Jordbruket och klimatet Skövde, 23/1 2013 Bioenergi från jordbruket i ett systemperspektiv Serina Ahlgren
Innehåll Översikt bioenergi råvaror och slutprodukter Bioenergianvändning i Sverige Förnybartdirektivet Energibalanser Miljöpåverkan (klimat) Markanvändning globalt, potentialer för bioenergi
Översikt bioenergi råvaror och slutprodukter Biomassa Förbränning Förgasning Rötning Jäsning etc Matlagning El och värme Drivmedel Produkter (tex plaster, kemikalier) etc
Källa: Energimyndigheten, 2012 Energi, Sverige 2010
Bioenergi, Sverige
Förnybartdirektivet Andel förnybar energi som krävs i varje medlemsstat år 2020 fastställd (Sverige 49%) 10% biodrivmedel år 2020 i transportsektorn För biodrivmedel fastställda hållbarhetskriterier
Hållbarhetskriterier för biodrivmedel, EU Sociala kriterier Skydd av områden med hög biodiversitet Växthusgaser (LCA-regler finns för beräkning) - 35% reduktion jämfört med fossil referens - 50% reduktion år 2017-60% reduktion år 2018 Bevisbördan ligger hos drivmedelsförsäljarna (dvs oljebolagen) Inga krav på fast biomassa än så länge
Energibalans biodrivmedel 1,3 2,4 1,7 2,3 2,1 2,6 2,5 4,0 8,8 11 9,5 Vete Sockerbeta Raps Vall Majs Salix Energi till odling Energi till process Drivmedel Biprodukter Biprodukter odling Fr Börjesson och Tufvesson, 2011
El, värme, biodrivmedel? Lokala förutsättningar Teknikläge Ekonomi Energibalans Miljö
El, värme, biodrivmedel? Eller allt?! Ekman et al 2012: Possibilities for sustainable biorefineries based on agricultural residues
Klimatpåverkan Livscykelanalys enl Förnybartdirektivet
Osäkerheter, biodrivmedel LCA Parameter (mätning, modeller) Lustgas Mulljord etc Scenario (antaganden, generellt/specifikt) Typ av processenergi Mängd och typ av kvävegödsel Metod (livscykelanalys) Allokering Funktionell enhet etc
Osäkerhet, odling Ahlgren och Röös, 2013 (inte än publicerat)
Förändrad markanvändning Från skog till tex jordbruk eller golfbana - avverka eller bränna biomassa för att förbereda odling Igenväxning eller plantering - nerlagda åker- eller betesmarker Dikning av våtmarker - för att komma åt mer mark Ändrade brukningsmetoder - mekanisering, använda skörderester Börja odla andra typer av grödor - stor skillnad ettåriga och fleråriga grödor
Förändrad markanvändning Direkt (dluc: direct land use change) Indirekt (iluc: indirect land use change)
Direkt dluc
Cherubini et al, 2009 dluc - kolförändringar
dluc växthusgaser, biodrivmedel Ingen dluc Lägsta Högsta Hoefnagels, Smeets and Faaij, 2010
Ahlgren och Börjesson, 2011 Indirekt - iluc
Hur bestämma iluc? Endast relevant för en specifik mängd av något Går inte att se Modeller måste användas (ofta ekonomiska jämnvikts-) economicsonline.co.uk Lamers et al 2011
Di Lucia et al 2012 Varierande resultat
Varför så olika resultat? Typ av modell Olika världssyn och olika antaganden om tex priser, elasticitet, start- och slutpunkter, skördenivåer, utbyte av biodrivmedel Om och hur modellen inkluderar ändrade konsumtionsvanor, intensifiering i produktion, och användande av biprodukter från biodrivmedlen Antagande om vilken typ av mark som expansion sker på, hur mycket växthusgaser det ger upphov till samt hur många år utsläppen fördelas över
Klimatpåverkan inkl iluc Livscykelanalys enl Förnybartdirektivet
specifik process/plats globala
Globalt, per aktivitet 13 400 Mha 5 000 Mha Source: Hallström et al 2011
Åkerarealen, globalt (ca 1 500 Mha) Feed 33 % Biofuel 2 % Direct human consumption 62 % Other uses 3 %
Marken - utmaningen Mat, energi och fibrer till en ökande befolkning Konsumtion (ökande medelklass) Markpriser och markrättigheter Bevarande av biologisk mångfald Erosion Tillgång till vatten Ändrat klimat etc
Räcker marken?
Potential ökad avkastning Yield gap,majs (t/ha) Hengsdijk & Langefeldt 2009
Potential minskat svinn 30-50 % av all mat som produceras går till spillo Källa: Sonesson, et al. (2008)`, FAO (2011) Bild : Lundqvist et al. (2008)
Räkneexempel Fördelning global åkermark Foder 33% Biodrivmedel 3% 1400 Mha Vegetabilier till människor 62% Global åkermark Köttproduktion - 50% 1200 200 Livsmedelssvinn - 70% 800 400 200 600 Mha motsvarar arealbehovet för världens transportsektor idag (84EJ)* eller mat till ytterligare 3 miljarder människor** 600 Mha * vid ett utbyte på 100-200 GJ/ha **0,22 ha/person och år
Potential mer odling 4000 Miljoner hektar 3000 2000 Potential cropland not utilized today 1000 0 Agricultural land Agricultural land - biofuels Pasture land Forest land Marginal land - low estimate arginal land - high estimate Unused agri.-land - S. Africa Källa: Börjesson et al., 2008.
Potential för bioenergi Creutzig et al 2012
Räcker marken? Inga små utmaningar! Solutions for a cultivated planet, Foley et el., 2011, Nature tremendous progress could be made by halting agricultural expansion, closing yield gaps on underperforming lands, increasing cropping efficiency, shifting diets and reducing waste. Together, these strategies could double food production while greatly reducing the environmental impacts of agriculture.