Framgångsrik etablering av biodrivmedel hurdå?

skrivet av Olle Hådell
Denna del beskriver möjligheter att producera drivmedel.
Trafikutskottet anser att Sverige skall producera lika mycket biodrivmedel som vi använder. Utan att räkna på detaljsiffror är detta en sund tanke. På så sätt kan vi tillföra drivmedel med låg klimatpåverkan till marknaden. För att ett drivmedel skall kunna få en bred användning måste hela kedjan från råvara via tillverkningsprocesser, distribution, tankning och motorer till slutkund fungera. Koldioxidutsläppen från källan till drivhjulen måste vara små. Energiverkningsgraden måste vara hög då råvarutillgången oftast är begränsad. En vital men ofta förbisedd fråga är kundacceptansen för bränslet.
Argonne National Laboratory har i en rapport [2] sammanfattat viktiga kriterier som måste vara uppfyllda för att introduktionen skall kunna bli framgångsrik. Jag anser att vi borde använda dessa kriterier för att bedöma vad som kan vara realiserbart.

• Hållbar råvaruförsörjning
• Etablerad processteknik
• Möjlig marknad för bränsleindustrin
• Möjlig marknad för fordonsindustrin
• Kundernas förtroende
• Acceptabla kostnader
• Uthålliga (eller inga) subventioner

