen för Energi och Miljö, Chalmers 2) IVL Svenska Miljöinstitutet

Framtida energisystem i Jönköpings län

Biodrivmedel/oljor från skogsråvara tekniker, status och möjligheter?

Utsikt för förnybara drivmedel i Sverige till 2030

Hållbarhet i tanken klimathot, energiomställning och framtidens drivmedel?

Kostnadseffektiva val av bränslen i transportsektorn koldioxidmål Finansierat av Vinnova

Hydrogen production EN overview of the alternatives for H2 production and reflections on H2 as fuel in the transport sector

Energigården. Kent-Olof Söderqvist

Biomassa. Vad är r biomassa? Allt biologiskt material (växter och djur) men för energiändamål avses framför allt. Koldioxidneutrala tillförselsystem

Omställning av busstrafiken till eldrift

Fuels for trucks. Renewable energy carriers for heavy duty vehicles Magnus Swahn

Fossilförbannelse? Filip Johnsson Institutionen för Energi och Miljö Pathways to Sustainable European Energy Systems

Effektiva transporter En förutsättning för vår konkurenskraft En del av miljöproblemet - En del av lösningen

Leading the way towards truly sustainable shipping. Carl Fagergren Project Manager Ship design & Newbuilding 1

processindustrin Thore Berntsson

Begränsa den globala temperaturökningen < 2ºC: Minskad energianvändning

Indikatorer för utvecklingen av de Europeiska energisystemen

Biodrivmedel i Sverige varför sådant genomslag?? Ann Segerborg-Fick Energimyndigheten

Fuel for thought energi, transporter och nollutsläpp 2050 LARS J. NILSSON - MILJÖ- OCH ENERGISYSTEM, LUNDS UNIVERSITET

HVO lösning eller återvändsgränd. Magnus Swahn, NTM

Drivmedel till fordon Energisystem

Koldioxidneutrala tillförselsystem II: Biomassa. Föreläsning 13 Maria Grahn

Trygg Energi. Pathways to Sustainable European Energy Systems. Filip Johnsson

ZERO Vägen till visionen. Carl Fagergren

Gas och LNG för hållbara transporter. Gas i tunga transporter? Trafikverkets bedömning

Multikriterieanalys av alternativa marina bränslen

Gröna bränslen för tunga dieselfordon Patrik Thärnå

Hållbara transporter - vad driver tunga fordon 2030?

Utvecklingsvägar för Europas energisystem

Klimatpåverkan och de stora osäkerheterna - I Pathways bör CO2-reduktion/mål hanteras inom ett osäkerhetsintervall

krister thulin Scanias strategi för hållbara transporter

Råvarubas för vätgasproduktion En överblick av möjligheter och utmaningar för vätgas som bränsle i transportsektorn

Flexible Assembly of Environmental Cars

Bioenergi för energisektorn - Sverige, Norden och EU. Resultat från forskningsprojekt Bo Rydén, Profu

Framdrivning av Scania lastbilar/bussar. Jonas Holmborn Scania motorutveckling

Vätebränsle. Namn: Rasmus Rynell. Klass: TE14A. Datum:

Alternativa drivmedel och ny fordonsteknik. Marcus Olsson Volvo Lastvagnar Sverige

Leader in Sustainable Transport. Krister Thulin

Energiforskningens roll i klimatfrågan exempel från Chalmers

Förnybara drivmedel framtidens raffinaderi. Sören Eriksson

SHIPPING AND MARINE TECHNOLOGY MARITIME ENVIRONMENT. Hur miljövänligt är LNG?

Finns det hållbara drivmedel?

Enerwoods. Världens primärenergianvändning 2007 ( 500 Exajoul)

SEKAB IN SHORT. SEKAB: Founded: Head quarter: Turn over 2010: Employees: Owners: Outsourcing:

Why Steam Engine again??

Transforming the energy system in Västra Götaland and Halland linking short term actions to long term visions

Strategier för minskade koldioxidutsläpp inom energisystemet exempel på framtidens drivmedel

DML/HBL rapporteringen

Marknad och infrastruktur för alternativa drivmedel. Hur påverkar EU:s nya infrastrukturdirektiv?

