Svensk etanolproduktion

Uppsala Universitet Institutionen för fysik och astronomi Energiprojekt VT 09 Svensk etanolproduktion Anders Näslund Caroline Isaksson Rebecca Johansson

Innehållsförteckning 1 Inledning... 3 1.1 Problemformulering... 4 1.2 Metod... 4 2 Etanol... 5 3 Presentation av studieobjekt... 8 3.1 Agroetanol... 8 3.1.1 Lantmännen Energi och Agroetanol... 8 3.1.2 Energiutbyte... 9 3.2 NBE Sweden AB... 12 3.2.1 Bioenergi-Kombinat... 12 3.2.2 Försöksverksamheten... 13 4 Produktionssätt... 14 4.1 Spannmål... 14 4.1.1 Tillverkningsprocessen... 14 4.1.2 Biprodukter... 16 4.2 Cellulosa... 17 5 Råvaror... 22 5.1 Spannmål... 22 5.1.1 Spannmålsresurser i Sverige... 22 5.1.2 Leverans, pris och kvalité hos spannmål... 24 5.2 Skog... 25 5.2.1 Hållbart skogsbruk... 26 5.2.2 Potential... 26 5.2.3 Skogsbioteknikforskning... 27 5.2.4 Den svenska skogen... 28 5.2.5 Produktionspotential... 29 6 Bensin vs Etanol... 32 6.1 Jämförelse mellan bensin och etanol... 32 6.2 Beräkningar... 33 7 Etanol och miljö... 36 8 Slutsats och diskussion... 38 9 Referenslista... 42 9.1 Elektroniska... 42 9.1.1 Tryckta källor... 45 9.1.2 Intervjuer... 46

1 Inledning FN: s klimatpanel IPCC är eniga om att människans användning av fossila bränslen förstärker växthuseffekten, vilket kan leda upp till en 6 gradig medeltemperatursökning under en 100- årsperiod. Jordens medeltemperatur har stigit med 0,7 grader de senaste 100 åren. Störst påverkan på växthuseffekten anses koldioxidutsläppen ha, vars halt i atmosfären ökat med 30 % jämfört med för 200 år sedan. (Konsumentverket, 2009-03-03) En stor del av dagens forskare säger att vi i västvärlden inom en 50-årsperiod måste minska utsläppen från fossil energi med cirka 65 %. Annars kan det komma att innebära allvarliga miljöproblem och extrema väderförhållanden. (BAFF:1, 2009-01-28) Det finns en tro på att den onormala ökningen utav växthusgaser i atmosfären går att bekämpas om vi alla hjälps åt. Det går även att skönja en vilja till förändring bland världens länder, genom att många skrivit på Kyotoprotokollet som är ett avtal om att minska växthusgaserna i världen. Även reglering från EU finns om att minska koldioxidutsläppen från personbilar. Det mål som finns är att en bil inte ska släppa ut mer än 120 g CO 2 per kilometer, 2005 släppte nyregistrerade bilar ut, i genomsnitt, 179 g CO 2 per kilometer. (Konsumentverket, 2009-03-03) Vanliga alternativ är då att tanka bilarna med alternativa bränslen så som biogas eller alkohol. En alkohol som fått ett uppsving de senaste åren är etanol som både används som inblandning i bensin och som E85 (bränsle innehållande 85 % etanol). Däremot är användandet i dagsläget inte helt oproblematiskt, då det i samhället ständigt kretsar diskussioner kring dess vara eller icke vara. På den sidan som är för hävdas att användandet av etanol inte leder till något nettotillskott av koldioxid, då den binds i de grödor som används till produktionen. På andra sidan finns de som hävdar att etanolproduktionen hotar mängden mat och då indirekt priset på mat. Det går att finna argument som styrker båda dessa sidor. Viktigt blir då att ta hänsyn till hur etanolen produceras och sedan transporteras. I Sverige importeras största delen från Brasilien, men det finns även en viss egen tillverkning. 3 av 46

1.1 Problemformulering Syftet med rapporten är att jämföra de olika sätten som finns i Sverige för att producera etanol. En undersökning görs även på vilka möjligheter det finns att byta ut bensinen i Sverige mot egenproducerad etanol. Rapporten avgränsas till två fabriker i Sverige som producerar etanol. NBE Sweden som ägnar sig åt cellulosaproducerad etanol och Agroetanol som tillverkar etanol av spannmål. 1.2 Metod Efter att vi avgränsat oss till de två olika produktionssätten som finns i Sverige gjordes en grundläggande inläsning på de olika produktionssätten. Mycket information återfanns på respektive företags hemsida, men för att få en djupare förståelse för processen valde vi att kontakta företagen. Detta resulterade i två studiebesök, ett på NBE Sweden:s fabrik i Sveg och ett på Agroetanol i Norrköping. På Agroetanol gjordes en rundtur på fabriken och två gruppintervjuer. I Sveg gjordes en intervju med platschefen och sedan en rundtur i fabriken. Ytterligare kontakt med fabrikerna gjordes via mailintervjuer. 4 av 46

2 Etanol Etanol tillhör den kemiska gruppen alkoholer och bär även namnet etylalkohol med den kemiska formeln C 2 H 5 OH. I och med att den har en kort kolkedja, se Figur 1, så är lösligheten i vatten jämförelsevis hög för att vara en alkohol. Densiteten för etanol är 0,789 kg/dm 3 vilket är något lägre än för vatten som har 1 kg/dm 3. Till vardags finner vi vanligen etanol i bland annat alkohol i form av öl och vin, lösningsmedel i spolarvätska samt som bränsle till fordon. (Allt om vetenskap, 2009-01-21) Figur 1 Etanol (Lunken, 2009-01-21) Framställningen av etanol sker på två sätt, antingen syntetiskt eller biologiskt. Den syntetiska etanolen framställs genom hydrering av eten för att främst användas inom industrin. Däremot är den biologiska framställningen, genom jäsning/fermentering, det vanligaste sättet att framställa etanol. (Allt om vetenskap, 2009-01-21) Hydrering av eten till etanol Fermentering av socker till etanol Beroende på vilken råvara som används, så kan två olika tekniker användas för att framställa etanol på biologisk väg. De två olika typerna benämns som bioetanol och cellulosaetanol. Bioetanol framställs genom att stärkelserika råvaror, så som spannmål, sockerbetor och majs, bryts ned med hjälp utav enzymer till sockerlösning som sedan jäses till etanol och koldioxid. Spannmålsetanolen var den etanol som först produceras i Sverige och kallas därför även för första generationens etanol. Andra generationens etanol är cellulosaetanol som framställs av träråvaror. Där sockret frigörs ur cellulosan med hjälp av syra och sedan jäses till etanol. (SEKAB:1, 2009-01-21) 5 av 46

