Examensarbete i bioenergiteknik
Fossilfri kommun
Hur Nässjö Affärsverk AB kan bli fossilfritt och
hur utsläpp och energianvändning påverkas
Sedan industrialiseringen har koldioxidhalten i atmosfären ökat, som en följd av förbränning av fossila bränslen. Detta har lett till att jordens temperatur har börjat stiga och för att bromsa dessa klimatförändringar behöver utsläppen av koldioxid och andra växthusgaser därför minskas kraftigt. Ungefär en tredjedel av varje svensks koldioxidutsläpp kommer dock från den offentliga sektorn. Detta gör att kommunal och regional verksamhet har en viktig roll i omställningen till ett fossilfritt samhälle. Ett av Sveriges alla kommunala bolag är Nässjö Affärsverk AB (NAV), som sköter tjänster inom fjärrvärme, vatten och avlopp, avfallshantering, parker, gator,
snöröjning med mera inom Nässjö kommun. NAV vill till år 2045 bli fossilfria, men frågan är, vad det finns för fossilfria alternativ, hur en omställning kan gå till och vad det får för effekter.
Syftet med arbetet var därför att kartlägga de energiflöden som finns inom NAV och undersöka vad en omställning till fossilfri energi till år 2045 får för effekter på primärenergianvändning och utsläpp av koldioxidekvivalenter, med avseende på energibärarnas livscykler. Arbetet bestod av datainsamling, litteraturstudie, energibalansberäkning av år 2019, utredning av fossilfria alternativ samt en simulering av ett fossilfritt scenario år 2045.
Efter en analys av energiflödena visade sig de fossila energiflödena bestå av bensin, diesel, fordonsgas och eldningsolja. Om dessa skulle ersättas med fossilfria
alternativ, blev slutsatsen att primärenergianvändningen skulle sjunka med 1,8% jämfört med år 2019, medan utsläppen av koldioxidekvivalenter skulle minska med 36,2%. I det framtida fossilfritt scenario som beräknats skulle NAV fortsatt ha utsläpp motsvarande 3 423 ton koldioxidekvivalenter (CO2e) per år, vilket beror på
den fossila energi som används vid framställning av fossilfria energibärare. En fossilfri energibärare kräver alltså mer än fossilfria råvaror för att vara helt fossilfritt. För att uppnå ett helt fossilfritt NAV utan några CO2e-utsläpp får dock inget av vare
sig material- eller energiflödena inom organisationen vara beroende av fossila bränslen såsom kol, olja eller gas. Det NAV själva kan göra i nuläget för att ändå sänka utsläppen så mycket som möjligt är att välja förnybara energibärare samt minska den totala energianvändningen inom verksamheterna.
Since the industrialisation, the carbon dioxide content in the atmosphere has
increased because of fossil fuel combustion. This has led to an increase of the earth’s temperature and to slow down this climate change, the greenhouse gas emissions need to be reduced. Approximately one third of every swede’s carbon dioxide emissions come from the public sector. Therefore, municipal and regional activities play an important role in the conversion towards a fossil free society.
One of Sweden’s municipal companies is Nässjö Affärsverk AB (NAV), which provides services within district heating, water and drain, waste, parks, roadway, snow removal and more in Nässjö. NAV wants to be fossil free until year 2045, but the question is, which are the fossil free alternatives, how a conversion could be done and what the effects are.
The aim of the study was to investigate the energy flows within NAV and investigate how a conversion to fossil free energy until year 2045 will affect primary energy use and the emissions of carbon dioxide equivalents, regarding the lifecycles of the energy carriers. The work consisted of data collection, literature study, energy
calculations for year 2019, investigation of fossil free alternatives and simulation of a fossil free scenario of year 2045.
The fossil fuel based energy carriers in the energy flows were gasoline, diesel, natural gas and fuel oil. If these were to be replaced by fossil free alternatives, the conclusion was that the primary energy use would drop with 1,8% compared to year 2019, while the carbon dioxide emissions would decrease with 36,2%. In the fossil free scenario that was calculated, NAV would still have 3 423 tonnes of carbon dioxide emissions (CO2e) annually, because of the fossil energy used in the
production of fossil free energy carriers. A fossil free energy carrier would require more than only fossil free raw material to be considered as fully fossil free.