Hållbara inköp av fordon, Härnösand 2 december 2009

Konsumtion, energi och klimat. Annika Carlsson-Kanyama FOI och LTH

Klimat och miljö vad är aktuellt inom forskningen. Greppa Näringen 5 okt 2011 Christel Cederberg SIK och Chalmers

THE ROLE OF ELECTROFUELS: A COST-EFFECTIVE SOLUTION FOR FUTURE TRANSPORT?

MAKROEKONOMISKA EFFEKTER AV EN FOSSILBRÄNSLE- OBEROENDE FORDONS- FLOTTA I SVERIGE

Luftvärmare, kylprodukter och högtemperatur processkylaggregat - Förordning 2016/2281 Branschmöte 15 februari 2018 Carlos Lopes, Lina Kinning

(Place for logo if desired) Lars Holmquist Göteborg Energi

Miljöbilen, tekniken, drivkraften och politiken. Hur kommer framtidens fordonspark att förändras?

Morgondagens energisystem i Europa utmaningar och möjligheter

Fordonsbränslen från skogsråvara. Olika tekniker, utvecklingsstatus, kostnader och behov av skogsråvara

En systemsyn på energieffektiva transporter. Lars Nilsson Miljödirektör Vägverket

Bör kinesernas bilar drivas med risblast? Vilken roll spelar biodrivmedel i en värld med 5 miljarder bilar?

Lignin i pulverpannor

Bioenergi Sveriges största energislag!

Klimatmål, fossila bränslen och CCS

Hållbara biodrivmedel

Elen och elsystemet spelar en allt mer central roll i omställningen av energisystemet

A VIEW FROM A GAS SYSTEM OPERATOR. Hans Kreisel, Weum/Swedegas Gasdagarna, 16 May 2019

Drivmedel till fordon Energisystem. Maria Grahn Fysisk Resursteori

Sustainable transport solutions. Rolf Willkrans Sustainability & Public Affairs Volvo Group Headquarters

Skogsindustrins möjligheter med förgasning Roine Morin Chef Koncernstab Miljö och Energi

Transporters samhällsekonomiska nytta och kostnader - Kan detta mätas i monetära medel? Magnus Swahn

Direktiv N 2012:05. Utredare: Thomas B Johansson. Huvudsekreterare: Håkan Johansson

Introduktion av biodrivmedel på marknaden

Globala energitrender, klimat - och lite vatten

Vägtrafikens långsiktiga drivmedelsförsörjning

SOLAR LIGHT SOLUTION. Giving you the advantages of sunshine. Ningbo Green Light Energy Technology Co., Ltd.

Bränsle från skogen, tallolja och förnybar bensin Strategier och vägval för att utöka den gröna produktionen. Sören Eriksson

Vad innebär hållbarhetskraven på drivmedel?

Olika uppfattningar om torv och

Visst finns det mark och vatten för biobränslen!

Produktutveckling nu och i framtiden. Sören Eriksson

Integrations- och Systemaspekter vid Produktion av Biomassabaserade Material/Kemikalier Föredrag vid Styrkeområde Energis seminarium,

Fordonsindustrins framtida utmaningar: Batterianvändning ur ett fordonsperspektiv. Göran Lindbergh, KTH och SHC Batterifondsprogrammet, 6 april 2016

Är passivhus lämpliga i fjärrvärmeområden?

Norrbottens resurser vad gäller förnybar energi ur ett EU perspektiv. Sabine Mayer

Energibolaget som lokal aktör för ökad hållbarhet

Varför ett nytt energisystem?

Vattenkraften har en centrala roll i kraftsystemet

MED FOKUS PÅ PELLETS. Peter Granborn Ordf. PelletsFörbundet. Telefon:

Transkript:

Framtidens drivmedel Ett försök att bena upp utmaningar och möjligheter med olika alternativa bränslen. Vilka är alternativen? Vad kan sjöfartsektorn göra? Maria Grahn Fysisk Resursteori, Institutionen för Energi och Miljö, Chalmers 2014-09-09

Utsläppen av koldioxid från vägtransportsektorn kan minskas genom: CO 2 emissions Energy demand CO 2 emission per energy unit Energy use per vkm Total vkm driven 1. Energieffektivare fordon (ex. el-hybrider, energisnålare fordon) 2. Val av energieffektivare trafikslag (ex. tåg vs flyg, cykel/kollektivtrafik vs bil) 3. Energisnålare körsätt (eco-driving) 4. Öka antalet passagerare resp mängd gods per fordon 5. En transportsnål bebyggelsestruktur 6. Bryta sambandet mellan transportbehov och ekonomisk tillväxt 7. Fortsatt introduktion av drivmedel med låga CO 2 -utsläpp

