Hållbarhetskriterier för biogas En översyn av data och metoder MIKAEL LANTZ, ENERGI- OCH MILJÖSYSTEMANALYS VID LTH
Hållbarhetskriterier för biodrivmedel För att anses vara hållbara måste biodrivmedel från den 1/1 2018 - reducera utsläppen av växthusgaser med 60 % (anl. Från 5/10 2015) - reducera utsläppen av växthusgaser med 50 % (äldre anl.) För att anses vara hållbara får biodrivmedel inte - Produceras från råvaror från mark med stort värde för den biologiska mångfalden eller - Från mark med stora kollager Dessutom max 7 % biodrivmedel från grödor år 2020 samt iluc-faktorer.
Hållbarhetskriterier för biodrivmedel Direktivet om främjande av energi från förnybara energikällor (2009) Lagen om hållbarhetskriterier (2010) Förordningen om hållbarhetskriterier (2011) Föreskrifter om hållbarhetskriterier (2011) (STEM) Direktivet om ändring av direktiv om förnybara energikällor (2015) Ska implementeras i svensk lag senast den 10/9 2017.
Hållbarhetskriterier för biodrivmedel Endast hållbara drivmedel räknas när medlemsstaterna ska uppfylla sina åläggande om en viss andel förnybar energi. Endast hållbara drivmedel är befriade från energi- och koldioxidskatt.
Hur beräkna utsläppsreduktion? Egna beräkningar enligt den metod som anges i direktivet. Normalvärden eller delnormalvärden. Den angivna metoden avviker i vissa delar från den ISO-standard som normalt tillämpas för LCA. För biogas innebär det många gånger ett sämre resultat.
RED vs ISO RED: Allokering baserat på värmevärde ISO: Systemexpansion Råvaror Råvaror Alternativ hantering Produktion Produktion Drivmedel Samprodukt Drivmedel Samprodukt Ersätter
RED vs ISO Börjesson et al. (2013)
Studiens syfte Syftet med studien är dels att peka på skillnaderna mellan RED och ISO men framförallt att identifiera eventuella alternativa tolkningar av direktivet.
Hur rapportera/visa utsläppsreduktion? 1. Genom att förse relevant nationell myndighet med uppgifter, i enlighet med de krav som medlemsstaten har fastställt (ett nationellt system ). Till exempel HBK-verktyget 2. Genom att använda ett frivilligt system som kommissionen har erkänt för detta ändamål. Till exempel BioGrace
Hur beräkna utsläppsreduktion? Egna beräkningar enligt den metod som anges i direktivet Normalvärden eller delnormalvärden enligt direktivet
Normalvärden Typisk reduktion Normalvärde Biogas av kommunalt avfall 80 % 73 % Biogas från flytande gödsel 84 % 81 % Biogas från fast gödsel 86 % 82 % Biogas från avloppsslam 73 % (STEM)
Normalvärden vs faktiska beräkningar 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Fast stallgödsel Flytgödsel Källsorterat matavfall Slam från kommunalt avloppsreningsverk Normal Faktiskt
Råvaror för biogasproduktion (2011 2015) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 2011 2012 2013 2014 2015 Avloppsslam Källsorterat matavfall Avfall från livsmedelsindustri och handel Flytgödsel Övrigt
Hållbar biogas i Sverige (2011 2015) 80% 70% 72,5% 72,2% 71,5% 75,5% 60% 61,1% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 2011 2012 2013 2014 2015
HBK-verktyget vs BioGrace
HBK-verktyget vs BioGrace HBK-verktyget Nordisk elmix Insamling av matavfall Emissioner från rötrest vid anläggning Avloppsslam är avfall, därefter börjar biogassystemet Nationell elmix Ingen insamling av matavfall Inga emissioner från rötrest (samprodukt)
Hantering av rötresten All anaerob produktion av biogas ger också en rötrest. Energimyndigheten säger att Om ett materialflöde från en process utgör ett väsentligt utfall av processen (i mängd och ekonomiskt värde) och detta material har annat användningsområde än energiändamål, så bör det utgöra en samprodukt trots att processen normalt inte optimeras mot denna produkt. Kommissionen säger att samprodukt (ett ämne som normalt sett kan lagras eller kan handlas)
Samprodukt eller inte spelar det någon roll? Om rötresten ses som en samprodukt ska den belastas med alla emissioner från att den bildats. Biogasproduktionen ska därmed inte belastas med emissioner från rötresthantering. Om den istället ses som ett avfall/restprodukt bör biogassystemet belastas med alla emissioner från lagring såväl som hantering. I HBK-verktyget inkluderas emissionerna från rötrestlagret innanför grindarna.
Samprodukt eller inte spelar det någon roll? Om rötresten ses som en samprodukt är det dessutom möjligt att allokera emissioner dit baserat på värmevärdet. I normala fall har rötresten dock inget värmevärde. Avvattnas den till cirka 10 20 % får den dock ett värmevärde.