To achieve a fossil free NAV with no CO2e emissions, the material and energy flows
within the organisation must not be dependent on fossil fuels such as coal, oil or gas. To reduce the emissions as much as possible, NAV could choose renewable energy carriers and decrease the total use of energy within NAV.
To make NAV fossil free does not mean that the choices that are made are
Ungefär en tredjedel av varje svensks koldioxidutsläpp kommer från den offentliga sektorn, vilket gör att kommunala verksamheter, såsom Nässjö Affärsverk AB, har en viktig roll i omställningen till ett fossilfritt samhälle. Syftet med arbetet var därför att undersöka vad en omställning till fossilfri energi skulle få för effekter på
primärenergianvändning och utsläpp av koldioxidekvivalenter, med avseende på energibärarnas livscykler. Efter en analys av energiflödena visade sig de fossila energiflödena bestå av bensin, diesel, fordonsgas och eldningsolja. Resultatet visade att om dessa skulle ersättas med fossilfria alternativ, skulle användningen av
primärenergi sjunka med 1,8% jämfört med år 2019, medan utsläppen av
koldioxidekvivalenter skulle minska med 36,2%.Att NAV fortsatt skulle ha årliga utsläpp motsvarande 3 423 ton koldioxidekvivalenter beror på den fossila energi som används vid framställning av fossilfria energibärare. Fossilfrihet behöver alltså uppnås i energibärarnas hela livscykler för att NAV ska bli helt fossilfria.
Nyckelord: Biobränslen, Drivmedel, Eldningsolja, Energibärare, Fossila bränslen,
Denna rapport utgör examensarbetet på högskoleingenjörsprogrammet inom energi och miljö (180 hp) på Linnéuniversitetet i Växjö. Arbetet har motsvarat 15
högskolepoäng och gjorts i samarbete med Nässjö Affärsverk AB.
Jag vill tacka Nässjö Affärsverk AB för att jag fick möjlighet att göra detta arbete samt att jag dessutom fick sitta på plats på kontoret, vilket var till stor hjälp för arbetet. Ett extra stort tack vill jag rikta till Thommie Motin, Chef
Verksamhetsutveckling/IT på Nässjö Affärsverk, för att ha agerat handledare på företaget och hjälpt mig under arbetets gång.
På Nässjö Affärsverk AB vill jag även rikta ett stort tack till Mona Fritz, Gunilla Fransson, Tomas Johansson, Anders Åman, Mikael Widell, Fredrik Kalén, Johanna Löfström, Mattias Johnsson, Hans Johansson, Lennart Pamp, Antonio Lilja, Björn Wenström, Eszter Simonsen, Eva Andersson, Matti Rissanen, Susanne Gustafsson, Sven Öberg, Göran Ljungsell, Maria Lund, Andreas Lindahl, Lennart Karlsson och Patrik Cantby som alla tagit sig tid att hjälpa mig framåt i mitt arbete.
Jag har även tagit hjälp av några av Nässjö Affärsverks leverantörer, vilka jag också vill tacka för att ha tagit sig tid att hjälpa mig hitta svar på mina frågor.
Slutligen vill jag tacka min engagerade handledare från Linnéuniversitetet, Truong Nguyen, för all hjälp och feedback jag fått under hela projektet.
ARV Förkortning av Avloppsreningsverk.
Askhalt Hur stor andel av bränslet som inte kan förbrännas, utan blir kvar som aska. Hög askhalt kan leda till stoft i rökgaserna och igensättningar i pannan.
Biomassa Biologiskt material som kan användas för energiutvinning. I denna rapport avses endast förnyelsebara bränslen.
CO2e Beteckning för koldioxidekvivalent. Anger den mängd
koldioxidutsläpp som en samlad mängd av olika växthusgaser motsvarar.
Energibärare Det som lagrar och transporterar energin i systemet, exempelvis bränslen och elektricitet.
Energikälla Det som energi utvinns ur, exempelvis vind eller råolja. Energikällan råolja kan uppgraderas till energibäraren diesel. EO1 Förkortning av eldningsolja 1.
GROT Förkortning av Grenar och Toppar. Är det som är kvar av trädet då stamveden tagits till vara.
Koldioxidekvivalent Se CO2e tidigare i listan.
Kolsänka Något som binder mer koldioxid från atmosfären än det släpper ut, exempelvis en växande skog.
