7 Jämförande helhetsbild för alla drivmedel
7.2 växthusgasprestanda och åkermarkseffektivitet
I Figurer 7.5 och 7.6 sammanfattas växthusgasprestanda för olika produktonskedjor för
biodrivmedel. Som jämförelse bedöms utsläppen av växthusgaser från bensin och diesel
uppgå till i genomsnitt cirka 84 g CO
2-ekv. per MJ enligt RED, när hela bränslecykeln
inkluderas och råoljan framför allt kommer från Mellanöstern. Bränslecykelutsläppen av
växthusgaser från flytande fossila drivmedel kan dock komma att öka i framtiden om också
naturgas och kol samt okonventionella fossila råvaror som oljeskiffer och skiffergas börjar
användas. I dessa fall kan bränslecykelutsläppen från bensin och diesel uppgå till mellan
100-175 g CO
2-ekv. per MJ.
För produktion av biogas uppgår utsläppen av växthusgaser till mellan 7 och 15 g CO
2-ekvivalenter per MJ uppgraderad biogas när avfalls- och restprodukter används som råvara
(undantaget rapskaka), baserat på beräkningsmetodiken i EU’s Renewable Energy
Directive, RED. Växthusgasprestanda för biogas från grödor ligger betydligt högre, oftast
kring 30-40 g CO
2-ekv. (undantaget hampa).
När beräkningsmetodiken baserat på systemutvidgning tillämpas, vilken förordas i
ISO-standarden för livscykelanalys (ISO, 2006), blir utsläppen negativa för biogas baserad på
flytgödsel och organiskt avfall tack vare indirekta växthusgasvinster från minskade
metanemissioner från konventionell gödsellagring respektive ersättning av mineralgödsel.
Växthusgasprestanda för biogas från restprodukter som idag används som foder försämras
dock kraftigt (rapskaka undantaget) när systemutvidgning tillämpas. Utsläppen uppgår i
dessa fall till mellan 40 och 60 g CO
2-ekv. per MJ. För biogas baserat på energigrödor
innebär systemutvidgning förbättrad växthusgasprestanda tack vare att nyttan med
ersättning av mineralgödsel och ökad halt av markkol när rötrest återförs beaktas. Utsläppen
av växthusgaser uppgår i dessa fall till mellan 20-30 g CO
2-ekv. per MJ för ettåriga grödor
och cirka 10 g CO
2-ekv. för fleråriga grödor, som vall.
f3 2013:13 165
En viktig faktor för biogasens växthusgasprestanda är hur stora de ”ofrivilliga” utsläppen av
metan är. Beräkningarna i Figur 7.5 baseras på väl fungerande system där metanutsläppen
uppgår till maximalt cirka 1,5%. Utsläppen i dagens produktionsanläggningar av fordonsgas
bedöms vanligen variera mellan mindre än 1% upp till 3%, men där enstaka anläggningar
kan ha ännu högre utsläpp. Utsläppen från fordon kan också variera från mindre än 1% upp
till 2,5%, och i dåligt fungerande motorer vara ännu högre. De totala utsläppen av metan
från biogasproduktion till användning i fordon uppskattas således till cirka 1-3% under
normala förhållanden. För att biogassystem ska bli sämre än bensin och diesel ur
växthusgassynpunkt krävs normalt metanutsläpp kring 17-18%, med en variation mellan
cirka 12 och 24% beroende av råvara och beräkningsmetod (RED eller systemutvidgning).
Detta innebär att även om metanutsläppen från dåligt fungerande biogassystem uppgår till
kring 5% eller strax över så fås en signifikant växthusgasvinst jämfört med fossila
driv-medel, även om den reduceras. För att maximera biogassystems nytta ur ett
växthusgas-perspektiv bör således metanutsläppen minimeras i alla led. Som jämförelse krävs betydligt
lägre utsläpp av metan från naturgasbaserad fordonsgas innan detta drivmedel blir sämre än
bensin och diesel ur växthusgassynpunkt. Tidigare studier visar att om metanutsläppen
uppgår till cirka 4% (efter utvinning och distribution) fås ingen växthusgasreduktion när
naturgas ersätter bensin och diesel.