Allt sedan 1970-talet så har produktionen av etanol i världen stadigt ökat. Från att det mest producerats dryckesetanol till att idag producera mest drivmedelsetanol. En förklaring till svängningen kan vara den rådande klimatdiskussionen som bland annat handlar om att minska de utsläpp som ger en negativ påverkan på klimatet. Där koldioxid anses vara en av de största bovarna. (SEKAB:2, 2009-01-28) Brasilien och USA är de länder i världen som producerar mest etanol. Brasilien använder sig av sockerrör och USA utav majs. Sverige som ligger på tredjeplats, efter just Brasilien och USA, i världen att konsumera etanol är däremot inte lika stora då det handlar om produktion. Dock finns några få anläggningar som producerar etanol där främst spannmål eller träråvaror används. (SEKAB:1, 2008-01-28) Den totala etanolproduktionen under 2006 uppgick till 70 miljoner liter. (Realtid, 2009-03-06) I Sverige finns en mängd olika föreningar och organisationer som arbetar för att den etanol som används eller tillverkas i Sverige ska vara så ren som möjligt. Någon värda att nämna är Svensk Etanolutveckling som grundades 1983 med syftet att utveckla teknik för produktion och användning av biobaserad etanol. (BAFF:3, 2009-02-09) 1999 ändrades namnet till BioAlcohol Fuel Foundation (BAFF) För att etanol ska bli en del av dagens samhälle är det många saker, som enligt BAFF, ska passa tillsammans. Se Figur 2 för att få en bild de mest centrala delarna. Figur 2 Utvecklingskedjan (BAFF:4, 2009-02-02) I Sverige finner vi råvarupotentialen i form av skogsråvaror och odlingar. Det finns möjligheter att öka mängden råvaror som kan avsättas till etanolproduktion. Detta i form av att det finns mycket skog att ta av och mark som ligger i träda kan göras odlingsbar. Ju större skala etanol produceras i desto billigare kan den bli och därmed ett alternativ till den brasilianska etanolen. Det finns olika möjligheter för fordon att tillgodose drivmedelsbehovet från etanol. Vanligast används etanolen som inblandning i bensin eller som drivmedlet E85 som innehåller 85 % etanol och 15 % bensin. För att introducera nya drivmedel så är distribution en viktig del i kedjan i form av att den ska finnas tillgänglig för användaren men inte kräva stora investeringar eller fraktkostnader för distributören. Ytterliggare problem som 6 av 46

införandet av nya drivmedel står inför kan avhjälpas med olika lagar och regler. I dagsläget är dock inte regelverket för etanol helt utvecklat. Kedjan som avslutas med länken marknadskraft som syftar till den efterfrågan av etanol som kommer från slutanvändarna och ger etanol en större konkurrenskraft som framtida bränsle. (BAFF:5, 2009-02-23) För att få ytterligare förståelse för i vilken utsträckning etanol används i Sverige så kommer här en tabell på etanolleveransen i Sverige under 2006 och 2007. (SCB, 2009-03-06) Tabell 1 Siffror över etanolleverans i Sverige 2006 och 2007 (siffror är i 1000 liter) 2006 2007 Bensin med 5 % inblandad etanol 4 966 041 4 885 328 Där av etanolvolym 248 302 244 266 Ren etanol (100 %) inkl E85, E92 72 303 114 971 Total etanolvolym 320 605 359 237 7 av 46

3 Presentation av studieobjekt Nedan följer två presentationer över de valda studieobjekten, Agroetanol och NBE Sweden AB. 3.1 Agroetanol Inom områdena livsmedel, energi och lantbruk är Lantmännen en av Nordens största koncerner. Koncernen ägs av 46 000 svenska lantbrukare och är verksam i 19 länder. De har 13 000 anställda och omsätter 36 000 miljarder. (Lantmännen: 1, 2009) Organisationen inom koncernen visas i Figur 3. (Lantmännen: 2, 2009) Figur 3 Organisationsschema över Lantmännen 3.1.1 Lantmännen Energi och Agroetanol Agroetanol är en del av Lantmännens energiinriktade verksamhet. I denna verksamhet finns även ytterligare områden, dessa presenteras i organisationsschemat i Figur 4. (Lantmännen: 3, 2009) Figur 4 Organisationsschema över Lantmännen Energi 8 av 46

Lantmännen Agroetanol är den enda producenten i Sverige som har storskalig produktion av etanol gjord av spannmål. Tillverkningen sker i Norrköping och är till största del baserad på höstvete som huvudråvara men även korn och rågvete används. Agroetanol började med sin tillverkning av etanol 2001. Anledning till detta var att, tillsammans med stora oljebolag, få erfarenhet av etanoltillverkning. (L A drivkraft från naturkraft, 2009) Den första produktionslinjen (Agro 10) har hittills genererat 60 miljoner liter etanol. Eftersom efterfrågan på etanol har ökat, har ytterligare en produktionslinje (Agro 12) införskaffats, som invigs 2009. (Lantmännen: 4, 2009) Den totala produktionen kommer då upp i 200 miljoner liter etanol per år, vilket motsvarar ca 3 % av Sveriges bensinförbrukning. Till denna tillverkning behövs 540 000 ton spannmål, som är 10 % av den svenska spannmålsskörden. Det betyder att 1 ton spannmål kommer att ge ungefär 370 l etanol. Utöver etanolen produceras också 175 000 ton djurfoder av de biprodukter som blir. (Lantmännen: 5, 2008) I Agroetanols energipolicy står att läsa att deras målsättning är att på ett kostnadseffektivt sätt och med en liten miljöpåverkan producera etanol. Fokus ligger på energi och råvarukostnader då verksamheten förändras och utvecklas. Produktionen förbättras kontinuerligt och de lagar som finns inom energiområdet utgör enbart minimikrav. (Lantmännen: 7, 2008) Eftersom Agroetanol får sin energi från biobränsle är klimatpåverkan låg. Den mängd växthusgaser som bildas under produktion beräknas enligt EU: s direktiv, som kom i januari 2008, och som beskriver hur växthusgasutsläpp ska dokumenteras och beräknas. Beräkningarna bygger på vilka växthusgasutsläpp som blir under biodrivmedlets hela livscykel. Den etanol som Agroetanol producerar släpper ut 71 % mindre växthusgaser än ett fossilt drivmedel. Största delen av denna minskning beror på att energin som tillförs processen är bioenergi. Lantmännen själva har räknat ut att det blir en minskning med 80 % av växthusgaser om etanol används istället för bensin. Varför denna siffra skiljer sig från EU: s beror bland annat på beräkningar angående utsläpp vid odlingen av spannmål. (L E Bra eller dålig etanol?, 2008-05) 3.1.2 Energiutbyte I Norrköping är Agroetanols fabrik en del av ett kombinat, vilket innebär att de har ett högt energiutbyte. Detta uppnås genom att de energirika biprodukter, som blir då etanolen produceras, tas tillvara. Agroetanol får sin energi till produktionen, från närmsta grannen, 9 av 46