KVV Förkortning av Kraftvärmeverk.
Kvävehalt Bränslets kvävehalt påverkar hur mycket NOx som släpps ut
via rökgaserna och kan försura omgivande miljö.
LHV Effektivt värmevärde. Anger hur mycket energi som kan fås ut från ett bränsle vid förbränning.
Livscykelanalys Analys av en produkts totala miljöpåverkan utifrån hela dess livscykel inkluderat alla steg från råvaruutvinning till
hantering av produkten som avfall NAV Förkortning av Nässjö Affärsverk AB.
elektricitet.
Stökiometri Kemiska beräkningar utifrån hur ämnen reagerar med varandra.
Substrat Råvara till biogasproduktion.
Syratal Anger hur korrosivt ett flytande bränsle är.
VA Vatten & Avlopp.
1. Introduktion
I jordens atmosfär finns växthusgaser som reflekterar tillbaka
värmestrålningen från jorden och därmed håller medeltemperaturen jämn och relativt hög, vilket påverkar det liv som finns på jorden. När atmosfären tillförs lika mycket koldioxid som tas upp av jordens organismer hålls mängden växthusgaser relativt konstant. Sedan slutet av 1800-talet har koldioxidhalten i atmosfären dock ökat, som en följd av förbränning av fossila bränslen. Detta har förstärkt växthuseffekten och fått jordens medeltemperatur att öka med nästan 1oC [1]. Även vid relativt små
förändringar av jordens medeltemperatur påverkas ekosystem och
vädersystem, och en temperaturökning med tre till fyra grader [2] kan ge så stora förändringar att majoriteten av nuvarande ekosystem försvinner, vilket även blir ett hot för människans överlevnad.
Förutom den mänskliga aktiviteten på jorden kan även klimatförändringarna i sig påverka halten av växthusgaser i atmosfären, genom att exempelvis en ökande temperatur i haven minskar vattnets förmåga att lösa koldioxid, som i stället släpps ut till atmosfären. Högre temperaturer kan även få den
sibiriska tundran att tina och släppa ut stora mängder av växthusgasen metan som finns lagrad där. Genom naturliga processer som sker till följd av en ökad medeltemperatur kan alltså den globala uppvärmningen förstärka sig själv och därmed hamna bortom mänsklig kontroll om den globala
uppvärmningen fortsätter. För att bromsa dessa klimatförändringar och förhindra att växthuseffekten börjar förstärka sig själv behöver utsläppen av koldioxid och andra växthusgaser därför minskas kraftigt och användningen av fossila energikällor runtom i världen måste upphöra.
Sverige rankas som det mest klimatvänliga landet i världen enligt CCPI (Climate Change Performance Index) [3], men även här finns mycket kvar att göra. Sverige släppte år 2018 ut nästan 52 miljoner ton
koldioxidekvivalenter (CO2e), en siffra som sedan 1996 har sjunkit från 77
miljoner ton [4]. Dock ska Sveriges nettoutsläpp av växthusgaser vara nere på noll år 2045, enligt målen i Sveriges klimatpolitiska handlingsplan [5], vilket gör att den nedåtgående trenden av Sveriges utsläpp inte är brant nog och många fler måste göra mycket mer för att stoppa utsläppen. Här har varje företag, organisation och politiker ett ansvar att styra samhället i rätt riktning, och dessa styrs i sin tur genom privatpersoners val av produkter, tjänster och politiska representanter.
1.2 Bakgrund
Ungefär en tredjedel av varje svensks koldioxidutsläpp kommer från den offentliga sektorn [6]. Detta gör att kommunal och regional verksamhet har en viktig roll i omställningen. En av Sveriges kommuner är Nässjö, som är beläget i norra delen av Småland (se Figur 1) och har drygt 30 000 invånare, varav nästan 17 000 bor inne i tätorten. Nässjö kommun äger i sin tur
bolaget Nässjö Affärsverk AB (NAV). NAV arbetar för att kommunens invånare och yrkesverksamma ska ha en fungerande vardag, samtidigt som företaget vill verka för ett hållbart och miljövänligt samhälle. Visionen är ”Tillsammans skapar vi livskvalitet! - med kunden i centrum och kommande generationer i tanken” [7].
Google and the Google logo are registered trademarks of Google LLC, used with permission.