Different fuels and vehicle technology options in different transport modes? Fossil (oil, natural gas, coal) Liquid fuels (petro, methanol, ethanol, biodiesel etc) ICEV, HEV (internal combustion engine vehicles and hybrids) Aviation Shipping Biomass Solar, wind etc Electricity Methane (biogas, synthetic methane, nat. gas) Hydrogen FCV (fuel cell vehicles) BEV, PHEV (battery electric vehicles) Inductive or conductive electric Road (short) (cars, buses, distribution trucks) Road (long) (long-distance trucks) Train ENERGY SOURCES ENERGY CARRIERS VEHICLE TECHNOLOGIES TRANSPORT MODES

Biodrivmedel kan användas i alla transportslag Fossil (oil, natural gas, coal) Liquid fuels (petro, methanol, ethanol, biodiesel etc) ICEV, HEV (internal combustion engine vehicles and hybrids) Aviation Shipping Biomass Solar, wind etc Electricity Methane (biogas, synthetic methane, nat. gas) Hydrogen FCV (fuel cell vehicles) BEV, PHEV (battery electric vehicles) Inductive or conductive electric Road (short) (cars, buses, distribution trucks) Road (long) (long-distance trucks) Train ENERGY SOURCES ENERGY CARRIERS VEHICLE TECHNOLOGIES TRANSPORT MODES

Alternativa drivmedel från biomassa Maria Grahn Cellulosa & Lignin Skog, skogsplantage, svartlut Stärkelse Spannmål, vete, korn, majs mm Socker Olja Raps, solrosfrön Restflöden från skogsbruk, jordbruk och övr. samhället Sågspån, halm, sopor, slam, slakteriavfall, gödsel BIOMASSA Förbränning Förgasning Syntesgas bildas Rötning Biogas bildas Jäsning av socker Pressning och esterisering Vätebehandling OMVANDLINGSPROCESSER Elektricitet Vätgas Fischer-Tropsch bränslen DME (Dimetyleter) Metanol Metan Etanol FAME HVO ENERGIBÄRARE

Elektrobränslen kan också användas i alla transportslag - Biomass is limited, up-scaling may challenge biodiversity and food prices. - Aviation, shipping and long-distance road transport may have difficulties using fuel cells and batteries. - Electrofuels may be an attractive option (no need for advanced vehicles technologies, no major changes to infrastructure and feasible for aviation and shipping that have very few other options) Fossil (oil, natural gas, coal) Liquid fuels (petro, methanol, ethanol, biodiesel etc) ICEV, HEV (internal combustion engine vehicles and hybrids) Aviation Shipping Biomass Solar, wind etc Electricity Methane (biogas, synthetic methane, nat. gas) Hydrogen FCV (fuel cell vehicles) BEV, PHEV (battery electric vehicles) Inductive or conductive electric Road (short) (cars, buses, distribution trucks) Road (long) (long-distance trucks) Train ENERGY SOURCES ENERGY CARRIERS VEHICLE TECHNOLOGIES TRANSPORT MODES

Elektrobränslen (Electrofuels) Sometimes also called: sun-fuels power-to-gas, synthetic natural gas (SNG), e-gas synthetic fuels from carbon dioxide and water Carbon recycling fuels

Production of Electrofuels Water (H 2 O) Power Electrolysis Hydrogen (H 2 ) CO 2 from air and seawater H 2 CO 2 from combustion Electrofuels Sabatier reactor CO 2 Methane (CH 4 ) Methanol (CH 3 OH) DME (CH 3 OCH 3 ) Ethanol (C 2 H 5 OH) Biofuel production Biofuels Biomass (C 6 H 10 O 5 ) All biofuel production generates waste CO 2

