reduktioner kan realiseras genom en sektorsansats?
6 Analys av industrisektorer Begreppet sektorsansatser har från början fokuserat på reduktionspotentialerna
6.3.2 Tillverkning och utsläpp
Man skiljer vid cementproduktion på våt eller torr produktion beroende på vatten- innehållet i råvaran. En torr process behöver inte torkas och har således lägre ener- gibehov och utsläpp. Den andra stora skillnaden är mellan vertikala schaktugnar och roterande ugnar. Torra, roterande ugnar är de mest energieffektiva och med lägst utsläpp och är standard i de flesta i-länder i dag. Kina, Indien och Ryssland har kvar vertikala schaktugnar i större skala (47 % av Kinas tillverkning).
Utsläppen från cementproduktion kommer dels från förbränning av fossilenergi vid processen, men även från s.k. processutsläpp vid kalcineringen vid klinkerproduk- tionen, CO2 avgår när det malda kalciumkarbonatet upphettas och omvandlas till klinker. Klinker blandas sedan med t.ex. gips och kalksten och bildar cement (nor- malt i Sverige ca 90 % klinker). Figur 6 nedan från IEA (2007) visar på skillnader i CO2-utsläpp (både förbränning och processutsläpp inkl. indirekta utsläpp från el) per ton tillverkad cement.
Figur 6. CO2-intensitet från cementproduktion i olika länder inkl.. process och energi (inkl.
elkonsumtion). Taget från IEA 2007.
Kina och Indien har relativt höga utsläpp jämfört med EU men har förbättrat CO2- effektiviteten signifikant de senaste åren. Detta har åstadkommits bl.a. genom ny- investeringar i moderna anläggningar som ger mindre andel schaktugnar i Kina och Indien. Brasilien har låga utsläpp som börjat öka delvis p.g.a. större användning av fossil energi vid förbränning. EU som grupp finns inte med i statistiken här men EU snittet ligger på 0,7 ton CO2/ton cement enligt EU KOM et al (2006). EU an- vänder till 95 % en torr process (endast Storbritannien har fortfarande stor andel våt process), och inga schaktugnar längre.
Cementindustrins utsatthet för ett ökat CO2-pris skiljer sig åt beroende på vilken anläggning man tittar på. Exportinriktade cementproduktionsanläggningar som säljer på den internationella spotmarknaden påverkas sannolikt i hög grad såsom cementproduktion där möjlighet finns till billig import, t.ex. sydeuropeiska tillver- kare får ökad konkurrens från norra Afrika. EU KOM et al (2006) pekar på att ett utsläppsrättspris på 20 euro skulle ge 36 % marginalkostnadsökning. På hemma- marknaden med produktionskedjor och till viss del en oligopol situation är effek- terna inte lika tydliga (Åhman 2004).
6.3.3 Reduktionspotential på kort och lång sikt
Globalt sett beräknas utsläppen från cementproduktionen öka med 3 % om året på grund av ökad konsumtion ifall inga ytterligare åtgärder görs. Åtgärder för att minska utsläppen i cementproduktionen innefattar (i) effektivisering av både el och
den med t.ex. slagg från stålproduktion, är billig och rentav lönsam utan ett pris på koldioxidutsläppen men kräver samordning mellan byggare, cementproduktion och byggstandarder. Den stora potentialen som kan definieras och kan fås till låga kostnader är framförallt klinkersubstitution.
Figur 7 nedan ger utsläppsreduktionspotentialen enligt IEA (2007) för att fasa in bästa tillgängliga teknik (BAT).
Figur 7. CO2-reduktionspotential år 2005, baserad på bästa tillgängliga teknik (BAT). Taget från
IEA 2007.
Användning av BAT skulle enligt IEA (2008a) reducera energibehovet med 2 EJ och CO2-utsläppen med 0,21 Gton CO2/år. Ökad användning av klinkersubstitut och bränsleskifte skulle ytterligare sänka utsläppen totalt till 0,45 Gton CO2/år (IEA 2009). Kina står för mer än hälften av denna potential p.g.a. sin relativt låga effektivitet med stor användning av gamla vertikala, små lokala schaktugnar
6.3.3.1 KINA
Kinas cementtillverkning är generellt inte effektiv och släpper ut förhållandevis mycket CO2. En stor del av detta förklaras av en stor andel gamla vertikala schakt- ugnar samt generellt låg användning av värmeåtervinningssystem. CCAP och Tsinghua University (CCAP 2009, Tsinghua University 2008) har analyserat po- tentialen inom cementsektorn för Kina med slutsatsen att (i) ökad andel värmeåter- vinning generellt, (ii) ökad användning av klinkerersättning samt (iii) accelererad urfasning av äldre och mindre lokala cementtillverkningsenheter skulle kunna ge stora reduktioner. En hel del av detta ingår i dag i Kinas ”cement industrial plan”.
6.3.3.2 INDIEN
Indiens cementsektor är i dag redan energieffektiv jämfört med det globala snittet och släpper ut relativt lite per producerad enhet. En del förklaras av en stor andel ersättningsmedel för klinker samt moderna anläggningar (CSE 2010). Dock anger CSE (2010) själva att det finns en potential för energieffektivisering på ca 20 % och att öka andelen klinkerersättning. På längre sikt bör även andelen förnybara- och avfallsbränslen vid förbränning öka från relativt låga nivåer (<1 %). Indien har en relativt stor andel ineffektiva vertikala schaktugnar (ca 16 %) kvar, vilka troligt- vis inte räknats in i CSE-studien (2010) ovan. En stor potential ligger i att fasa ut dessa och ersätta med effektivare cementtillverkning.