E.ON. E.ON:s kraftvärmeverk använder sig av biobränsle för att tillverka grön el och värme, som Agroetanol sedan använder i sin tillverkning. Agroetanol har själva en uträkning som visar att energiutbytet i fabriken är 1:5, den siffran är uträknad genom att dela energiutbytet med energiinsatsen. Som energiinsats räknas den energi som går åt vid odling av spannmål, transport av spannmål och drank samt den energi som används för att driva fabriken. Till energiutbytet räknas förutom etanolen också värme, el och djurfoder. I Figur 5 visas Agroetanols energikretslopp. (L A Spannmålsetanolens miljöprestanda, 2009) Figur 5 Energikretslopp på Agroetanol Pål Börjesson (2008) som är energiforskare vid Lunds tekniska högskola, har gjort beräkningar på hur energiutbytet vid etanolproduktion av spannmål ser ut. Enligt honom går det åt 4,2 MWh per hektar och år för att odla spannmål, tillverka maskiner och gödsel, underhåll och så vidare. Spannmålsskördens energiinnehåll ligger på 33 MWh per hektar och år då en genomsnittlig skörd ligger på 7,5 ton och med en vattenhalt på 15 %. Den energi som går åt att transportera spannmålen är 5 % av den totala energiinsats som är vid odling av spannmål, och för att transportera dranken behövs 3 %. Energiinnehållet i etanol är 55 % av den energi som finns i spannmål och den energi som behövs för att driva anläggningen är 50 % av etanolens energiinnehåll. Genom denna information fås följande energischema, se Figur 6. 10 av 46

Figur 6 Schema över energiflöde då etanol produceras av spannmål, MWh per hektar och år Energiinsats blir då: 4,6 MWh + 9 MWh = 13,6 Mwh Energiuttag utan drank: 18 MWh 18 / 13,6 = 1.3 energiutbyte Om dranken tas till vara fås ett energiutbyte på 29 / 13,6 = 2,1 Om även halmen som blir vid skörd tas tillvara räknar Börjesson ut att det går att få ett energiutbyte på 3,3. Halmen kan användas till biobränsle och indirekt driva anläggningen. Börjesson hävdar att det går att komma upp till ett energiutbyte på 5,0, detta är samma siffra som Agroetanol använder sig av i sitt energikretslopp, se Figur 5. Detta höga energiutbyte förutsätter att energiinsatsen fördelas optimalt mellan etanol, drank och halm samt att en så kallad systemutvidgning görs. Med systemutvidgning menas att alternativa produkter som biprodukterna kan tänkas ersätta tas med i beräkningarna. Alla beräkningar bygger på att den solenergi som är lagrad i spannmålen anses vara gratis. Av de siffror som är givning i Figur 6 går det att räkna ut en spannmålsanläggnings verkningsgrad. Verkningsgraden beräknas genom att ta den energimängd som fås ut från anläggningen dividerat med den energi som tillförs. Energiinnehållet i etanolen och dranken är 29 MWh och är den energi som anläggningen levererar. Den energi som levereras till anläggningen är den energi som är lagrad i spannmålen samt den bioenergi som krävs för att driva anläggningen. Genom detta resonemang fås följande verkningsgrad; η anläggning = (18 + 11) / (33 + 9) = 0,69 = 69 % 11 av 46

Denna beräkning är något förenklad men ger en någorlunda bild av anläggningens kapacitet för att omvandla spannmål till etanol. Värt att notera är att anläggningens verkningsgrad endast skulle vara 43 % om dranken inte togs tillvara. 3.2 NBE Sweden AB National Bio Energy Sweden AB bildades i september 2006 och ägs i dagsläget till 80 procent av de kinesiska energibolagen Stategrid of China samt Dragon Power medan Härjedalens Miljöbränsle AB och Härjedalens kommun äger 10 procent vardera. I juli 2007 togs beslutet att en försöksanläggning skulle byggas där i första hand socker skall utvinnas ur cellulosabaserad råvara för att vidare jäsas till etanol. Försöksanläggningen inkluderar ett 1.000m 2 stort växthus för odlingsförsök. I november 2007 påbörjades uppförandet av försöksanläggningen i Sveg i anslutning till en befintlig torvbrikett- och pelletsfabrik, och är i dagsläget ännu inte helt fullständig. Försöken kommer att fortsätta under 2009 för att eventuellt utvecklas under 2010 med syfte att utvinna socker ur andra cellulosabaserade råvaror som halm och contorta etc. Företagets vision är att utveckla energieffektiv teknik där etanol, el och förädlade biobränslen kan utvinnas ur cellulosabaserad skogsråvara i en kommersiell fabrik år 2012. (Etanolförsök i Sveg, 2009-01-19, Fritz 2009) Målsättningen med etanolfabriken är att producera 75 miljoner liter etanol per år från och med år 2012. Den totala kostnaden för nuvarande etanol och växthusförsök i Sveg är budgeterad till 68 miljoner kronor och finansieras genom ägarbolagen, energimyndigheten, EU:s regionala utvecklingsfonder samt länsstyrelsen i Jämtland. Utan de kinesiska energibolagens investeringar i projektet är det mycket tveksamt om projektet hade varit genomförbart. Anledningen till det kinesiska intresset grundar sig i att Kina har mycket god tillgång av halm och ser intresset i att tillgodogöra sig teknologi för att utnyttja detta. (Görgård, Fritz 2009) 3.2.1 Bioenergi-Kombinat Etanolfabriken kommer att ingå i ett bioenergi-kombinat som integreras med den befintliga brikett- och pelletsfabriken som då kommer att kunna dra nytta av överskottsvärme för att exempelvis torka torv. Från etanolproduktionen fås en restprodukt som kallas lignin som kommer att användas för pelletstillverkning. Visionen är att överskottsvärmen ska integreras med Svegs fjärrvärmenät samt användas som värmekälla i ett stort växthus i anknytning till etanolfabriken där tomater ska odlas. Tanken är att grön koldioxid från etanoltillverkningen ska pumpas in i växthuset istället för att släppas ut i luften, på så vis kan växterna direkt ta upp koldioxiden. Överskottsvärme och restprodukter kommer att användas för att generera 12 av 46

10-15 MW grön el. Se Figur 7 för vision över kombinatet. (Görgård, Fritz 2009) Tanken med kombinatet är att lokal och förnyelsebar skogsråvara skall omvandlas till ett regionalt biobränsle. Att kombinatets olika delar samverkar är viktigt för att fabriken ska nå en hög verkningsgrad och ge möjlighet till god lönsamhet. Den totala verkningsgraden för etanolfabriken kommer att ligga på ca 85-90 % av ingående energi från vedråvaran. Att det finns god regional tillgång till förnyelsebara biobränslen är en grundförutsättning för uthållig utveckling, bättre miljö och hög konkurrenskraft. Kombinatets strategiska läge ger minskade transporter då de kan dra nytta av regionens skogsbruk och industrier. (Bioenergi Kombinatet, 2007) Figur 7 NBE Sweden:s vision av kombinatet 3.2.2 Försöksverksamheten I utvecklingsarbetet verkar ÅF som tekniska konsulter medan Lunds Tekniska högskola deltar som forskare och bidrar med försöksutrustning. Till att börja med ligger fokus på det så kallade hydrolyssteget då detta är den kritiska delen i processen. Målsättningen är att ur ett ton torr skogsråvara få ut 200-250 liter 100 % etanol. De råvaror som ska användas är i första hand tall och gran men på sikt finns en förhoppning om att kunna utveckla processerna så att även halm och contorta kan användas. Om kombinatet blir framgångsrikt och tekniken kan utvecklas blir det ett av de första i världen av sitt slag samtidigt som tekniken skulle kunna användas på många ställen. (Bioenergi Kombinat, 2007) 13 av 46