Utmaningen kan kortfattat beskrivas enligt följande:
Hitta hållbara, okontroversiella råvaror som passar i tillgängliga, tillräckligt effektiva processer. Biodrivmedlet skall sedan kunna få avsättning i fordonsparken. Kostnaderna måste dessutom vara så pass låga, att statsmakten har råd med eventuella subventioner. Till detta kommer att det alltid finns starka krafter som har ekonomisk vinning av att misstänkliggöra biodrivmedel.
Exemplet E-85
Den svenska E-85 satsningen är ett tydligt exempel på att en helhetssyn saknades. En stor del av etanolen var i början brasiliansk och sockerrörsbaserad. Den hade goda klimatvärden men misstänkliggjordes som ett hot mot regnskogen. Spannmålsbaserad etanol med varierad LCA kunde utmålas som ett sätt att ta maten från fattiga människor. En hållbar råvaruförsörjning hade inte säkrats.
Detta trots att det producerades svensk etanol med goda LCA-värden. Sverige är alltför liten marknad för utveckla goda motorer och följden blev en del driftsproblem som gav etanolen dåligt rykte. Den s.k. pumplagen som drevs igenom mot samtliga berörda myndigheters avrådan, var också en punktinsats utan heltäckande strategi.
I början översubventionerades E-85 bilarna genom reducerad skatt på bränslet, befrielse från fordonskatt, lågt förmånsvärde, befrielse från trängselskatt m.m. När subventionerna började tas bort dog också försäljningen Signalvärdet från försämrade subventioner var tydligt. Etanol var ingen trovärdig lösning.
En gissning kan vara att E-85 satsningen drevs av drömmen om att göra etanol av skogsråvara. I så fall skulle vi bli självförsörjande med bränsle. Tyvärr blev det bara en dröm. Produktion av etanol från barrved har mycket långt kvar till att bli kommersiell.
Hållbar råvaruförsörjning för biodrivmedel i Sverige
Med tanke på att Sverige är glest befolkat och har god tillgång på skog men även på åkermark borde vi inte behöva vara nettoimportör av hållbara råvaror. Utav skog kan vi göra HVO, och förhoppningsvis i närtid syntetisk bensin och diesel. Från åkern går det att göra etanol.
Från avfallsströmmarna görs i första hand metan, men i viss utsträckning även etanol.
Drivmedel som baseras på livsmedel blir lätt en måltavla för kritik och misstänkliggörande. Ett viktigt begrepp är ILUC, som står för indirekt landanvändning. Om odling av råvara medför att ny mark måste brytas någonstans, och att detta ger kolförluster till atmosfären. Då motverkas klimatnyttan eller vänds i till sin motsats. Framtagning av beräkningsmetoder för konsekvenser av ILUC pågår. Inom EU finns en skepsis för att inte säga motvilja mot biodrivmedel. För att tillgodoräknas mot EUs mål om 10 % biodrivmedel i transporter får biodrivmedel från grödor som odlas på jordbruksmark utgöra högst 7 % av den totala energianvändningen [2].
Att använda en råvara som konkurrerar med livsmedel är generellt en nackdel. Detta syns tydligt i EUs regelverk. Sammantaget pekar detta på, att råvara i form av odlade grödor bör användas med försiktighet och istället bör råvara från avfall prioriteras.
Enligt en rapport från LTH [3] skulle Sverige kunna producera 8-11 TWh biodrivmedel från skogs- och jordbruksrester samt avfall. Dessutom skulle ytterligare 4-10 TWh kunna fås från ILUC fri åkermark. Sammantaget ger detta 12-24 TWH vilket är i häraden som behövs för att klara målet om 70 % CO2 reduktion 2030 under förutsättning att vi har elektrifiering i transportsektorn, bättre energieffektivitet i fordonen samt ett transporteffektivt samhälle.
Etablerad processteknik
Mogna tekniker
Rötgasproduktion är etablerad teknik, likaså etanol från spannmål. HVO från tallolja finns på marknaden sedan flera år. Olika aktörer hävdar att syntetbränslen från lignin är nära förestående.
Förgasning av träråvara har demonstrerats vid GOBI-gasanläggningen i Göteborg. Tekniken får sägas fungera men har en bit kvar till mognad och kostnadseffektivitet.
Att utveckla, verifiera och kommersialisera en produktionsprocess är ett tidskrävande projekt.
Att en process fungerar i laboratorieskala eller som satsvis produktion betyder inte, att den är klar att fungera i en fullskaleanläggning som körs kontinuerligt.
Några processer är kommersiella. Det gäller bl.a. jäsning av socker och stärkelse till etanol, rötning av avfall samt förestring av rapsolja till RME. Även HVO processerna är etablerade.
Processer under utveckling
Cellulosateknologin för etanol har ännu inte utvecklats till kommersiell skala. Speciellt gäller detta etanol från barrved, utbytet är alltför klent, alternativt blir kostnaden för hög.
Förgasning av biomassa är intressant, men fortfarande på försöksstadiet, inga kommersiella anläggningar finns. GoBi-gas projektet i Göteborg får räknas som spjutspets inom förgasningstekniken. I förgasningen erhålls syntesgas (CO+H2). Ur denna kan ett flertal drivmedel erhållas, bl.a. metan, metanol, DME, F-T diesel samt vätgas. För att en aktör skall våga investera i en dyr förgasningsanläggning krävs mycket stabila och gynnsamma framtidsutsikter, inte minst politiska.
Metanol kan även produceras som s.k. electrofuel. Det är en process som innebär att koldioxid fångas in och fås att reagera med vätgas som framställts via elektrolys. Teknikutveckling behövs för att processen skall bli kommersiell. Ett intressant scenario är om en stor del av elen produceras intermittent exv. med sol eller vind. Då uppstår överskott vissa perioder och detta skulle kunna användas för att producera electrofuel eller vätgas. Knäckfråga är om kostnaden för anläggningen kan bli tillräckligt låg för att få en rimlig avskrivning vid intermittent drift.
Att bryta ner ligninet i träavfall och omvandla till oljor som är lämpliga för vidare behandling i raffinaderiprocesser skulle öppna för framställning av syntetiska biobaserade bränslen. Beroende på hur ligninet behandlas och den vidare bearbetningen så kan slutprodukten bli bensin, flygfotogen eller diesel. Utveckling pågår och verkar lovande.
Fördelar och nackdelar med teknikneutralitet
I den Strategiska planen [4] påstås även att teknikneutralitet är en viktig princip.  I 2030-perspektivet är nog iden om teknikneutralitet överspelad, det krävs fokusering på ett fåtal tillgängliga tekniker
Tidsfönstret är smalt och om 2030 målet skall uppnås måste drivmedelsproduktion startas snarast och i stor skala. Då står också endast etablerade produktionsprocesser till buds.  HVO, Biogas, spannmålsetanol och FAME. Förhoppningsvis kan syntetbränslen börja produceras från biooljor. Förgasningsbränslen är kanske mera tveksamt och electrofuels och vätgas kommer knappast att ha mer än någon enstaka procent av bränslemarknaden före 2030. Ledtiderna för att gå från prototyper till kommersiella lösningar är för långa.
Nästa brev behandlar möjligheter till avsättning för bränslet.
Referenser
[1] EUROPAPARLAMENTETS OCH RÅDETS DIREKTIV (EU) 2015/1513
[2] Checklist for Transition to New Highway Fuel(s), Argonne National Laboratory 2011. länk
[3] Biodrivmedel och markanvändning i Sverige, rapport nr 105, LTH 2017. länk
[4] Strategisk plan för omställning av transport- sektorn till fossilfrihet ER 2017:07) länk