Hållbara biodrivmedel Sustainable Business Hub - Årsstämma Lund, 29 maj 2013 Pål Börjesson Miljö- och energisystem Lunds Tekniska Högskola
Produktionskedjor för biodrivmedel Skog Jordbruksmark Hav/odling Ved, GROT, stubbar Energi - skog Olje - växter Vete, socker Makro - alger Mikro - alger Restprod Avfall Förgasnings - processer Jäsning Rötning För - estring Hydrering Övriga FT - diesel DME Metanol mfl E tanol Metan Vätgas FAME/ RME HVO, förnybar diesel Börjesson m fl (2013)
1) Växthusgaser Hållbarhetskriterier biodrivmedel 2) Biologisk mångfald 3) Indirekta markeffekter 4) Vattenhushållning 5) Markbördighet 6) Energi- och mineralresurser 7) Avfallshantering 8) Luftkvalitet 9) Sociala kriterier 10) Ekonomiska kriterier Europa (CEN) Globalt (ISO)
Relative emissions of GHG Fin- eller fuletanol från växthusgassynpunkt* 400 (*Swedish conditions, cropland as reference) 300 200 100 0 Fertilizer plant - N20 cleaning Today's system Distiller s waste as fuel Cultivation on grassland Petrol Plant fuelled by coal Coal-toliquids Cultivation on peat land Börjesson (2009), Applied Energy
Biogas, metanutsläpp & växthusgasprestanda Börjesson m fl (2013)
Växthusgasprestanda Avfall mm Grödor Biogas Förgasningsbaserade Börjesson m fl (2013) 60 % reduktion (enligt RED)
Förändrad markanvändning dluc & iluc (direct Land Use Change & indirect Land Use Change) Ökad efterfrågan på gröda A Minskad efterfrågan gröda A Intensifiering produktion gröda A Odling av gröda A på tidigare obrukad mark Odling av gröda A istället för gröda B Minskad efterfrågan gröda B Intensifiering produktion gröda B Odling av gröda B på tidigare obrukad mark Odling av gröda B istället för gröda C dluc iluc Ahlgren & Börjesson (2011) Och så vidare
Sammanställning av iluc-studier RME Sojadiesell Sockerrörsetanol Veteetanol Majsetanol 0 Bensin/diesel Ahlgren & Börjesson (2011)
Greenhouse gas performance of fossil fuels and biofuels Pål Pål Börjesson, Börjesson, Pål Miljö- Börjesson, Environmental och energisystem, Miljö- och Lunds & energisystem, Energy Tekniska Systems Högskola Lunds Studies, Tekniska Lund Högskola University Transport & Environment (2012)
Börjesson m fl (2013) Drivmedelsutbyte per hektar
Svensk potential * för ökad biomassaproduktion (TWh / år) På kort sikt På lång sikt (30-50 år) GRenar Och Toppar (GROT) från slutavverkning 3-10 10-17 Stubbar från slutavverkning 19 27 GROT från gallring 7-8 11-12 Klen stamved från röjning 2 3 Massaved överskott (50% av nuvarande mängd till tidningspapper) 5-7 5-7 Stamved generellt ökad tillväxt (75) GROT och stubbar BehovsAnpassad Gödsling (BAG) på 5% skogsmark 4-5 Stamved - BAG (22) Mix av energigrödor på nuvarande trädesareal om 150 000 ha 4-5 4-5 Mix av energigrödor på överskottsmark i form av vallodling om 250 000 ha 7 7 Snabbväxande lövträd på nedlagd jordbruksmark motsvarande 100 000-200 000 ha 2-6 Halm 4 4 Avfall till biogas 3-5 3-5 Sammanlagt 54-67 80-96 (177-195) * (Teknisk-ekologisk-ekonomisk alt. teknisk potential, exkl. dagens använd.) Börjesson m fl (2013)
Potentialbegrepp = politiska styrmedel! Egnell och Börjesson (2012)
Produktionskostnader (kommersiella anläggningar)* *Dagens och uppskattade framtida anläggning, exklusive distribution Börjesson m fl (2013)
Skogsbränslepriser i Sverige (Fjärrvärmesystem) Jämförbart med ett massavedspris om 380 kr/m 3 Drivkraft för produktion av alltmer högvärdiga produkter! Swedish Energy Agency (2012)
Production of biobased chemicals (share of total chemical market) 3,5 % (48 billion ) 31% fine chemicals 25% platform chem. 23 % consumer chem. 21% drugs 7,7 % (135 billion ) 15,4 % (340 billion ) 33% platform chem. 25% consumer chem. 21 % fine chemicals 21% drugs Driver for bioliquids, biomethane etc! 2007 2012 2017 YEAR Burel (2011), EuropaBio
The innovation chain (simplified) Stages of technology development Risk profile Bio-refinery Lignoellulosebased biofuels Crop-based biofuels Politica l www.sdtc.ca Revision of the EU Renewable Energy Directive (RED) already after three years!
Slutsatser Biodrivmedels miljö- och växthusgasprestanda beror framför allt på produktionssystemets utformning, inte på drivmedlet i sig eller alltid en specifik råvara Lokala och regionala förutsättningar är ofta väldigt styrande, liksom vilka volymer som är aktuella Biodrivmedel produceras i alltmer integrerade system i kombination med andra högvärdiga produkter Denna ökade komplexitet ställer krav på utformningen av styrmedel som premierar och utvecklar de mest miljö- och växthusgaseffektiva systemen Pål Börjesson, Miljö- och energisystem, Lunds Tekniska Högskola
Utformning av styrmedel för biodrivmedel Teknikneutrala - hanterar ökad komplexitet (ej detaljstyrning utifrån ett specifikt drivmedel eller råvara stor risk för suboptimering ur kostnads- och klimatsynpunkt) Utgå från verifierad växthusgasnytta diversifierade styrmedel möjliga tack vare dagens krav på växthusgasredovisning (beaktar specifika och lokala/regionala förutsättningar samt driver utvecklingen av allt effektivare och hållbara systemlösningar ur klimat- och resursperspektiv) Övergående riskkompensationsstöd för storskaliga, effektiva samt råvaru- & produktflexibla tekniker som förgasning och etanolkombinat (trappas av i takt med att en kommersiell marknad utvecklas) Pål Börjesson, Miljö- och energisystem, Lunds Tekniska Högskola