4 Produktionssätt Här presenteras de två produktionssätt som finns i Sverige, första generationens teknik som Agroetanol använder sig av och NBE Sweden AB som gör etanol enligt andra generationens teknik. 4.1 Spannmål Spannmålsbaserad etanol framställs oftast genom jäsning. Under tillverkningen av etanol på Agroetanol genomgår spannmålen fem steg, innan den blir till etanol; malning, inmäskning, jäsning, destillation och absolutering. De olika stegen visas i Figur 8, där även ett sjätte steg finns med där restprodukter blir till djurfoder. (Lantmännen: 8, 2009) 4.1.1 Tillverkningsprocessen Figur 8 Tillverkning av etanol på Agroetanol I det första steget levereras spannmålen genom lastbilstransporter till fabriken där den rensas och mellanlagras i silos. De tre olika sädesslagen blandas och sedan siktas för att få bort smuts och grus. Spannmålen males till ett grövre mjöl med hjälp av kvarnar. I den nya anläggningen används fyra valskvarnar och i den gamla anläggningen är det två hammarkvarnar. (Oliver Teichert, 2009) Spannmålsmjölet blandas därefter med processvatten och färskvatten i en tank. Till blandningen tillsätts även enzymer, dessa ska fungera som en katalysator till nedbrytningen av stärkelsen. Det enzym som används är α-amylas och den klipper sönder stärkelsekedjorna. Hela denna process kallas för inmäskning och tar ungefär 1 timme. I likvifieringen tillsätts 14 av 46

ytterligare enzymer samt värme, detta för att stärkelsen ska brytas ner till socker/sockerlösning, det vill säga till den så kallade mäsken. Likvifieringen görs stegvis för att undvika klumpar, detta tar 4 timmar och därefter kyls mäsken ner, från 85 grader till 33 grader, och fortsätter till jäsningstankarna. Nerkylningen beror på att jästen skulle dö om massan som kom in var för varm. Den värme som kyls bort återanvänds till stor del i processen. Dock försvinner en del värme i kyltornen, där det även förbrukas mycket vatten som avdunstar i form av ånga. (Oliver Teichert, 2009) (C 6 H 10 O 5 )n + nh 2 O nc 6 H 12 O 6 stärkelse + vatten glukos Under jäsningen tillsätts jäst till mäsken, detta för att omvandla sockerlösningen till etanol. Jäsprocessen tar 50 timmar och resulterar i att mäsken har en etanolhalt på 10 %. För att höja etanolhalten destilleras mäsken, den etanolhalt som önskas är 99,8 %. Under destillationen värms mäsken upp för att särskilja den från etanolen. Separationen bygger på att etanolen kokar bort före mäsken och vattnet. Under destillationen används stora mängder ånga, för att kunna ta tillvara energin och återanvända den finns flera värmeväxlare. För att få etanol med halten 99,8 % avlägsnas det sista vattnet med hjälp av en molekylärsikt. Denna sista del i processen kallas för absolutering. Tillverkningsprocessen är hela tiden pågående. (Oliver Teichert, 2009) nc 6 H 12 O 6 nc0 2 + (C 2 H 5 OH)n glukos koldioxid + etanol För att få ut så mycket energi ur processen som möjligt genomför även ett sjätte steg. Den alkoholfria mäsken, så kallad drank, som blir kvar efter jäsningen kan användas som djurfoder. Dranken är full av protein och fungerar därför bra som foder. Större delen av dranken torkas och omvandlas till pellets, och säljs sedan som Agrodrank 90. (LA Produktion, 2009) För att få en bra kvalité på djurfodret måste dranken separeras från det resterande vattnet, detta görs genom centrifugering i dekantrar. Dekanteringen ger drankvatten och våtkaka. Drankvattnet som blir över skickats till indunstering och återförs till processen. I indunsteringen råder ett undertryck vilket medför att vattnet kockar vid en lägre temperatur, detta är ett energieffektivt sätt att utvinna vattnet. Det som blir kvar, när vattnet har återgått till processen, kallas för sirap. Denna sirap kan användas som foder, gödsel och biogasråvara. Våtkakan och sirapen skickas till torkarna, våtkakan går från en torrsubstanshalt på 33 % till en på 91 %. Sammansättningen pelleteras, sirapen hjälper till att hålla samman 15 av 46

blandningen. De avgaser som blir under torkningen innehåller förutom vattenånga också kolväten. Dessa gaser förbränns i en RTO som är en oxidationsprocess, detta för att minska de illaluktande dofter som annars förekommer. Hur processen ser ut i ett processchema visas i Figur 9. (Oliver Teichert, 2009) Figur 9 Förtydligande bild över etanolframställning på Agroetanol 4.1.2 Biprodukter För de biprodukter som bildas finns det olika användningsområden. I framtiden kan spillvärmen som blir komma att användas som fjärrvärme. Under jäsningen vid etanolframställning bildas koldioxid. Det finns planer på att sälja den som tillsats i läsk eller till nedkylning av livsmedel. Eftersom koldioxiden kommer från spannmålen anses den som grön koldioxid, den är en del av det naturliga kretsloppet. (Ove Högman, 2009) Den viktigaste biprodukten är det proteinfoder som utvinns ur den alkoholfria mäsken. Djurfodret levereras till foderfabriker och gårdar i Sverige, men även en del används som bränsle för framställning av biogas. (L A drivkraft från naturkraft, 2009) 16 av 46

4.2 Cellulosa Då etanol tillverkas hos NBE Sweden AB genomgår råvaran fem steg, förbehandling, hydrolys, separering, fermentering och slutligen destillering. Beskrivning över dessa fem steg följer nedan. Se Figur 10 för översikt över de fem steg som finns i tillverkningsprocessen. Figur 10 Översikt över hur skogsråvaran behandlas för att i slutändan bli till etanol, pellets etc. Förbehandling Processen börjar med att cellulosa i form av skogsråvara samlas in och mals. Vidare så sorteras eventuell smuts, stenar och överflödigt material bort för att inte riskera att sätta igen systemet. Hydrolysen Det råflis av gran och tall som används i försöksanläggningen innehåller ca 50% fukt och behandlas med en svag lösning av svavelsyra innan den hissas upp till toppen av tornet för att fortsätta genom hjärtat i försöksanläggningen, det vill säga hydrolysen. 17 av 46