Figur 1: Karta över södra Sverige, där Nässjö är markerat med rött. NAV sköter tjänster inom fjärrvärme, vatten och avlopp, avfallshantering, parker, gator, snöröjning med mera inom kommunen, och har också egen kraftproduktion kombinerat med fjärrvärmeproduktionen i Nässjö tätort. Genom dotterbolagen Nässjö Affärsverk Elnät och Citynätet i Nässjö sköter NAV även elnät respektive fiber. Alla dessa verksamheter behöver alltså bli fossilfria till år 2045, men frågan är, vad det finns för fossilfria alternativ, hur en omställning kan gå till och vad det får för effekter.
1.1 Syfte och mål
Syftet med arbetet är att kartlägga de energiflöden som finns inom NAV och undersöka vad en omställning till fossilfri energi till år 2045 får för effekter på primärenergianvändning och utsläpp av koldioxidekvivalenter, med avseende på energibärarnas livscykler.
Målet med arbetet är att undersöka hur primärenergianvändning och utsläpp av koldioxidekvivalenter skiljer sig mellan år 2019 och ett framtida
fossilfritt scenario på NAV. Två energibalanser över verksamheten behöver tas fram, där inkommande och utgående energiflöden samt utsläpp redovisas från år 2019 samt i ett framtida fossilfritt scenario. Energiflödena består av bränslen, el och fjärrvärme som används inom verksamheterna samt utgående flöden av värme, el samt material som lämnar verksamheten för energiändamål såsom trä- och hushållsavfall. Utifrån energibalansen från år 2019 identifieras användning av fossil energi, och fossilfria alternativ undersöks sedan med avseende på koldioxidutsläpp, primärenergi, driftkostnader samt hur väl de uppfyller verksamhetens behov. Av de fossilfria alternativen väljs ett alternativ för varje fossil energibärare utifrån låga CO2-utsläpp och bedömningen att alternativet uppfyller verksamhetens
behov, vilket resulterar i ett möjligt fossilfritt scenario.
De två energibalanserna kan sedan jämföras för att se effekterna på primärenergianvändning och koldioxidutsläpp, och sammanställningen av olika fossilfria alternativ kan ge ett bra underlag gällande riktlinjer och prioriteringar kring hur fossilfrihet kan uppnås inom NAV innan år 2045.
1.2 Avgränsningar
Projektet omfattar alla verksamheter som finns inom NAV-koncernen och dess energiflöden under år 2019. Material som NAV köper in för annat ändamål än som energibärare kartläggs inte, även om material från exempelvis trä och plast även har ett energivärde. Dessutom analyseras endast de energiflöden som NAV-koncernen själva står för i sina
verksamheter, och innefattar alltså inte externa aktörer som exempelvis utför entreprenadarbeten eller levererar bränsle.
Analysen av fossilfria alternativ avgränsas av befintligt utbud av tekniker och bränslen. Det görs alltså inga analyser av vad som skulle kunna komma ut på marknaden och när. Analysen omfattar inte heller projektering,
insamlande av offerter eller genomförande av möjliga åtgärder för att uppnå ett fossilfritt NAV. Därför görs heller ingen analys av utsläpp och
2. Teori
För att bromsa de klimatförändringar som sker måste tillförseln av växthusgaser i atmosfären stoppas, vilket innebär att de fossila bränslena måste fasas ut ur samhället. Till de fossila energikällorna hör organiska kolväten som finns i sediment eller berggrund i form av kol, olja eller naturgas. Dessa bildades för 50–500 miljoner år sedan men förbrukas nu i mycket snabbare takt än de nybildas [8]. Även torv kan anses vara en fossil energibärare med sin livscykel på några tusen år. Kol, olja och gas används i huvudsak för olika energiändamål och till följd av ett ökat energibehov världen över förväntas dessutom användningen av fossila bränslen öka om ingen omställning sker [9]. Klimatförändringarna har alltså en stark koppling till hur energisystemet är utformat och används av olika aktörer i samhället. Enligt Energimyndigheten tillfördes Sveriges energisystem 565 TWh energi år 2017, varav 378 TWh kom till användning [10]. De
resterande 195 TWh lämnade systemet som olika förluster, energisektorns eget energibehov samt till icke energiändamål, till exempel råolja som används för plastframställning.
