Teknik för kemiska produkter

Av begränsat antal processer och produkter utgår dock merparten av energianvänd- ning och klimatpåverkan från processer som är relativt lika världen över. Olika typer av Olefiner (C2–C4) eller Aromater (C6–C8) framställs främst genom krack- ning eller katalytisk reformering. En annan stor utsläppskälla inom kemiindustrin är framställningen av ammoniak, det mest framställda oorganiska ämnet, för till- verkning av handelsgödsel och en rad andra kemiska produkter (IPCC 2007, IEA 2008).

• Baskemikalier via krackning. Krackerprocess där man utgår från kom- plexa organiska ämnen (petroleumprodukter) och bryter ner dessa till enk- lare byggstenar som t.ex. etylen, propylen, butadien m.m. för att sälja vida- re till förädling. I en kracker producerar man baskemikalier.

• Gödsel via ammoniak och salpetersyra. Ammoniak (ammonia) är en viktig ingrediens för att tillverka konstgödsel. Ammoniak framställs genom syntetisering av väte och kväve i den s.k. Haber-Bosch processen. Ammoniak har ganska stora processutsläpp när väte avskiljs från naturgas (eller kol i Kina) via ångreformering (90 %) eller partiell oxidation medan kväve hämtas från luften. Kina står för 28 % (stor del från kol via urea syntes) och Indien, USA och Ryssland för ca 8 % var. Sverige har ingen ammoniaktillverkning.

Salpetersyra (nitric acid) används också som gödsel och släpper ut lustgas (N2O), vilket är EU:s separat största utsläppskälla av växthusgasekvivalenter inom kemi- industrin, men detta kan minskas genom katalytisk rening och håller på att minska drastiskt. En svensk tillverkningsort för salpetersyra finns i Köping (Yara) som ligger i framkant vad gäller rening.

• Drivmedel via raffinering. Raffinaderier utgår från råoljeprodukter och separerar under tryck och värme ut en mängd användbara produkter såsom bensin, diesel, fotogen, asfalt m.m. Normalt går ca 1020 % av energiinne- hållet i råvaran (oljan) åt i processen (Worrel et al 2009).

tillsammans med att industrin är ganska heterogen, gör att det är svårt att göra och hitta relevanta jämförelser mellan länder och regioner. Jämförelser görs bäst mot ”bästa tillgängliga teknik” vilket IEA har gjort (IEA 2008a), se Figur 9 nedan.

Figur 9. Energianvändning och ideal energianvändning jämfört med om bästa tillgängliga teknik hade använts. Taget från IEA 2008a.

6.5.3 Reduktionspotential på kort och lång sikt

Minskning av energianvändning och CO2-utsläpp inom kemiindustrin kan ske genom effektivisering, återvinning av plats och på längre sikt användning av andra råvaror än fossilbaserade samt genom koldioxidinfångning och lagring (CCS). Stora delar av kemiindustrin är investeringstung och energieffektiviteten utvecklas därför efter hand som anläggningar uppgraderas/byts ut. Anläggningens ålder spe- lar således en stor roll för energieffektiviteten inom kemiindustrin. Det syns t.ex. i IEA:s analys ovan där de amerikanska anläggningarna oftast har den största effek- tiviseringspotentialen, jämfört med bästa tillgängliga teknik, och de effektivaste anläggningarna finns i Sydostasien (IEA 2008a). IEA anger sammantaget en global energieffektiviseringspotential på 22 %. Största potentialen finns i USA. EU ligger bättre till än genomsnittet så även Kina, Indien och Brasilien (IEA 2008a). Effek- terna på CO2-utsläpp bestäms av vilken råvara som avses (kol, olja eller gas) samt hur elproduktionen ser ut i den aktuella regionen.

Att öka återanvändningen av plast är ett effektivt sätt att minska utsläppen men återanvändningen av plast är i dag generellt låg. Inom EU återanvänds ca 12 % och ca 20 % återanvänds som energi (förbränns) medan resterande 68 % ”försvinner” (IEA 2008).

McKinsey (2009e) utgår från en utveckling där utsläppen från kemiindustrin växer från ca 3 Gton år 2005 upp till 6,5 Gton CO2e till 2030 i ett BAU scenario. Från detta anger McKinsey en marginalkostnadskurva som sänker utsläppen med 2 Gton/år från BAU till 2030. 40 % av denna åtgärdspotential finns i Kina. Den största potentialen finns i effektivisering (1,1 Gton), bränslebyte från olja/kol till gas och även biobränslen samt i koldioxidinfångning och lagring (CCS).