Figur 11 Intag av svavelsyrabehandlat råflis vid försöksanläggningen i Sveg Den svavelsyrabehandlade träråvaran upphettas i hydrolysen med mättad högtrycksånga vid 180-230 grader och 25-30 bars tryck. Genom inverkan av syra, tryck, temperatur och tid så förlorar träråvaran sin struktur så att cellulosa och hemicellulosa (från cellväggarna) kan spjälkas till sockerarter. Den slurry som bildas består av lignin, restfibrer vatten samt 6-12 % socker. Även om processen i dagsläget utgår från en svagsyra-hydrolys så är processen anpassad för att i framtiden kunna byggas på med ett enzymsteg efter hydrolysen. I det fallet kommer hemicellulosan att brytas ned i hydrolysen medan enzymerna tar hand om huvuddelen av cellulosan i ett andra steg. 18 av 46

Figur 12 Hydrolysanläggningen Separation De restprodukter som filtrerats bort innan fermenteringen innehåller lignin och en del cellulosafibrer och lignin som i framtiden skall tas tillvara i den intilliggande pelletsfabriken (Se Figur 13). De rester som blir kvar från destillationen kommer att kunna användas för att producera biogas i en rötningsanläggning alternativt som bränsle i ett mottryckskraftverk där ånga genereras för att sedan producera grön el till elnätet i framtida projekt. Etanolfabrikens spillvärme på 70-90 grader är tänkt att integreras med Svegs fjärrvärmenät och som värmekälla i ett stort växthus där i första hand tomater skall odlas. (Görgård, Fritz 2009) 19 av 46

Figur 13 Den befintliga brikett- och pelletsfabriken som etanolfabriken ska integreras med Fermentering Efter hydrolysen släpps vätskan ut till atmosfäriskt tryck i en särskild behållare. Genom filter separeras fasta ämnen där ibland lignin ifrån sockerlösningen som sedan går vidare till fermenteringen där jästsvampar tillsätts. Den jäst som används är i princip vanlig bageri jäst men kan till viss del optimeras för att bli effektivare. Se Figur 14 för fermenteringsanläggning. Under fermenteringen bildas etanol som sedan skall destilleras för att bli av med oönskade substanser för att få en ren etanol. I dagsläget är dock inte destillerings steg utbyggt i fabriken eftersom detta inte är någon ny teknik utan något som är sedan länge känt. Den stora svårigheten med att göra etanol från cellulosa ligger i hydrolyssteget som är avgörande för om försöksanläggningen skall bli lyckosam eller inte. För att uppnå bästa resultat och optimera försöksanläggningen kommer forskare från Lunds universitet samt kinesiska gästforskare att utvärdera försöken. 20 av 46

Figur 14 Fermenteringsdelen i fabriken under konstruktion, på toppen syns filtren där separeringen sker Destillering I försöksverksamheten är destilleringen inte en prioriterad del då detta är en sedan tidigare erkänd teknik som inte behöver utvecklas ytterligare. 21 av 46

5 Råvaror 5.1 Spannmål På Agroetanol tillverkas etanolen av flera råvaror, antingen de som innehåller socker eller stärkelse som kan brytas ner till socker. De sädesslag som används är höstvete, rågvete och korn. (Lantmännen: 8, 2009) Hittills har Östergötland, Södermanland och Örebro tillhandahållit den största delen av spannmål, men efter expansionen är även Mälardalen intressant som leverantör. De olika spannmålssorterna är fördelade så att 75 % kommer från vete, 15 % från korn och rågvete står för 10 %. (Marie Åfors, 2009) Agroetanol ser gärna att produktionen av hybriden rågvete ökar eftersom den har hög stärkelsehalt. Eftersom korn har en lägre halt stärkelse är etanolutbytet sämre, dock kan en viss inblandning göra att processen fungerar bättre. (Lantmännen: 6, 2009) Spannmålen består av 2/3 stärkelse som blir till etanol och koldioxid, den resterande 1/3 blir till foderpellets. Fodret innehåller förutom spannmål också jästrester. För att täcka spannmålsbehovet hos Agroetanol i framtiden kan det bli aktuellt att importera spannmål från Danmark eller Balkan. (Marie Åfors, 2009) 5.1.1 Spannmålsresurser i Sverige Ett av skälen till varför Agroetanol har valt att förlägga anläggningen till Norrköping är att Östergötland har en lång tradition av att vara en spannmålsrik region. (Marie Åfors, 2009) Eftersom spannmål är huvudingrediens i etanolframställningen är det viktigt att det finns att tillgå. Sverige har en landareal på 41,1 miljoner hektar (ne.se, 2009) av dessa är idag 2,7 % täckta av spannmålsodlingar, det vill säga 1 091 200 hektar. I uppgifterna över hur mycket hektar som avsätts till spannmål inkluderas sädesslagen; höstvete, vårvete, råg, höstkorn, vårkorn, havre, rågvete och blandsäd. I Tabell 2 redovisas hur skörden av spannmål har varit fördelad i hektarskörd och areal för 2008. (SCB:2, 2008) 22 av 46

Tabell 2 Hektarskörd, areal och total skörd år 2008 i Sverige Nedan följer beräkningar över hur många liter etanol som skulle kunna utvinnas ur Sveriges spannmålsproduktion 2008. Om etanolproduktionen skulle följa samma fördelning över spannmål som den gör idag, det vill säga 75 % höstvete, 15 % korn och 10 % rågvete fås följande beräkning; Till att framställa 1 liter etanol används 2,7 kg spannmål. Från Tabell 2 fås mängden ton höstvete, korn och rågvete enligt följande; Höstvete: 2 050 000 ton Korn: 60 000 + 1 741 000 = 1 801 000 ton Rågvete: 263 000 ton Utifrån detta går att avläsa att mängden rågvete är den begränsande spannmålssorten. Alltså fås att de 10 % rågvete som blandningen ska innehålla då är den mängd rågvete som finns att tillgå, det vill säga att 10 % rågvete = 263 000 ton rågvete. Utifrån detta fås då att 15 % korn = 394 500 ton korn och 75 % vete = 1 972 500 ton vete. Höstvete + korn + rågvete = 1 972 500 + 394 500 + 263 000 = 2 603 000 ton spannmål = 2 603 000 000 kg spannmål 2 603 000 000/2,7 964 000 000 liter etanol Om spannmålsmängden som idag finns att tillgå skulle användas till etanolproduktion hos Agroetanol skulle 964 miljoner liter etanol kunna produceras. För 2008 beräknades att 147 500 hektar åkermark låg i träda. (SCB:2, 2008) Denna mark skulle kunna användas för att odla de grödor som behövs för att tillverka etanol. För att kunna beräkna hur denna mark skulle kunna användas antas en del förutsättningar; det odlas bara 23 av 46