6.3.3.3 MEXIKO
Mexiko och CCAP har studerat Mexikos cementsektor och potentialen till reduk- tion. Även Mexiko har en hög energieffektivitet inom sin cementproduktion p.g.a. en relativt nybyggd produktionskapacitet där man byggt moderna anläggningar. De främsta åtgärdspotentialerna här är klinkerersättning, ökad effektivitet samt av- fallsbränslen (samma som Indien) (CCAP 200).
6.4 Aluminiumindustrin
6.4.1 Global översikt
Aluminiumsektorn är en global industri med stor handel som bl.a. möjliggörs av ett högt värde jämfört med transportkostnaderna. Aluminiumproduktion delas in i primärtillverkning och återanvändning, där primärproduktion är ca 20 ggr så elin- tensiv som tillverkning från aluminiumskrot.
Aluminiumindustrin är mycket elintensiv och söker etablering i allt högre grad i länder där eltillförseln är stabil och har ett lågt pris. År 2004 använde den globala aluminiumindustrin ca 1,7 EJ el, ca 3,5 % av den globala elproduktionen (IEA 2008). Aluminiumindustrins elintensitet avspeglas i lokaliseringen där aluminium- industrin anses alltmer ”footloose” och lokaliserar sig där det finns tillgång till billig och bra el, t.ex. Island, Ryssland, Kina. Även Sydafrika, Moçambique, Dubai och Oman har de senaste åren fått en hel del aluminiumsmältverk som utnyttjar vattenkraft eller naturgas. Japan har sedan flera år fasat ut sin egen primärproduk- tion och enligt EU KOM et al (2006) kommer troligtvis primärproduktion av alu- minium på längre sikt även att försvinna från USA och EU i jakten på billigare elpriser och ”stranded energy”12.
Den globala produktionen av primäraluminium är i dag koncentrerad till Kina, Ryssland, Kanada, USA, Australien och Brasilien. EU står för en väldigt liten del av den globala produktionen av primäraluminium. Ungefär hälften av EU:s
aluminiumproduktion är s.k. primärproduktion. I Sverige tillverkas primäralumini- um i Sundsvall av Kubal.
6.4.2 Tillverkning och utsläpp
Aluminium tillverkas genom att bauxit bryts och sedan smälts ner till metall i ett tråg med hjälp av elektroder.
Aluminiumproduktion släpper ut CO2e vid raffinering av aluminium, brytning av bauxit, smältning (PFC och CO2e) och gjutning. Huvuddelen av de direkta utsläp- pen kommer från raffinering och smältning. Brytning och gjutning står endast för ca 12 %. Tar man med de indirekta utsläppen via elanvändning ökar smältningens del av de totala utsläppen ytterligare upp till ca 80 % (IAI 2010). De processutsläpp som finns från aluminiumindustrin är utsläpp av PFCs vid smältning, den s.k. anodeffekten, och har redan reducerats med 64 % sedan 1990 på frivillig väg ge- nom IAIs13 (2005 ca 30 Mton CO2e). Totala direkta utsläpp är i dag ca 81 Mton CO2e från aluminiumsmältning vilket är en reduktion med 30 % sedan 1990 (Mart- chek 2009). PFC utsläppen har minskat men CO2-utsläppen ökat (ibid).
Det som återstår för aluminiumindustrin att göra när man reducerat de direkta ut- släppen, är till stor del att öka energieffektiviteten för att minska utsläppen från elproduktionen. IAI, som täcker 70 % av den globala tillverkningen, har satt som mål att reducera energiintensiteten med 10 % till 2010. Tillverkare utanför IAIs organisation använder fortfarande gammal teknik dock. Det finns i dag inga bra tillgängliga data om åtgärdspotentialen för aluminiumindustrin uppdelad på lands- nivå. Regionalt skiljer sig den specifika elanvändningen åt mellan olika regioner. Figur 8 nedan visar den regionala specifika energianvändningen för aluminium- produktion.
13 IAI = International Aluminium Institute.
Figur 8. Specifik elanvändning för aluminiumtillverkning uppdelad på regioner. Från IAI 2008.
Som visas i Figur 8 ovan har Afrika den eleffektivaste produktionen. Detta är till stor del en konsekvens av att man har de modernaste produktionsanläggningarna då nyproduktion oftast i dag läggs där man kan säkra billig eltillförsel.
6.4.3 Reduktionspotential på kort och lång sikt
IEA (2008a) anger att aluminiumindustrin har potential att reducera sina CO2- utsläpp med 15 % jämfört med dagens ”best practice” men detta inkluderar både energianvändning vid brytning av bauxit och vid smältning. EU importerar större delen av sin bauxit. IAI har själva lovat att reducera med 5 % vid smältning till 2010. PFCs kan enligt IAI:s analys ytterligare reduceras med 14 Mton CO2e om alla anläggningar uppnådde dagens riktmärke. På längre sikt är aluminiumindustrin helt beroende av elsektorsutveckling samt utveckling och användning av CO2-fri elkraft.
6.4.3.1 KINA
Kina är en av de största aluminiumtillverkarna i dag. I Kina kan aluminiumverk köpa elkraft direkt från elproducenter till reducerat pris. Trots detta anses kinesisk aluminiumindustri vara dyr och genomförs kraftförsörjningsbegränsningar så kommer Kina enligt marknadsbedömningar snart bli en importör av aluminium (Knapp 2009). En hel del aluminiumkapacitet har stängt ner det sista året på grund av finanskrisen och högre energipriser även i Kina (Knapp 2009).