Figur 7.5 Växthusgastprestanda för produktionssystem för uppgraderad biogas beräknat enligt
metodiken i EU’s Renewable Energy Directive (RED) respektive i ISO-standarden för livscykelanalys (systemutvidgning, se text).
Utsläppen av växthusgaser för biodrivmedel producerade via termisk förgasning ligger
mycket lågt (på 4-6 g CO
2-ekv. per MJ) för alla drivmedel när skogsflis (GROT) används
som råvara (se Figur 7.6). När hybridasp och Salix används som råvara ökar utsläppen till
7-10 respektive 12-16 g CO
2-ekv. per MJ drivmedel. Anledningen till att Salixbaserade
-40 -20 0 20 40 60 80 Vete (kärna) Vall Rågvete Majs Sockerbetor Hampa Fodermjölk Vassle Rapskaka Drank Blandade substrat Slakteriavfall Hushållsavfall Flytgödsel Avloppsslam
g CO2-ekvivalenter per MJ biogas
Enligt RED Systemutvidgning
f3 2013:13 166
system har högre utsläpp än övriga beror på en större insats av fossil energi vid odling i
form av drivmedel och indirekt via mineralgödsel. Dessutom innebär kvävegödsling i
Salixodling att utsläppen av biogen lustgas ökar något. För dessa produktionskedjor bygger
beräkningarna på metodiken i RED, eftersom de biprodukter som är aktuella i dessa system
(el och värme) hanteras inom denna beräkningsmetodik. Därför finns inget behov av extra
systemutvigning för dessa fall.
Utsläppen av växthusgaser vid produktion av etanol och RME från grödor blir lägst för
halm- och skogsflisbaserad etanol och biogas i etanolkombinat, drygt 15 g CO
2-ekv. per MJ
(när RED’s beräkningsmetod tillämpas). Därefter kommer etanol från sockerbetor och
sockerrör (import från Brasilien) vars utsläpp uppgår till 20-25 g CO
2-ekv. och vete-etanol
(ca 30 g CO
2-ekv). Högst utsläpp fås för kombinerad etanol- och biogasproduktion från
hampa samt RME-produktion (mellan 35 och 40 g CO
2-ekv.). De senare kan jämföras med
växthusgasprestanda för HVO baserat på raps, animaliskt fett och tallolja som har
uppskattats till cirka 45 g, 20 g respektive 5 g CO
2-ekv. per MJ.
Figur 7.6 Växthusgasprestanda för produktionssystem för produktion av SNG, DME/ metanol och
FT-diesel via termisk förgasning samt för HVO, etanol, RME och samproduktion av etanol och biogas i etanolkombinat beräknat enligt metodiken i EU’s Renewable Energy Directive (RED) respektive i ISO-standarden för livscykelanalys (systemutvidgning, se text).
När systemutvidgning tillämpas förbättras växthusgasnyttan för etanol från grödor
(socker-rörsetanol undantaget) och framför allt för RME tack vare indirekta vinster från de
foder-biprodukter som genereras. Däremot försämras växthusgasprestanda något för
etanol-kombinat baserade på halm och skogsflis p g a att halten markkol minskar något när dessa
restprodukter skördas. När hampa används som råvara blir fallet det omvända när
mark-referensen är spannmålsodling. En mättad fodermarknad för drank och rapsmjöl från
produktion av spannmålsetanol respektive RME kan således leda till försämrad
växthusgas-0 10 20 30 40 50 Hampa-etanolkombinat Skogsflis-etanolkombinat Halm-etanolkombinat Raps-RME Sockerör-etanol Sockerbetor-etanol Vete-etanol Raps-HVO Anim.fett-HVO Tallolja-HVO Salix-FT-diesel Skogsflis-FT-diesel Salix-DME/metanol Skogsflis-DME/metanol Salix-SNG Skogsflis-SNG
g CO2-ekvivalenter per MJ biodrivmedel
Enligt RED Systemutvidgning
f3 2013:13 167
prestanda. Som diskuteras i avsnitt 7.1 kan dock dessa biprodukter användas som
biogas-råvara vilket medför en bibehållen bra växthusgasprestanda, framför allt etanol, vilket också
illustreras i Figur 7.5 (se drank och beräkning enligt RED).