höstvete, rågvete och vårkorn. Då kan 100 % av maken användas till att odla vårkorn på våren och på hösten kan den fördelas mellan höstvete och rågvete. För att mängden höstvete som redan finns, 2 050 000 ton, ska kunna användas till etanoltillverkning behövs det 10 333 ton rågvete mer än vad som producerades under 2008. Om detta odlades på marken som ligger i träda går det åt 1 950 hektar, det finns då 145 550 hektar mark kvar i träda. På en hektar fås det 6570 kg höstvete, om detta ska omvandlas till etanol behövs det också (6570/75)*10 = 876 kg rågvete. Av trädan ska då 876/6570 = 13 % rågvete odlas och 83 % höstvete. Utifrån detta fås följande beräkning för hur många hektar av trädan som ska odlas till respektive gröda; Höstvete: 145 550 Ha * 0,87 = 126 628,5 Ha 126 628,5 Ha * 6570 kg/ha = 831 949 ton Rågvete: 145 550*0,13 = 18 921,5 Ha 18 921,5 Ha * 5300 kg/ha = 100 283 ton Totalt fås då Höstvete: 2 050 000 + 831 949 = 2 881 949 ton Rågvete: 263 000 + 10 333 + 100 283 = 373 610 ton Mängd vårkorn blir 147 500 Ha * 4 390 kg/ha = 647 525 ton Med samma resonemang som ovan, att 75 % av blandningen ska bestå av höstvete, 15 % av korn och 10 % är rågvete, fås följande; 75 % höstvete = 2 802 120 ton 15 % korn = 560 424 ton 10 % rågvete = 373 616 ton Detta ger en total mängd spannmål på: Höstvete + korn + rågvete = 2 802 120 + 560 424 + 373 616 = 3 736 160 ton Detta ger en etanolproduktion på: 3 736 160 000/2,7 = 1383 762 963 liter etanol 5.1.2 Leverans, pris och kvalité hos spannmål Bönderna får själva stå för transporterna av spannmålen till fabriken, det är ungefär 100 lastbilar om 37 ton spannmål som varje dag gör leveranser. Innan lastbilarna lossas görs kontroller av spannmålen, det som undersökt är protein-, stärkelse- och vattenhalt. Beroende 24 av 46

på halterna räknas ett pris ut, alla lastbilar får ett individuellt pris på sin spannmål men ungefär ligger priset på 1,20 kr/kg. (Marie Åfors, 2009) De som tillverkar etanol av spannmål och de som tillverkar mjöl har olika preferenser för vad som är bra spannmål. De på Agroetanol vill ha spannmål med hög stärkelsehalt eftersom störst mängd etanol kan utvinnas då. De som istället använder spannmålen som livsmedel vill ha hög proteinhalt. Om spannmålen får hög protein- eller stärkelsehalt beror dels på hur bonden väljer att odla sin gröda men också på väder och vind. Förra året (2008) var skördarna utsatta för väderomväxlande regn och sol, detta medförde att skördarna passade bättre för etanoltillverkning än som livsmedel. Eftersom Agroetanol använde de rester som blir över vid etanoltillverkning till att göra djurfoder kan inte spannmålen hålla en alltför dålig kvalité. Ofta så är det till och med så att djurfoder har högre krav på sig än vad livsmedel har. Att använda biprodukten till att framställe djurfoder minskar Sveriges behov att importera sojamjöl från Brasilien, sojamjölet används idag som djurfoder (Marie Åfors, 2009) 5.2 Skog Många människor värderar skogen högt för natur- och kulturupplevelser, mycket tackvare de möjligheter som allemansrätten erbjuder. En viktig princip för det svenska skogsbruket är samspelet mellan skogsbruk, friluftsliv och turism etc. Skogen är en viktig del i den svenska ekonomin och med rätt utveckling kan den bli än mer betydande. Sverige ligger i världstoppen inom skogsindustrin och 11 % av vår totala export kommer från skogen. (Skogen & klimatet, 2009) Skogen har aldrig tidigare stått i så tydligt fokus i framtidsfrågor som idag. Istället för att förbruka jordens resurser bör förnyelsebara råvaror användas, hänsyns tas till miljön och användandet av fossila bränslen minskas. Skogen har något av en nyckelroll för klimatet då träden tar upp koldioxid ur luften och med hjälp av solens energi omvandlar den till syre och kolhydrater genom fotosyntesen. Kolhydraterna blir byggstenar i träden och på så vis lagras kol i skogen. I Sverige är tillväxten större än avverkningen och således ökar mängden bundet kol successivt. Skogen tar faktiskt upp mer koldioxid än alla de fossila koldioxidutsläpp som sker i landet enligt den kartläggning som Sveriges Lantbruksuniversitet (SLU) och Mitthögskolan under 8 år gjort över den svenska skogens påverkan av koldioxid i atmosfären. Studierna visar att ju snabbare skogen växer, desto mer koldioxid fångas upp så i 25 av 46

klimatsynpunkt är det bättre att bruka skogen än att låta den stå orörd. Genom ett aktivt skogsbruk med tillverkning av träprodukter samtidigt som avverkningsresterna tas tillvara till exempelvis el- och värmeproduktion etc. kan de svenska koldioxidutsläppen minska. Träavfall och biprodukter från tillverkningen av träprodukter skulle kunna ersätta fossila bränslen i form av bioenergi vilket också skulle kunna bidra med en minskning av koldioxidutsläppen. (Skogen & klimatet, 2009) 5.2.1 Hållbart skogsbruk Hållbar utveckling är ett uttryck som stiftades i en FN-rapport redan 1987 och bygger på grundtanken att samhällets behov skall tillgodoses utan att kommande generationers möjligheter äventyras. Tanken bygger på tre ledord, miljöhänsyn, socialt ansvar och ekonomisk tillväxt. Det svenska skogsbruket ligger i världstoppen sett till produktivitet och naturvårdskrav som tas till all skogsmark och inte bara reservat som i många andra länder. Vid skogsavverkningar skyddas känsliga arter, skyddszoner sparas och död ved lämnas kvar för att gynna den biologiska mångfalden. Skogsägarna har ett ansvar för skogsskötsel och återplantering och enligt en statlig utvärdering från 2006 konstaterades att skogsbruket fungerar bra med ett ökande virkesförråd. Dock framkom också vissa brister där för få träd sparats eller mål om föryngringsarbeten inte uppnåtts i vissa fall. I utvärderingen fastslogs också att skogsbruket har en viktig roll i att minska Sveriges beroende av olja och utsläpp av växthusgaser. Att skogsråvaran används så effektivt som möjligt är en grundförutsättning för ett hållbart skogsbruk. Massa- och pappersbruk, sågverk samt biobränsleproduktion är delar i ett industriellt system som tar tillvara denna råvara i en mycket hög grad. De olika aktörerna använder olika delar av skogsråvaran och kan utbyta biprodukterna mellan sig. (Skogen & klimatet, 2009) 5.2.2 Potential I en statlig skogsutredning som gjorts 2007 konstaterades att det finns stor potential till ökad skogstillväxt och virkesproduktion. Förslag som uppkommit är bland annat att jordbruksmark som inte längre används kan beskogas samtidigt som skogen kan gödslas i större omfattning. Att dika ur och rensa gamla dikessystem och begränsa viltskadorna på skogen skulle också höja produktiviteten. Genom att välja bästa möjliga plantor och föryngringsmetoder och i 26 av 46

