Hur använder vi bioenergipotentialen bäst? Per Kågeson Elma

Hur använder vi

bioenergipotentialen bäst?

Per Kågeson Elma

2007-10-19

Effektiv klimatpolitik

• Behövs ett generellt ekonomiskt styrmedel som ger samma incitament och

marginalkostnad i alla sektorer:

- Koldioxidskatt på samma nivå

- Generell handel med utsläppsrätter

• Komplettera med styrmedel som

förbereder långsiktiga åtaganden eller undanröjer marknadsimperfektioner

Biobränslen

en begränsad resurs

• Europas biobränsletillgångar kan utan

skada på biologisk mångfald bara ersätta 20% av nuvarande användning av kol, olja och naturgas enligt EEA (2006)

• Med 10 mdr människor, livsstil som i dagens OECD, men halverad specifik energianvändning, kan bioenergi klara 10% av världens energibehov år 2100 (Azar, 2006)

• 13% år 2050 (OECD, 2007, IEA, 2006)

Mer optimistiska bedömningar

• Det finns också bedömningar om att ända upp till 50% av vägtrafikens framtida

globala bensinbehov skulle kunna klaras med biodrivmedel (t.ex. Fulton, 2004)

• Oklart under vilket risktagande

• Oklart om utsläpp av andra växthusgaser

• Oklart om behov i andra samhällsektorer

Biomassa ska räcka till mycket

• Livsmedel

• Råvara för textilier

• Trävaror

• Papp- och pappersprodukter

• Kemisk råvara

• Bioenergi

För 9-10 miljarder människor

Risker med ökad bioproduktion

• Frigörande av delar av markens kolförråd

• Hög vattenförbrukning, sänkning av grundvatten

• Förlust av biologisk mångfald och hela ekosystem

• Näringsläckage/övergödning

• Stora utsläpp av dikväveoxid (N₂O) från intensivodlade grödor, främst raps

(Crutzen el, al, 2007)

Andra problem

• Ökad efterfrågan på animalisk föda

• Ökad användning av papper och bomull

• Oklara effekter av GMO

• Hot mot ursprungsbefolkningar - nykolonialism

Effekter av klimatförändringen?

• Minskad nederbörd och ökad avdunstning kommer att försvåra livsmedelsproduktion i delar av världen

• Ökad nederbörd kan innebära problem i andra delar

• Havets produktionsförmåga kan påverkas

• Längre växtsäsong kan öka avkastningen på nordliga breddgrader – men liten effekt på livsmedelsproduktionen

Slutsatser om potentialen

• Potentialen är svårbedömd men liten i förhållande till förväntad efterfrågan

• Skaderisken vid överexploatering är mycket större än för solel, solvärme, vindkraft och vågkraft samt jämfört med effektivisering hos användarna

• Solvärme och sol-, vind-, våg- och

vattenkraft ger mycket högre utbyte per investerad kWh

Bioenergi med ett försiktigt synsätt

• Om hela jordens befolkning i framtiden använder hälften så mycket energi per capita som vi gör idag kan bioenergi motsvara högst en femtedel av

nuvarande europeisk efterfrågan på bränslen och drivmedel

• Vi kan tillfälligt använda en högre andel

Framtida möjligheter?

• Produktion av biomassa med hjälp av alger under kontrollerade former?

• Kostnad?

• Risker?

Effekter på utsläpp av biodrivmedel

• Utgör idag ca 1% av

drivmedelsanvändningen

• 11% i Brasilien

• Minskning av växthusgaserna med 30-50

% i bästa fall jämfört med bensin (EU Kommissionen, 2007)

• Upp till 90% för tropisk etanol

Minskade fossila CO

Minskade fossila CO₂₂--utsläpp från 1 ha biomassautsläpp från 1 ha biomassa ((framtida system framtida system –– all hjälpenergi COall hjälpenergi CO₂₂--neutral)neutral)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

vete-etanol ersätter bensin Träflis ersätter olja i fjärrvärme

Träflis ersätter kol i kraftvärmeproduktion

tCO2/ha/år

Är det här klokt?

• I Tyskland ska enligt regeringens plan bioenergi år 2020 utgöra:

- 14% av energi för uppvärmning - 17% av drivmedel

- 28% av kraftproduktion Källa: ERU (2007)

Kostnader, kr per kg CO2

• 140-560 CO2-ekvivalent år 2030 (IPPC för att nå stabilisering på 550 ppm år 2100)

• Ca 190 (priset för 2008-rätter på EU ETS)

• 200-500 (kostnaden för att avskilja och slutförvara CO2)

• 1 500 - 6 000 (osubventionerad etanol, exkl. fordonssubventioner)

Well to wheels analyses

0%

10%

20%

30%

40%

50%

Diesel (crude oil) hybrid

Diesel (crude oil)DME (natural gas)MeOH (natural gas)CNG (natural gas)

Synthetic diesel (natural gas)

Hydrogen (electr. EU mix) hybridDME (wood, black liqour) hybridHydrogen (electr. wind) hybrid

DME (wood, black liqour)MeOH (wood, black liqour) Biogas (sewage)

DME (wood)MeOH (wood)

Synthetic diesel (wood)

RME (rape seed)Ethanol (wood)Ethanol (wheat)

0 300 600 900 1200 1500

Energy efficiency, % CO2-equivalents, g/kWh

g/kWh

Fossil Renewable

Källa: AB Volvo, Environmental Affairs, 2004

Andra generationens biodrivmedel

• Ännu inte lyckats framställa etanol ur barr- vedscellulosa i kontinuerlig drift

• Alternativet är lågt etanolutbyte i

kombination med pelletsproduktion och stora värmeförluster

• Andra generationen dyrare än första (EU COM)

• Förluster är energi man inte får betalt för

Om man lyckas?