Att reducera utsläppen från kemiindustrin på längre sikt innebär att delvis använda koldioxidinfångning och lagring samt att i större del övergå till förnybara resurser. I den petrokemiska industrin, där man använder naturgas, kol och olja med en hög koncentration av CO2 i avgaserna, kommer CCS bli aktuellt. På längre sikt hägrar möjligheter att i högre grad gå över till biobaserade kemikalier och kemikalier med minimal påverkan på miljön i ett livscykelperspektiv, s.k. ”green chemistry”. I dag baseras ca 5 % av de kemiska produkterna inom EU på bioteknik med en förväntad tillväxt på upp till 20 % inom några år. Det är dock inom avancerade högförädlade kemikalier som denna tillväxt främst sker (Hatti-Kaul et al 2007). Denna process kommer dock att ta lång tid och är än så länge i de flesta fall endast på forsknings- stadiet för flertalet stora baskemikalier där produktionen är uppbunden i stora tunga investeringar, såväl finansiellt som kunskapsmässigt.

För raffinaderier påverkas reduktionsmöjligheterna av att marknaden ändras inom EU mot mer efterfrågan på lätta fraktioner och efter ”krackade” produkter, samt högre krav på kvalitet (lågsvavel m.m.). Worrel och Galitsky (2005) anger att ame- rikanska raffinaderier kan spara 10 till 20 % energi och utsläpp som är ekonomiskt motiverade i dag. Raffinaderiindustrin har tidigare visat på stora energieffektivise- ringar som t.ex. Exxon Mobil som rapporterat att man minskade energianvänd- ningen med 35 % mellan 1974 och 1999 (Worrel et al 2009). På längre sikt fram- står CCS som den viktigaste åtgärden för att få ner raffinaderisektorns utsläpp. Dock, hela sektorn står långsiktigt inför ett stort omstruktureringsproblem då efter- frågan på bensin/diesel/flygfotogen kommer att minska genom en ambitiös klimat- politik. Alternativet ligger i att använda bio-baserade ”kolprodukter” istället och styra över verksamheten mot bioraffinaderier, men detta kräver mycket utveckling och framförallt helt nya industrianläggningar som baserar sig främst på fasta bio- bränslen och inte flytande fossilbränslen. I detta sammanhang kan nämnas att EU redan har som bindande mål att minska utsläppen av växthusgaser per producerad liter bränsle med 6 % till 2020, sett från ett livscykelperspektiv för konventionella bränslen.

6.5.3.1 INDIEN

Indien är den fjärde största producenten av gödsel efter Kina, USA och Ryssland och landet har minst 56 stora gödselfabriker. Indiens gödselfabriker är relativt effektiva och moderna och ca 25 % bättre än det globala snittet (CSE 2010). Fokus för Indien bör således ligga på att använda mer naturgas som råvara istället för kol/olja (CSE 2010).

6.5.3.2 KINA

Kina är den näst största producenten av etylen och många andra baskemikalier samt gödsel. Kemiindustrin i stort sett baserad på deras kolresurser och Kina har en aktiv industri- och utvecklingspolitik för att öka förädlingsvärdet på sin kemikalie- produktion. Kina satsar bl.a. mer på metanol och dimetyleter (DME), som utveck- las för att användas inom fordonssektorn, och på att integrera den kolbaserade kemiindustrin. Två regioner står för huvuddelen av Kinas kemiindustri, där Jiangsu är den främsta följt av Shandong. Kinas regering för en medveten politik för att öka konkurrensen inom den inhemska industrin dels genom lägre tullar och dels genom att öppna för utländska investeringar. Detta gör man för att öka effektiviteten och omställningstrycket (China Knowledge 2010).

6.6 Elkraft

6.6.1 Global översikt

Elproduktion är en sektor som orsakar stora utsläpp av koldioxid. Den globala elproduktionen var 2007 på 19 771 TWh/år (IEA 2009c), varav 41 % producerats i kolkraftverk, 5 % via olja och 21 % via naturgas, och släppte ut motsvarande 12,8 Gton CO2 (WRI 2010). I dag växer elsektorn kraftigt i framförallt u-länder där det finns ett stort behov av el för både hushåll och industrier. Utsläppen från elsektorn i u-länder förväntas växa från dagens ca 6,8 Gton CO2 till över 12 Gton CO2/år till 2030 om inga åtgärder görs (IEA 2009c). Dagens tillväxt av elkraft är dessutom fortfarande dominerad av fossila bränslen på grund av tillgång till billigt kol i fler- talet u-länder som t.ex. Kina och Indien.

Elsektorn är en kapitalintensiv sektor där investeringar låser fast produktionskapa- citet för 25 till 45 år framåt i tiden. Givet att stora delar av framväxande u-länders elproduktionskapacitet kommer att byggas de kommande 10 till 20 åren är det en stor möjlighet att i dag skapa förutsättningar och incitament så att man kan styra utvecklingen och investeringarna i en klimatsnål riktning. Annars riskerar man låsa inne stora länder i framförallt ett långsiktigt beroende av kol som energiresurs.