På grund av dessa förluster tillförs alltså energisystemet mer energi än vad som egentligen används. Att enbart titta på energianvändningen vid slutanvändaren är därför missvisande vid analys av den totala
miljöpåverkan. För att veta hur mycket energi som egentligen går åt vid användning av en viss energibärare behöver därför användningen av primärenergi i form av förluster och extra tillförd energi under
energibärarens hela livscykel beaktas. Primärenergianvändningen anges som primärenergifaktor (PEF) med enheten MJ/MJ och beräknas enligt:
= ö [11]
ö = Primärenergin inklusive energibärarens energiinnehåll
= Energibärarens energiinnehåll, alltså sekundärenergin
Förutom energiförluster påverkar även val av energikällor vilken miljö- och klimateffekt som energianvändningen får. Energikälla och hur den används påverkar sedan vilka utsläpp av växthusgaser som sker. Dessa översätts ofta till koldioxidekvivalenter eftersom olika växthusgaser bidrar olika mycket till växthuseffekten, vilket går att se i Tabell 1 nedan.
Tabell 1: Utsläppskällor och CO2e för några vanliga växthusgaser
Växthusgas Beteckning Utsläppskälla CO2e Ref.
Koldioxid CO2 Fossila bränslen 1
Metan CH4 Idisslande djur, risfält,
naturgasläckage, våtmarker
25 [12] Lustgas N2O Jordbruk, sjukhus,
Ett exempel är metan (CH4), som i ett 100-årsperspektiv är en 25 gånger så
stark växthusgas som koldioxid [12]. Att släppa ut 1 kg CH4 motsvarar alltså
25 kg CO2e. Andra starka växthusgaser är lustgas (N2O) och vattenånga.
Lustgas släpps ut från mänsklig aktivitet såsom jordbruk och sjukhus, men kan även bildas naturligt i exempelvis sumpmarker. Däremot är vattenångan i atmosfären ingenting som påverkas direkt av mänsklig aktivitet, utan denna gas är i jämvikt med jordens flytande vatten och varierar med olika väder och temperatur.
2.1 Mot ett fossilfritt samhälle
Eftersom klimatförändringarna är något som alla länder bidrar till och som alla länder kommer påverkas av i olika utsträckning, krävs ett internationellt samarbete för att kunna begränsa ökningen av jordens medeltemperatur så mycket som möjligt. Ett sådant samarbete görs bland annat inom FN genom IPCC (The Intergovernmental Panel on Climate Change), som bildades 1988 av FN:s miljöprogram (UNCP) och WMO (World Meteorological
Organization) för att kontinuerligt sammanställa den senaste forskningen kring miljö och klimat [14]. IPCC’s rapporter ska sedan ge ett bra underlag för beslutsfattare och allmänhet om vad som händer med klimatet, vad som bör göras och vilka risker klimatförändringarna medför.
FN har också tagit fram Förenta Nationernas ramkonvention om
klimatförändringar (förkortas internationellt UNFCCC), vardagligt kallad Klimatkonventionen. Denna undertecknades år 1992 och trädde i kraft två år senare [15]. Besluten inom konventionen tas på regelbundna
partskonferenser (COP) där representanter för alla de länder som
undertecknat konventionen finns närvarande. Dessa möten numreras och blir kända som exempelvis COP3, vilket betecknar det tredje mötet. Vid COP21 år 2015 klubbades Parisavtalet igenom, vars huvudsakliga mål är att försöka begränsa den globala uppvärmningen till 1,5-2oC. Nästan alla länder i
världen har skrivit under och avtalet började gälla från och med år 2016 [15]. Sverige följer Parisavtalet genom EU, och ska enligt bestämmelserna ha en 40-procentig minskning av utsläpp mellan åren 2005–2030 [16]. På nationell nivå har beslut tagits om att Sveriges nettoutsläpp av
växthusgaser ska vara nere på noll år 2045 [5], och där är fossilfrihet en av förutsättningarna för att lyckas med detta. Med hjälp av regeringens initiativ ”Fossilfritt Sverige” har konkreta färdplaner tagits fram för olika branscher för hur de ska kunna bli fossilfria och vilka svårigheter som finns [17]. ”Fossilfritt Sverige” samlar även enskilda företag, organisationer,
Nedan följer sammanställningar av uppvärmningsbranschens, elbranschens och återvinningsbranschens färdplaner som är framtagna inom respektive branschorganisation tillsammans med ”Fossilfritt Sverige”.