• Antag att ett genombrott sker före 2010 och att en första kommersiell anläggning står klar 2012

• Samtidigt har den tillåtna gränsen för låginblandning höjts till 10%

• Man hinner inte bygga ut för att producera för 10% låginblandning förrän tidigast

2020

Gissningar om vad sker till 2020

• Lätta fordon: Plug-in elhybrider (+elbilar)

= Behov av ett kompletterande bränsle med hög energitäthet (ej gas eller

alkoholer)

• Tunga stadsfordon: Biogas/naturgas eller diesel (i båda fallen som elhybrider)

• Övriga tunga fordon: Diesel (inkl.

syntetisk diesel och biodiesel) och DME

Effektivt utnyttjande av naturresurserna

1. Använd biobränslen i kraft- och värmesektorn

2. Använd bensin, diesel och naturgas som drivmedel tills vidare

3. Komplettera med etanol från sockerrör i form av låginblandning (5-10%)

4. Utnyttja biogasen

5. Fortsätt forska - håll alla dörrar öppna

Kraftvärme + eldrift

• Vi har en stor outnyttjad potential för elproduktion i kraftvärmeverk

• Mycket hög verkningsgrad 1/3 el, 10%

förluster

• Nästan inga förluster i produktion av flis

• Elmotorn har mycket högre verkningsgrad än bensin- och dieselmotorer

• 3 TWh räcker till ¼ av bilparken med snåla bilar 2020

Verkningsgrad hos elbil %

100 76 Överfört till hjulen

4 Förluster från bilens elmotor

7 Batteriernas självurladdning

5 Förluster vid laddning av batterierna

8 Transmissionsförluster på nätet

Plug-in elhybrider

• En plug-in elhybrid kan gå 40-50 km på el

• 50% av genomsnittsbilistens årliga

körsträcka består av dagsresor kortare än 40 km

• Dessutom kan plug-in klara de första 40 km av alla andra resor = 25 procent av den genomsnittliga årliga körsträckan

• Teoretiskt kan plug-in klara 75% av all körning

Politisk intervention

• EU kommissionen vill utvidga handeln till transportsektorn - stöds av Sverige

• Men vill ändå att transportsektorns

utnyttjande av biodrivmedel ska motsvara 5.75% 2010 och 10% år 2020

• Ingen genomarbetad analys har

presenterats som underlag för detta

• Målet snedvrider utfallet av handeln och gör det dyrare att nå målet

Föreslagna EU regelverk

1. Minst 10% biodrivmedel 2020

2. 1% minskning per år mellan 2010 och 2020 av livscykelutsläppen av

växthusgaser från produktion av drivmedel (EP hellre krav på

biodrivmedel)

3. Höjning av tillåtna halten etanol i bensin till 10%

Ansvaret hos

drivmedelsleverantörerna

• Flertalet länder (som bestämt sig) lägger kvotplikten på drivmedelsdistributörerna

• Det innebär att konsumenterna betalar

• Svenskt utredningsförslag (2004) om

gröna drivmedelscertifikat förkastades av den förra regeringen

• Sverige satsade istället på skatteundantag

Effekter av kvotplikt

• Vid kvotplikt kommer drivmedelsbolagen att komplettera låginblandning med de

övriga åtgärder som har lägst kostnad för att nå de båda målen

• Det kan innebär att de prissätter biogas,

DME och E85 så att försäljningen bidrar till måluppfyllelsen i nödvändig utsträckning

Vinnare och förlorare

.

Biosyntesgas

Vin- och

spannmålsetanol Sockerrörsetanol

Biodiesel (RME) Naturgas

Oljesand och oljeskiffer DME

Kol Biogas

Förlorare Vinnare

Räcker biomassan?

Det är inte säkert att biomassan räcker till 10%

av drivmedelsförbrukningen:

- OECD (Doornbosch och Steenblik, 2007) - Världsbanken

- International Transport Forum - SRU (2007)

- UN Energy (2007)

- Righelato och Spracklen (Science, 2007) - UK (King’s report)(2007)

Olika nationella mål för 2005

• Enligt EU:s biodrivmedelsdirektiv skulle

medlemsländerna ange mål för 2005 med sikte på 2 procent.

• Mål satta av nordiska medlemsländer:

- Sverige 3.0%

- Danmark 0.1%

- Finland 0.1%

Men transportsektorns utsläpp?

.