större mån nyttja så kallade högproduktiva trädslag skulle även det bidra med ökad tillväxt. (Skogen & klimatet, 2009) Uttaget av biobränsle från skogen i form av grot, det vill säga grenar och toppar, har ökat på sistone och uppgår till ca 7 TWh per år. Dessutom finns en stor outnyttjad potential. I och med stigande priser på biobränsle kan det också bli lönsamt att ta tillvara på stubbar och andra skogsbränslen. På sikt beräknas den outnyttjade potentialen från skogen kunna överstiga 20 TWh vilket skulle motsvara uppvärmning av 450 000 villor under ett helt år. I princip alla obehandlade träprodukter i Sverige återvinns på ett eller annat sätt, vanligtvis som energi då trä är ett eftertraktat biobränsle exempelvis i kraftvärmeverk. (Skogen & klimatet, 2009) 5.2.3 Skogsbioteknikforskning Svensk forskning inom skogsnäringen håller världsklass på flera områden. Vi ligger i topp inom skogsbioteknikforskning och tillsammans med Finland är vi världsledande på massa- och pappersprodukter. Även om fortsatta forskningsframsteg är viktiga så ligger Sverige långt fram när det gäller bioenergi och skogsbaserade fordonsbränslen. Forskningen kan i sin tur öppna nya affärsområden som till exempel inom skogsbaserade bioraffinaderier där vår världsledande forskning kan göra oss till leverantör av skogsbaserade fordonsbränslen. Den svenska skogen medför möjligheter för utveckling av Sveriges ekonomi såväl som för klimatet. (Skogen & klimatet, 2009) Enligt utredningar om klimat och sårbarhet kan temperatur- och nederbördsförändringar påverka det svenska skogsbruket markant. Tillväxten av tall, gran och björk kan stiga med ett varmare klimat samtidigt som riskerna för stormfällningar, brand eller insektsangrepp också ökar. För att hantera situationen krävs ökade kunskaper och flexibilitet. (Skogen & klimatet, 2009) För bara 150 år sedan användas råolja i huvudsak i fotogenlampor. Idag raffineras över 2000 produkter ur råoljan där bensin är en av de viktigaste. Lika som råolja visat sig ha en fantastisk möjlighet till förädling och förändring så har biologiska råvaror goda förutsättningar. I ett bioraffinaderi förädlas alltså biologisk råvara som exempelvis ved på motsvarande sätt som ett oljeraffinaderi förädlar råolja. I slutet av 2005 sattes ett nationellt mål om oljeoberoende år 2020 av en kommission som tillsatts av den svenska regeringen. Ett djärvt mål som kan lyckas om vi alla drar åt samma håll. Framtidens Bioraffinaderi är en del i 27 av 46

en förändrad omvärld där de svenska barrträden får konkurrera med snabbväxande träd från Sydostasien och Sydamerika. De digitala medierna gör dessutom tidningsläsande mindre viktigt och behovet av papper kan därför minska. För att behålla värdet av den svenska skogsindustrin och utvecklas vidare bör vi få ut mer än bara trävaror och pappersmassa ifrån den. ( Framtidens Bioraffinaderi, 2009) 5.2.4 Den svenska skogen Vi har idag mer skog i Sverige än någonsin i historien. För varje träd som avverkas planteras 2-4 nya träd vilket bidrar till att tillväxten är större än avverkningen. Varje år planteras 330 miljoner plantor och det finns idag ca 60 miljarder träd i Sverige. Skogsindustrin anser att det finns betydande potential för ökad tillväxt hos skogen och har som målsättning att den svenska skogen ska öka med 20 miljoner kubikmeter per år fram till år 2020. (Skogen & klimatet, 2009) Ungefär 60 % av Sveriges landyta, det vill säga 23 miljoner hektar, är täckt av skog och trädplanteringar. Över 80 % av skogen består av barrträd och även om skogsbruk har bedrivits på nästan all skogsmark så har vi förhållandevis många gamla skogar. (Naturvårdsverket, 2008) Totalt finns ungefär 1230 miljoner kubikmeter tall och 1297 miljoner kubikmeter gran i Sverige, det vill säga drygt 2500 miljoner kubikmeter barrskog. (Skogsstyrelsen, 2008) Vårt svenska skogsförråd har under de senaste hundra åren ökat stadigt och är idag totalt omkring 3000 miljoner skogskubikmeter (SK), vilket är mer än någonsin tidigare. Den årliga tillväxten ligger på ca 4,71 skogskubikmeter per hektar skog. På de 23 miljoner skogshektar som finns blir det en total tillväxt på ca 108 miljoner skogskubikmeter. (Skogsstyrelsen, 2008) Bruttoavverkningen, det vill säga volymen av alla stammar som är fällda men även inkluderat icke tillvaratagna stammar som vid röjning etc. uppgick år 2007 till 95,5 miljoner skogskubikmeter. Skogskubikmeter är ett volymmått på hela stammen med bark ovanför stubben och används för att mäta stående skog. Nettoavverkningen, det vill säga stammar som helt eller delvis tillvaratagits, år 2007 var 77,6 miljoner fasta kubikmeter. Med fasta kubikmeter menas den fasta volymen där exempelvis luft i en trave är borträknad. (Skogsstyrelsen:2, 2009) Den genomsnittliga årliga tillväxten mellan 2002-2006 var för tall 40,1 och för gran 52,3 miljoner skogskubikmeter. (Skogsstyrelsen:3, 2009) I en förstudie som Härjedalens kommun tillsammans med 9 andra företag har gjort anses skogsbruket ha en stor potential. Skogsuttaget i Härjedalen, Jämtland, norra Dalarna och Ljusdals kommun är idag ca 8 miljoner skogskubikmeter, och skulle kunna ökas med 10 % 28 av 46

idag och upp till 37 % fram till 2035. Uttag av stubbar och grot kan ge ca 2,3 miljoner kubikmeter. (Bioenergi Kombinat, 2007) Trädslag Densitet torr barrved Total kvantitet Årlig tillväxt Årlig nettoavver kning Tall ~ 400 kg/m 3 1230*10 6 m 3 SK 40,1* 10 6 m 3 SK 77,6* 10 6 Gran ~ 400 kg/m 3 1297*10 6 m 3 SK 52,3*10 6 m 3 SK Gran + Tall: 2527*10 6 m³ SK 92,4*10 6 m³ SK 77,6*10 6 Skogsuttag närområde idag Uttag av stubb och grot 8 *10 6 m³ SK 2,3*10 6 m 3 Tabell 3 Sammanfattning över siffror om tall och gran i Sverige m 3 m 3 5.2.5 Produktionspotential Sedan tidigare vet vi att NBE-Sweden AB har en målsättning att få ut 200-250 liter 100 % etanol per ton torr skogsråvara. Den skogsråvara som ska användas är i första hand barrved, som har en genomsnittlig densitet på ungefär 400kg/fastkubikmeter enligt Svenska Trädbränsleföreningen. För att få ett perspektiv av vilka volymer etanol som kan tillverkas ifrån den svenska skogen har vi här valt att göra några beräkningar där vi undersöker vad vi skulle kunna få ut av årlig tillväxt, nettoavverkning, skogsuttag i närområde, potentiellt uttag av stubb och grot i närområdet samt hela den svenska skogen. I de beräkningar som görs inkluderas delvis de råvaror som används i den svenska virkes- och massaindustrin och dessa kvantiteter är naturligtvis inte realistiska utan snarare intressanta för att se vilket potential som finns i skogen. Det är givetvis väldigt svårt att uppskatta hur mycket grot och stubb som skulle kunna tas tillvara på, i de beräkningar som vi gjort har vi sett till den förstudie som bland annat Härjedalens kommun utförde 2006 för skogen i närområdet. Nedan följer beräkningar för hur mycket etanol som skulle kunna utvinnas ur skogen. 29 av 46