I Figur 7.7 beskrivs drivmedelsutbytet per hektar och år för olika produktionssystem, vilket
är särskilt relevant för diskussionen om direkta och indirekta markanvändningseffekter vid
produktion av biodrivmedel – där höga åkermarksutbyten naturligtvis minskar risken för
t ex iLUC.
Högst drivmedelsutbyte per hektar åkermark, cirka 160 GJ, har etanol från sockerrör
(producerad i Brasilien) och biogas från sockerbetor (inklusive blast). Därefter kommer
SNG via förgasning av Salix och kombinerad etanol- och biogasproduktion från Salix i
etanolkombinat, cirka 120 GJ. Det finns ett flertal system som genererar omkring 100 GJ
drivmedel per hektar och år, som t ex biogas från majs och rågvete, etanol från sockerbetor,
etanol och biogas från hampa, SNG från hybridasp samt metanol, DME och vätgas från
Salix. Exempel på system som genererar ungefär 80 GJ drivmedel per hektar är biogas från
vete och vall, metanol och DME från hybridasp samt FT-diesel från Salix. Etanol från vete
genererar knappt 70 GJ drivmedel per hektar och RME från raps knappt 50 GJ. Dessa
system genererar dock också knappt 1 ton protein per hektar vilket ger en indirekt
åker-marksbesparing genom att behovet av proteinfoderodling minskar. Om denna indirekta
markbesparing inkluderas förbättras åkermarkseffektiviteten för spannmålsetanol och RME
betydligt.
Figur 7.7 Drivmedelsutbyte per hektar åkermark och år för olika biodrivmedelssystem (avser
produktion i södra Sverige).
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Vete-biogas Vall-biogas Rågvete-biogas Majs-biogas S.betor-biogas Vete-etanol S.betor-etanol Sockerör-etanol Raps-RME Hampa-etanolkomb Salix-etanolkomb Salix-SNG H.asp-SNG Salix-metanol H.asp-metanol Salix-DME H.asp-DME Salix-FT-diesel H.asp-FT-diesel Salix-Vätgas H.asp-vätgas GJ drivmedel/ha och år
f3 2013:13 168
Reduktionen av växthusgaser per hektar och år för olika biodrivmedelssystem sammanfattas
i Figur 7.8. Fel! Hittar inte referenskälla.En skillnad mot drivmedelsutbytet per hektar
om redovisas i Figur 7.7 är att biodrivmedel baserade på energiskog ökar sin
växthusgasnytta i jämförelse med biodrivmedel baserade på traditionella grödor. Drivmedel
baserade på förgasning av Salix ger t ex en reduktion av växthusgaser kring 7-8 ton CO
2-ekv. per hektar och år, vilket kan jämföras med sockerrörsetanol som beräknas ge en
reduktion om cirka 10 ton. Biogas från sockerbetor ligger också fortfarande högt. Etanol-
och biogasproduktion från energiskog i etanolkombinat ger ungefär samma
växthusgasreduktion som biodrivmedel från förgasning, drygt 7 ton CO
2-ekv. per hektar och
år. Flertalet drivmedelsystem baserade på traditionella jordbruksgrödor har en reduktion om
cirka 4 ton CO
2-ekv om inte systemutvidgning tillämpas (drygt 2 ton för RME). När
systemutvidgning tillämpas ökar deras nytta ur ett växthusgasperspektiv med ungefär 1 ton
CO
2-ekv. per hektar och år, d v s vilken beräkningsmetod och systemgräns som används har
speciellt stor betydelse för dessa biodrivmedelssystem.
Figur 7.8 Växthusgasreduktion per hektar åkermark och år för olika biodrivmedelssystem (avser
produktion i södra Sverige) baserat på beräkningsmetodiken i RED respektive ISO-standarden för livscykelanalys (systemutvidgning, där markreferens antas vara öppen odlingsmark).
0 2 4 6 8 10 12 Vete-biogas Vall-biogas Rågvete-biogas Majs-biogas S.betor-biogas Vete-etanol S.betor-etanol Sockerör-etanol Raps-RME Hampa-etanolkomb Salix-etanolkomb Salix-SNG H.asp-SNG Salix-metanol H.asp-metanol Salix-DME H.asp-DME Salix-FT-diesel H.asp-FT-diesel Salix-Vätgas H.asp-vätgas
Ton CO2-ekv. / ha och år
Enligt RED Systemutvigning