2.1.1 Uppvärmningsbranschen
Uppvärmningsbranschen har enligt ”Fossilfritt Sveriges” branschspecifika färdplan [19] som vision att vara fri från fossila bränslen redan år 2030, och 15 år senare ska branschen fungera som en kolsänka. Denna vision ska verkställas med hjälp av 42 åtaganden som riktas mot aktörerna inom branschen. De generella åtagandena handlar bland annat om vikten av samarbete, eget ansvar och att vara ett föredöme inom verksamheten. Även mer konkreta åtgärder såsom att använda fossilfria bränslen vid transporter samt att fasa ut uppvärmning baserad på olja och direktverkande el nämns. Åtaganden riktade mot fjärrvärmeföretagen handlar om att
värmeproduktionen år 2030 ska vara fossilfri och helst baseras på
energiåtervinning genom antingen restvärme från exempelvis industrier eller genom förbränning av skogsrester och avfall. Avfall är dock inte fossilfritt, på grund av fossila material såsom plast, och därför krävs åtgärder inom återvinningsbranschen för att minska mängden plast i avfallet. Fjärrvärme som inte kan produceras genom återvunnen energi bör enligt färdplanen kombineras med kraftproduktion, för att använda bränslets energiinnehåll effektivt och samtidigt bidra till att stabilisera elnätet. Det uppmuntras även till effektivisering och teknikutveckling, samt samverkan mellan många olika aktörer för att tillsammans optimera energianvändningen.
2.1.2 Elbranschen
Färdplanen för elbranschen [20] kommer att lämnas över till regeringen i år, 2020. Den har tagits fram av ”Fossilfritt Sverige” och Energiföretagen och redogör för ett övergripande åtagande om att möta efterfrågan på fossilfri el och samtidigt ha en försörjningstrygghet samt vara konkurrenskraftiga och hållbara. Parallellt har branschen en vision att år 2050 ha ”hållbar energi för alla, alltid” [20] och de är medvetna om att deras arbete är viktigt för att resten av samhället ska kunna bli fossilfritt. Därför handlar en stor del av deras åtaganden om samverkan och samarbete både mellan aktörer, beslutsfattare och med kunden, vars elanvändning påverkar elnätet. Dessutom behövs både kompetens, teknikutveckling och uppdaterade regelverk för att göra fossilfria investeringar möjliga. Dessa investeringar ska bestå i att innan år 2030 fasa ut de två procenten av elproduktionen som är fossilbaserad och samtidigt efterfråga fossilfria alternativ till de material och transporter som används.
troligtvis kommer att baseras på just elektrifiering. Detta skulle enligt en analys i färdplanen innebära ett ökat elbehov på cirka 35% mellan åren 2020–2050, där även ett ökat behov av datahallar är medräknade [20]. Sveriges elnät är sammankopplat med andra länder i Europa, och Sverige kan därför både importera och exportera el beroende på hur produktionen och elbehovet ser ut. Därför behöver även övriga Europa fasa ut fossil elproduktion för att kunna säkerställa att den använda elen i Sverige är fossilfri, samtidigt som EU-länderna kan dra nytta av en framtida fossilfri elbransch i Sverige, där förnybar överskottsel från Sverige blir en del av den europeiska elmixen.
2.1.3 Återvinningsbranschen
Liksom elbranschens färdplan ska återvinningsbranschens färdplan [21] överlämnas till regeringen år 2020. Åtaganden som rör insamling av avfall i denna färdplan utgörs av att använda endast fossilfria transporter, optimera rutter för minskade resor och i den mån det är möjligt att frakta material med tåg och annars stora lastbilar. Andra åtgärder som föreslås inom transporter och insamling, förutom fossilfritt bränsle eller eldrift, är ruttoptimering, eldriven komprimering av avfall i fordonet, större lastvolymer, ecodriving, att optimera användningen av entreprenadmaskiner samt få kunder att källsortera bättre. I deponierna handlar åtgärderna om att samla in, fackla eller producera el och/eller värme av dem deponigas som bildas. Gasen måste enligt lag tas omhand och får alltså inte släppas ut i atmosfären [22]. Att förbränna gasen genererar visserligen koldioxid, men den
klimatpåverkan är enbart 25% av vad metangasen genererar [21].
