Bör kinesernas bilar drivas med risblast? Vilken roll spelar biodrivmedel i en värld med 5 miljarder bilar? Maria Grahn Fysisk Resursteori, Chalmers, Göteborg maria.grahn@fy.chalmers.se
Växthuseffekten Långvågig värmestrålning Växthusgaser Kortvågig solstrålning Atmosfär
Koncentrationen av koldioxid i atmosfären Källa: www.ipcc.ch
Globalt ökar efterfrågan på energi, el, värme och transportbränslen. Tio miljarder människor? Fem miljarder bilar?
Alternativa transportbränslen från biomassa Cellulosa Skog och plantage samt spån, bark, svartlut Stärkelse Spannmål, vete, korn, majs mm Socker Förgasning Syntesgas bildas (CO och H2) Jäsning av socker Elektricitet Vätgas Fischer- Tropsch Diesel DME (Dimetyleter) Olja Raps, solrosfrön Restflöden från jordbruket och övr. samhället Halm, gödsel, slakteriavfall, sopor, slam Pressning och esterisering Rötning Metan bildas Metanol Etanol RME (Rapsmetylester) Biogas
Energisystemet (el, värme och transportbränslen) står inför tre huvudsakliga utmaningar i. Resursbasen ii. Energisäkerhet iii. Klimatpåverkan
Kan vi minska koldioxidutsläppen, från det globala energisystemet, samtidigt som efterfrågan på energi ökar?
Global energimodell: Övre gräns på CO 2 -utsläppen och minimera kostnaderna CO 2 Omvandlings- kostnad Primärenergi Råvarukostnad Energiomvandling Energibehov
EJ/år 1200 Global primärenergi utan begränsning på CO 2 -utsläppen 1000 800 KÄRNKRAFT 600 KOL 400 200 0 OLJA NATURGAS 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 VIND VATTEN BIO
EJ/år 800 700 600 Global primärenergi CO 2 -mål 450 ppm, utan CO 2 -avskiljning KÄRNKRAFT 500 400 300 200 KOL OLJA SOL_H2 SOL_EL VIND VATTEN 100 NATURGAS BIO 0 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100
EJ/år 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Global primärenergi CO 2 -mål 450 ppm, med CO 2 -avskiljning NATURGAS OLJA KÄRNKRAFT KOL KOL med CO2-avskiljn 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 BIO SOL_H2 SOL_EL VIND VATTEN BIO med CO2-av
EJ/år 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Global primärenergi CO 2 -mål 350 ppm, med CO 2 -avskiljning KÄRNKRAFT NAT.GAS OLJA KOL KOL m CO2-avsk BIO SOL_H2 BIO m CO2-avsk 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 NAT.GAS med CO2- avsk SOL_EL VIND VATTEN
Drivmedel i den globala transportsektorn utan begränsning på CO 2 -utsläpp EJ/år 300 EL TÅG 250 SYNT. FLYGBRÄNSLE 200 150 100 NATURGAS 50 BENSIN/DIESEL FOSSIL-MEOH 0 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100
Drivmedel i den globala transportsektorn med begränsning på CO 2 -utsläpp 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Transportbränslen vid 450 ppm utan CO2-avskiljning (EJ/år) TÅG BENSIN/ DIESEL SYNT. FLYGBRÄNSLE NG H2 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Transportbränslen vid 350 ppm med CO2-avskiljning (EJ/år) TÅG BENSIN/ DIESEL SYNT. FLYGBRÄNSLE NG H2 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Ingen biomassa i transportsektorn
Sammanfattning resultat Det är möjligt att minska koldioxidutsläppen från energisystemet samtidigt som kineserna, liksom alla andra människor i utvecklingsländer, kan öka sin levnadsstandard till samma nivå som vi har i väst. Ställa om det globala energisystemet - Energieffektivisera - Öka användningen av biomassa och solenergi Biomassa begränsad resurs. Används effektivast när den ersätter fossila bränslen vid el- och värmeproduktion.
Slutsatser I syfte att minska CO 2 -utsläppen är biodrivmedel inte en kostnadseffektiv lösning. För att kunna köra 5 miljarder bilar och klara ett tufft klimatmål krävs att vi satsar på forskning och utveckling av solenergi, vätgashantering och bränslecellsteknik.
Är syftet med alternativa transportbränslen att möta en sinande resursbas eller göra sig mindre beroende av importerad olja är biodrivmedel en snabb och möjlig lösning. Biodrivmedel är lämpligt för låginblandning och som nischbränsle men kommer inte att räcka till 5 miljarder bilar utan att konkurrera med världens matproduktion.
Tack för uppmärksamheten!
Need to reach global emissions of 2 Gt C/yr
CO2-C C utsläpp per capita, 1998 Emissions (ton carbon per capita) 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 - USA Canada, Australia, New Zealand Russia Japan OECD Europe Other Europe Middle East China Latin America Other Asia Africa 0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 Population (million) 2 Gt C/år 10 miljarder människor 0,2 ton C/capita per år World Average India
Strategier för att minska CO 2 -utsläppen Global energy demand and supply Energy supply POPULATION ECONOMIC AFFLUENCE - Life style changes - Efficiency measures FISSION FUSION RENEWABLE - Hydro - Wind - Bioenergy - Solar - Others Fossil fuel energy CARBON POOL MANAGEMENT - Reforestation - Soil C increase - Long-lived products DECARBONIZATION OF F. FUELS 1900 2000 2100
CO 2 -utsläppen från energisystemet kan minskas genom att Använda mindre energi - Använda energisnåla produkter och tjänster - Ändra livsstil Använda annan energi - Byta till ett bränsle med en lägre kolhalt - Öka användningen av förnyelsebara energikällor (solceller, solpaneler, bioenergi, vind, vatten, geotermisk, våg och tidvattenkraft) Använda fossil energi utan att släppa ut CO 2 - Avskiljning av CO 2 med långtidslagring
An Environmental Impact Formula I = P A T impact = person consumption person impact consumption I: impact (on environment) P: population A: affluence - consumption per person (living standard) T: technology - impact per consumption (technology development)
Den globala transportsektorn 300 250 200 150 100 50 0 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Transportbränslen utan begränsning på CO2-utsläpp (EJ/år) SYNT. FLYGBRÄNSLE BENSIN/ DIESEL NG TÅG FOSSIL- MEOH 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Transportbränslen vid 450 ppm med CO2-avskiljning j g [ (EJ/år) y ] SYNT. FLYGBRÄNSLE TÅG BENSIN/ DIESEL NG H2 BIO-MEOH FOSSIL-MEOH 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Transportbränslen vid 450 ppm utan CO2-avskiljning (EJ/år) TÅG BENSIN/ DIESEL 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Transportbränslen vid 350 ppm med CO2-avskiljning (EJ/år) TÅG BENSIN/ DIESEL SYNT. FLYGBRÄNSLE SYNT. FLYGBRÄNSLE NG NG H2 H2 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100