Transportsektorns andel av oljeanvändningen idag

• Sverige 80%

• OECD-länderna >70%

• Världen 58%

• Peak för bensin och diesel först 10-15 år efter råoljans peak

Effektiviseringspotential

• Bränsleförbrukningen hos nya personbilar kan halveras till 2020 om alla möjligheter utnyttjas:

- Lägre rull- och luftmotstånd - Lättare material

- Hybridisering och ”downsizing” av motorer - Övrig effektivisering av drivlinan

- Reducerade krav på prestanda

Föreslaget EU regelverk

• Krav på minskade CO2-utsläpp per fordonskilometer max 130g år 2012

• Men gäller alla drivmedel

• Troligen som koncernmedelvärde

• Troligen viss kompensation för nyttan av större bilar

• Handel med utsläppskrediter är

sannolik (baseline and tradable credits)

Fordonsindustrin klarar inte målet om max 140 gram

. Progress towards voluntary agreement targets

140 150 160 170 180 190 200 210

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

g/km

ACEA JAMA KAMA Projection based upon

continuation of average performance 2000-05

New Car CO2 Emissions in EU15 2004

.

140,0 150,0 160,0 170,0 180,0 190,0 200,0

AustriaBelgiumDenmark Finland France

Germany Greece Ireland

Italy

LuxembourgNetherlands

Portugal Spain Sweden

UK

g/km

Troligen gränsvärden efter storlek

• Stora bilar får troligen släppa ut mer än

små, men knappast mer än 155-160 gram per km

• Det innebär i så fall att de minsta inte får släppa ut mer än ca 100 gram per km

• Fortsatt minskning efter 2012 – kanske max 95 gram 2020

Average new car CO2 emissions by Brand

.

130 140 150 160 170 180 190 200

Fiat

CitroenRenault Ford Peugeot

Opel/Vauxhall

Toyota Kia

Skoda Seat Honda

Mercedes-Benz

Hyundai Volkswagen

BMW Volvo Audi Mazda SuzukiNissan g/km

En utmaning för Sverige

• Sverige har (liksom USA) satsat på

skattesubventioner av biodrivmedel och E85-bilar men inte gjort något för att

minska bränsleförbrukningen

• EU kommissionen föreslår (med

Kalifornien som förebild) krav på sänkta livsmedelsutsläpp och lägre specifik

bränsleförbrukning

Drivmedelspolitiken

• Avskaffa pumptvånget

• Eventuell skattelättnad för biodrivmedel bör vara livscykelbaserad

• Om transportsektorn inte tas in i ETS bör skattereduktionen motsvara priset på

utsläppsmarknaden (= ca 0.5-1.0 kr per liter bensin vid 20-40 €/ton CO2)

• Avskaffa etanoltullen

Svenska statens miljöbilsdefinition

1. Alternativbränslebilar som inte har en bränsleförbrukning per 100 km vid

blandad körning som överstiger 9,2 liter bensin eller 8,4 liter diesel (= 218 g

koldioxid)

2. Extra påslag för bilar med automatisk

växellåda om de klarar gränsvärdet med manuell låda

3. Bilar som bara går på fossila drivmedel får högst släppa ut 120 gram/km

Styrmedel för snålare bilar

• Ändra statliga miljöbilsdefinitionen så att den stödjer EU-målet om max 130 g

• Avstå från subventioner som ökar

utsläppen från trafiken, t.ex. befrielse från trängselskatt och besöksparkering

• Koldioxiddifferentiera förmånsskatten

Förslag till ny miljöbilsdefinition

.

8090 100110 120130 140150 160170 180190 200210 220230

2007

2008

2009

2010

2011

2012

g/km

Grupp 1 Grupp 2 Grupp 3 Grupp 4 Grupp 5

Övriga åtgärder (I)

• Motsvarande krav på lätta lastbilar

• Premiera energieffektiva däck (VTI-studie)

• Avgiftsbelägga dubbdäck i storstäderna

• Ställa om hastighetsbegränsare till 80 km/h på tunga lastbilar

• Föreskriva ISA i yrkesmässigt framförda fordon

• Skärpt hastighetsövervakning

Övriga åtgärder (II)

• Utbildning i energisnål körstil (Ecodriving)

• Trängselskatt (utan undantag)

• Energieffektiva vägbeläggningar?

• Effektiv gatu- och vägbelysning

• Samdistribution

• Fler kombiterminaler

• Bättre cykelinfrastruktur

• Tydliga regler för tjänsteresor

Slutsatser (I)

• Varje ton biomassa som kunde ha använts för uppvärmning men utnyttjas för

drivmedel innebär en klimatförlust

• Subventionerna till biodrivmedel fördyrar och försvårar klimatpolitiken

• Subventionerna till ”miljöbilarna” motverkar energieffektivisering och gör det svårare

att nå klimatmålet

• Sverige är inget föredöme

Slutsatser (II)

• Biomassapotentialen är liten jämfört med behoven

• Använd resurserna främst för kraft- och värmeproduktion

• Låginblandning av främst tropisk etanol

• Partiell elektrifiering av vägtransporterna

• Effektivisering 10 gånger viktigare än bränslebyte i transportsektorn