Mängd etanol som kan utvinnas ur all tall och gran som finns i Sverige: Om vi skulle göra etanol av all tall skulle vi få följande mängd etanol: 1230*10 6 kubikmeter*0,4 ton/kubikmeter = 492 000 000 ton Om vi räknar lite lågt på att vi får 200 liter per ton råvara får vi: 200* 492 000 000= 98 400 000 000 liter Då gran används som råvara fås följande mängd etanol: 1297*10 6 *0,4 = 518 800 000 ton 200* 518 800 000 = 103 760 000 000 liter Tall och gran kan tillsammans producera följande mängd: 98 400 000 000 + 103 760 000 000 = 202 160 000 000 liter Mängd etanol som kan produceras av total årlig tillväxt av tall och gran: Om all årlig tillväxt av tall används fås följande mängd etanol: 40,1* 10 6 *0,4 = 16 040 000 ton 200* 16 040 000 = 3 208 000 000 liter Den årliga tillväxten av gran ger: 52,3*10 6 *0,4 = 20 920 000 ton 200*20 920 000 = 4 184 000 000 liter Dessa tillsammans kan således producera 3 208 000 000 + 4 184 000 000 = 7 392 miljoner liter etanol. Av den totala nettoavverkningen skulle vi få: 77,6* 10 6 * 0,4 = 31 040 000 ton 200*31 040 000 = 6 208 000 000 liter Av totalt skogsuttag av Härjedalen:s närområde skulle vi få: 8*10 6 *0,4 = 3 200 000 ton 200*3 200 000 = 640 000 000 liter 30 av 46

Uttag av stubb och grot skulle kunna motsvara ca 2,3*10 6 kubikmeter vilket då motsvarar: 2,3*10 6 *0,4 = 2 300 000 ton 2 300 000*200 = 460 000 000 liter 31 av 46

6 Bensin vs Etanol Stycket nedan innehåller två delar varav den första delen består av grundläggande information om skillnader och likheter mellan etanol och bensin som fordonsbränsle. I den andra delen visas siffror och beräkna på vilken möjlighet det finns att byta ut dagens konsumtion av bensin i Sverige mot Svenskproducerad etanol. 6.1 Jämförelse mellan bensin och etanol I dagsläget är transportsektorns energianvändning till allra största del bestående av oljeprodukter. Andelen förnybara drivmedel är relativt liten men på uppsving under de senaste åren. Det syns en trend genom att miljömålen hårdnar, miljöbilsförsäljningen ökar och tankställen som erbjuder alternativa bränslen blir fler. En nödvändig förändring för att möta de nya miljömålen kan därför vara att minska mängden bensin som används till bilbränsle, för att på så sätt minska utsläppen av koldioxid. Detta görs antingen genom att effektivisera de bilar som finns idag eller genom att byta ut bränslet mot något alternativt. En teknik som kommit ganska långt är etanoltillverkningen som används till att blanda bensinen med etanol eller att helt byta ut bensinen mot E85 som innehåller 85 % etanol. (Ekonomifakta, 2009-03- 04) En skillnad mellan fossila råvaror och alkoholer är att de biomassebaserade alkoholernas nettotillskott av koldioxid, C0 2, är betydlig lägre än de fossila råvarorna. En bidragande faktor till detta är att lika stor mängd koldioxid som frigörs vid förbränning av bioalkoholen tas sedan upp vid fotosyntesen och tillväxten av ny biomassa. Dessutom ger alkoholer en del utsläppsfördelar jämfört med fossila drivmedel vad gäller kolväten, kväveoxid, partiklar, svavel, marknära ozon samt koloxid. Där det dock syns en ökning av utsläpp är acetaldehyd (etanal) som i och för sig inte anses ge någon större inverkan på omgivningen. Etanolavgaser ger lägre atmosfärisk reaktivitet vilket medför lägre mängder utav ozon. Luftburna genotoxiska ämnen, så som bensen, butadien och PAC, kommer vid etanoldrift att minska kraftigt. Bioalkoholer kan i dagsläget inte ses som ett totalt substitut för allt fossilt bränsle inom transportsektorn, men tillsammans med grön el, biogas och vegetabiliska oljor är bioalkoholer ett alternativ för en hållbar väg mot förnyelsebar energi för framtida transporter. (BAFF:2, 2009-02-09) Hur mycket växthusgaser som ett drivmedel släpper ut påverkar hur miljövänligt drivmedlet anses. Hur mycket växthusgaser bensin bidrar med beror på hur och var bensinen framställs, 32 av 46

det största bidraget fås dock under själva förbränningen i bilen. Ungefär 90 % av växthusgaserna kommer därför under själva användningen. Om bensinen blandas ut med 5 % etanol sjunker utsläppen med cirka 4 %. Om bilen istället drivs av etanol så beror mängden växthusgaser på hur etanolen är framställd. Oavsett hur etanolen är framställd bidrar den inte till växthuseffekten under själva användningen, utan under produktion. Nedan följer en tabell över de olika drivmedlens klimatpåverkan i form av växthusgasutsläpp. Tabell 4 Emissionsfaktorer/utsläppsfaktorer för drivmedel Komponent Emissionsfaktor exk. produktion kgco 2 /enhet Emissionsfaktor inkl produktion kgco 2 /enhet Bensin 2,36 kg/liter 2,77 kg/liter Etanol (Sockerrör från Brasilien) 0 0,2 kg/liter Etanol (Cellulosa från 0 0,2 kg/liter Örnsköldsvik) Etanol (Spannmål från Norrköping) 0 0,5 kg/liter (Statoil, 2009-03-06) Minskningen i växthusgasutsläpp om etanol används som drivmedel istället för bensin skiljer sig alltså åt. Beroende på vilken processteknik som används för framställning av etanol är miljöpåverkan olika. Etanolens klimateffektivitet beror på vad det är för form av energi som används vid produktion. Om etanolen framställs med hjälp av fossil processenergi fås en minskning mellan 20-45 % jämför med om bilen hade drivits av bensin. Om istället biobränsle används som energikälla för produktionen minskar växthusgasutsläppen med 70-90 %. (L E Bra eller dålig etanol? 2008-05) 6.2 Beräkningar Den mängd bensin som vi beräknas ska bytas ut är uträknad med hjälp av siffror för de mängder som fanns i Sverige 2007. Siffrorna är hämtade från Statistiska centralbyrån (SCB:1, 2009-02-18) 33 av 46