10 MJ/kg 15 MJ/kg 20 MJ/kg 10 MJ/kg 15 MJ/kg 20 MJ/kg 10 MJ/kg 15 MJ/kg 20 MJ/kg Värmevärde i biogas och rötrest (samrötning) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 20% TS 30 % TS 40% TS Rötrest Biogas
Matavfall Förnybar processvärme Uppgradering med vattenskrubber Distribution via gasnät
Matavfall 3,7 % CH 4 läckage (default) 30,0 25,0 20,0 15,0 70% 73% 77% 80% 82% 85% 10,0 5,0 0,0 Nordisk Svensk Nordisk Svensk Nordisk Svensk HBK Rötrest samprodukt Exkl. insamling Insamling Förbehandling Biogas Rötrest Uppgradering Distribution Metanläckage under 3,3 % motiverar egna beräkningar med nuvarande HBK-verktyg
Matavfall metanslipp med RTO 1,9 % CH 4 20,0 18,0 16,0 14,0 80% 83% 12,0 86% 10,0 8,0 6,0 89% 92% 95% 4,0 2,0 0,0 Nordisk Svensk Nordisk Svensk Nordisk Svensk HBK Rötrest samprodukt Exkl. insamling Insamling Förbehandling Biogas Rötrest Uppgradering Distribution
Avloppsslam HBK-verktyget: Avloppsslam är ett avfall som uppkommer på reningsverket. Beräkningar inkluderar biogasproduktion, UPG & distribution av gas samt emissioner av metan från rötresthanteringen på reningsverket. Alternativ 1: Avloppsslam är ett avfall som uppkommer på reningsverket. Det rötade avloppsslammet är en samprodukt och emissioner inkluderas ej. Alternativ 2: Anaerob behandling av slam anses utgöra normal hantering/upparbetning av en restprodukt för att nyttiggöra den från anläggningen. Därmed inkluderas endast UPG och distribution av biogas.
Avloppsslam alternativ 2 Tallolja, som utvinns ur den såpa som skummas av vid reningen av svartluten, utgör också restprodukt eftersom utvinningssteget får anses utgöra normal hantering/upparbetning av en restprodukt för att kunna nyttogöra den från anläggningen. De flesta avloppsreningsverk har producerat biogas i årtionden. Det primära syftet med den anaeroba nedbrytningen var att minska mängden slam, förenkla avvattningen och förbättra dess hygieniska egenskaper. Detta förhållningssätt används också i Miljöfaktaboken för bränslen (2011) som till exempel Naturvårdsverket använder vid utvärderingen av ansökningar inom Klimatklivet.
Biogas från avloppsslam 4 % CH 4 (default) 30,0 25,0 70% 20,0 76% 78% 15,0 10,0 84% 86% 88% 5,0 0,0 Nordisk Svensk Nordisk Svensk Nordisk Svensk HBK Rötrest samprodukt Biogas som restprodukt Distribution Uppgradering Rötresthantering Biogasproduktion Reduktion Metanläckage under 3,5 % motiverar egna beräkningar med nuvarande HBK-verktyg
Biogas från avloppsslam 2,2 % CH4 (RTO) 20,0 18,0 16,0 80% 14,0 12,0 10,0 86% 88% 8,0 6,0 4,0 2,0 94% 96% 98% 0,0 Nordisk Svensk Nordisk Svensk Nordisk Svensk HBK Rötrest samprodukt Biogas som restprodukt Distribution Uppgradering Rötresthantering Biogasproduktion
Sammanfattning Det finns skillnader mellan nuvarande svenska tillämpning av direktivet och vad som till exempel tillämpas i BioGrace. Dessa tillämpningar antyder att Energimyndigheten bör beakta alternativa systemgränser för rötrest och insamling av matavfall en uppdaterad emissionsfaktor för elektricitet För avloppsslam har inga alternativa metoder identifierats. Energimyndigheten har möjlighet att gå före och definiera en svensk tillämpning. Är anaerob nedbrytning normal hantering av avloppsslam? Om inte - är rötat avloppsslam en samprodukt? Biogasaktörer bör arbeta för att minska emissionerna av metan!
Tack för uppmärksamheten! MIKAEL.LANTZ@MILJO.LTH.SE
Hållbar biogas i Sverige (2011 2015) Träpellets Vegetabilisk eller animalisk avfallsolja Trädgårdsavfall Slam från kommunalt avloppsreningsverk Källsorterat matavfall Glycerol Flytgödsel Flytande avfall från livsmedelsindustri och handel Fettavskiljareslam och fett från restauranger och storkök Fast stallgödsel Fast avfall från livsmedelsindustri och handel Drav Drank från etanoltillverkning Deponigas Blast från sockerbeta och potatis Avfall från slakteri Avfall från industri 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Hållbar biogas i Sverige (2011 2015) Vete Vallgröda Sockerbetor Rågvete Råg Majs Havre 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% Med iluc Utan iluc