För att återvinningsbranschen ska bli fossilfri krävs att det finns tillgång till fossilfria bränslen samt fordon som drivs av fossilfria drivmedel, som dessutom ”är ekonomiskt konkurrenskraftiga med konventionella fordon” [21]. Branschen önskar även att längre och tyngre transporter vore tillåtet, för att kunna minska antalet, samt att den digitala utvecklingen fortsätter för att kunna optimera bland annat avfallshämtning.
2.2 Energibärare
Nedan följer en beskrivning av vanliga energibärare i det svenska energisystemet.
2.2.1 El
vardera använder ungefär lika mycket energi. Dessa är transportsektorn, industrisektorn och bostäder & service, där bostads- & servicesektorn är den sektor som använder mest el och stod för 58% av Sveriges elförbrukning år 2017 enligt Energimyndigheten [10]. Hur elanvändningen fördelar sig visas i Figur 2.
Figur 2: Fördelning av elanvändning över olika sektorer
Bostädernas elanvändning består till största delen av uppvärmning, och en byggnad kan värmas upp på två sätt med hjälp av el. En teknik som funnits länge är att elen blir till värme genom ett elelement, värmeslingor i golvet eller en elpanna. Ett värmesystem som bygger på direktverkande el ger höga elkostnader, vilka kan sänkas genom att i stället installera en värmepump. En värmepump använder el för att transportera värme från exempelvis utomhusluften eller berggrunden och in i byggnaden. Den mängd el som behövs för att uppfylla värmebehovet fås ur värmefaktorn, eller COP (Coefficient of performance), som beskriver förhållandet mellan förflyttad värme och tillförd el enligt:
= ä
ä = Värmeeffekt
= Eleffekt
För att ta hänsyn till årstidsvariationer används ofta SCOP istället, vilket anger ett årligt medelvärde för värmepumpens värmefaktor. Värmefaktorn är ofta cirka 3–5 beroende på typ av värmepump och fabrikat, vilket innebär att 1 kWh ger 3–5 kWh värme. En värmepump är alltså ett mer energisnålt och driftmässigt billigare sätt att värma upp byggnaden med hjälp av el.
Figur 3: Fördelning av olika energikällor i den svenska elmixen a. Solkraft
Solceller omvandlar energin i solljuset till elektricitet med hjälp av
halvledarmaterialet kisel. Vid tillverkning av solpaneler ska kisel utvinnas ur sand innan det renas och behandlas kemiskt för att dopa materialet. Utöver detta behövs glas och olika metaller såsom koppar och aluminium till skydd samt elektriska komponenter och ledningar innan själva solpanelen är klar. De mest energikrävande stegen i tillverkningen är utvinningen av kisel från kiseloxid, vilket utgör nästan hälften av den totala energiåtgången.
Processen att göra kislet poly- eller monokristallint samt själva monteringen är också energikrävande och utgör 17% respektive 18% av energibehovet. Förutom tillverkningen används även energi vid transport och som material, med resonemanget att energin stannar i solcellens material och därför inte kan utvinnas för energiändamål. [23]
Solpaneler kan även användas för att värma upp vatten, vilket sedan kan användas i ett vattenburet värmesystem i en byggnad. Även kombinerade lösningar finns, där de elproducerande solpanelerna kyls med hjälp av vatten, vilket sedan kan användas för uppvärmning i kombination med exempelvis en bergvärmepump.
b. Vindkraft
Ett vindkraftverk (se Figur 4) omvandlar rörelseenergin i vinden till elektrisk energi. Utsläppen genereras vid tillverkning av vindkraftverket, transporter samt vid markberedningen där kraftverket ska stå. Hur stora utsläppen per kWh blir beror på den installerade effekten, livslängden och antalet drifttimmar tillsammans med materialvalet i kraftverket.