Comparison most discussed alternatives with potential to lower the CO 2 -emission Production cost Distribution and storage cost Vehicle/ ship technology cost Comments Biofuels Low Low Low Production capacity limited by land and water, large scale use imposes a risk of increased food prices and may challenge biodiversity. Conventional natural gas Batteries/ PHEVs Hydrogen/ fuel cells Electrofuel SNG Electrofuel methanol Low Medium Medium A fossil fuel, contributes to global warming. Medium High High May not be a feasible solution for aviation, shipping and long-distance road transport. Medium High High May not be a feasible solution for aviation, shipping and long-distance road transport. High Medium Medium Can be blended in existing natural gas and biogas infrastructure. High Low Low Can be blended in existing gasoline infrastructure. Methanol is toxic. Large potential but costly production. Large potential but costly storage and use. Biofuels best, but can never dominate as global transportation fuel option.

Energy system model GET Linearly programmed energy systems cost-minimizing model Generates the fuel and technology mix that meets the demand (subject to the constraints) at lowest global energy system cost Import and export of with other regions Carbon cycle model Maria Grahn Atmospheric CO 2 concentration Region Biomass, coal, natural gas, oil, uranium BTL, CTL/GTL, H 2 CO 2 Primary energy supply: Biomass Coal Hydro Natural gas Nuclear Oil Solar Wind Elec Elec Heat Energy conversion H 2 Elec, Petro, NG, BTL, CTL/GTL, H 2 H 2 Petro, Air fuel CO 2 Fuel oil, LNG, biofuels, fossil methanol, H 2 CO 2 storage from fossil fuels and biomass Water transportation demand Electricity demand Heat demand Road transportation demand Air transportation demand Short sea Deep sea Container

Cost-effective fuel choices for shipping Results from 10 regions and 3 ship categories added together

Uncertainties tested Parameter Base case Minimum Maximum Oil resources (EJ) 12,000 6,000 24,000 Natural gas resources (EJ) 11,000 5,500 22,000 Biomass supply (EJ/yr) 200 100 400 LNG tank cost (USD/GJ) a 110 (80) 110 (80) 330 (250) Hydrogen tank (USD/GJ) a, b 300 (225) 220 (160) 600 (450) Fuel cell cost (USD/kW) 4000 2000 6700 LNG infrastructure (USD/kW 1600 1200 1600 Fossil methanol infra (USD/kW) 200 100 400 Biofuel infrastructure (USD/kW) c 600 200 600 Methane leakage (wt%) 2 0 4 Max share of solid biomass in heat (%) 75 50 80 Concentrating solar power (USD/kW) 4000 3500 7000 LNG investment cost (USD/kW) 300 150 400 a Numbers are for short sea ships, numbers in parenthesis is for deep sea and container ships. b Will never be lower than the liquefied natural gas tank cost. c Will never be lower than the infrastructure cost for fossil methanol. Acronyms used: liquefied natural gas (LNG). Maria Grahn

Sensitivity analysis 700 Monte Carlo runs assuming that carbon capture and storage is a large scale technology Low oil supply potential: high probability for NGbased fuels year 2050 500 ppm: Biomass-based fuels seldom over 15% of fuel mix in 2050 High oil supply potential: Depending on assumptions made marine fuels could either be oil- or NG-based, year 2050

Generella insikter framtida drivmedel Tre huvudgrupper alternativa drivmedel har potential att komma ner i nästan nollutsläpp: kolbaserade bränslen (biodrivmedel/ elektrobränslen), el, vätgas Några dilemman. Biodrivmedel finns redan på marknaden, relativt billigt alternativ, möjligt att producera i de flesta länder, kan blandas i befintlig infrastruktur och kan efter små justeringar användas i dagens fordon. men Storskalig användning av biodrivmedel begränsas av mark- och vattentillgång samt dras med risken för stigande matpriser och tveksamt hållbara odlingssätt men Om varken vätgas-bränsleceller eller el-batterier blir storskaligt tillgängliga (kanske tekniska problem vi ej ser idag) behövs icke-fossila kolbaserade drivmedel (biodrivmedel eller elektrobränslen) för att kunna nå nära noll-utsläpp i transportsektorn. Vilka drivmedel och fordonstekniker som kommer att dominera i framtiden är en öppen fråga. Troligen flera parallella lösningar. Vänta inte på den enda rätta lösningen. Viktigt! CO 2 kan minskas med åtgärder för minskat transportbehov och mer energisnåla fordon (oavsett drivmedel).