Figur 4: Vindkraftverk i Topperyd [24] c. Vattenkraft
Vattenkraftverk omvandlar vattnets lägesenergi till elektrisk energi när vatten som faller från en höjd passerar turbiner, som driver generatorer. Den miljöpåverkan som vattenkraft står för sker till största delen vid
överdämning, vilket påverkar både markkolet och biomassan som finns där. Uppförandet av ett vattenkraftverk är även ett stort byggprojekt med mycket material som ska på plats till turbiner, tunnlar och dammar med mera. Vattenkraft kan även påverka ekologin i närområdet, genom att exempelvis hindra fiskar från att vandra.
d. Kärnkraft
I ett kärnkraftverk värms vatten upp till vattenånga på grund av
värmeutvecklingen som sker när uranet sönderfaller, och denna ånga driver sedan en turbin kopplad till en generator som genererar el. Vattenångan kyls sedan med hjälp av kallt vatten för att kunna värmas upp igen av fissionen. I kärnkraftverken används Uran 235, vilket endast utgör 0,7% av
uranmalmen [11]. Uranet bör därför anrikas med hjälp av centrifuger, vilka utgör en stor del av kärnkraftens miljöpåverkan. Även brytning av
uranmalmen har en stor miljöpåverkan, eftersom detta genererar mycket utsläpp. De problem som diskuteras kring kärnkraft är säkerheten i
reaktorerna samt säker slutförvaring. Uran är även en ändlig resurs, och med dagens förbrukningstakt beräknas uranmalmen räcka i 80 år från och med år 2011 [25]. Ett ökat energibehov och utbyggnad av kärnkraftverk kortar dock ner denna tid.
2.2.2 Värme
verkningsgrad bidrar den även till att stabilisera elnätet, eftersom
produktionen pågår kontinuerligt och kan kompensera för de fluktuationer som exempelvis vind- och solkraft ger.
Trots fördelarna med kraftvärme kommer den största delen av fjärrvärmen från värmeverk, det vill säga anläggningar som enbart producerar värme. Även spillvärme från industrier kan användas som fjärrvärme.
På 1970-talet eldades nästan enbart olja inom Sveriges
fjärrvärmeproduktion. Enligt Energimyndighetens statistik började däremot fler energikällor tillkomma under 1980-talet, såsom spillvärme, elpannor, värmepumpar och kol [26]. Runt 1990 hade användningen av kol och olja minskat kraftigt, och biomassan började öka tillsammans med övriga bränslen såsom torv och avfall. Trenden med ökad andel biomassa och minskad andel olja har sedan fortsatt, och idag är den huvudsakliga
energikällan i fjärrvärmenätet biobränslen, följt av avfall. Även spillvärme och värmepumpar utgör en relativt stor del, medan elpannor, olja och kol står för en väldigt liten andel. En ungefärlig fördelning av energikällorna kan ses i Figur 5.
Figur 5: Fördelning av energikällor i svensk fjärrvärmeproduktion [26]. Nedan följer beskrivningar av de bränslen som ofta förekommer i den svenska fjärrvärmeproduktionen.
a. Skogsbränslen
Den biomassa som används i det svenska fjärrvärmenätet kommer oftast från skogen som exempelvis flis (se Figur 6) och pellets. Framställningen är ofta beroende av fossila bränslen vid avverkning, insamling och distribution. Andra miljömässiga nackdelar är att skogsavverkningen kan hota biologisk mångfald och människors rekreation. Dessutom går det åt energi vid förädling av exempelvis pellets, som därför får en dubbelt så stor
klimatpåverkan som flis med utsläpp om 2,6 g CO2e/MJ jämfört med 5,2 g
Figur 6: Två flishögar utanför NAV:s kraftvärmeverk [24] b. Hushållsavfall
Hushållsavfall består av bland annat papper, plast och organiskt material, och är alltså inget homogent bränsle. Värmevärde, primärenergi och utsläpp varierar beroende på om matavfallet antas vara utsorterat eller om det finns blandat med hushållsavfallet, men eftersom alla kommuner i Sverige ska kunna samla in matavfall separat år 2021 [27], används värden för utsorterat matavfall.
c. Eldningsolja (EO1)
Eldningsolja är en av de produkter som fås ut vid ett oljeraffinaderi (se kapitel 2.2.3 Drivmedel). Eldningsolja 1, som också kallas tunnolja, har lägre viskositet än tjockoljorna EO2- EO6, som därför behöver värmas innan förbränning. Att använda tunnolja ger därför viss energibesparing, men jämfört med träflis ger detta bränsle 30 gånger större utsläpp. [11] d. Fossilfria oljor
Fossilfria alternativ till eldningsoljan är MFA (Mixed Fatty Acids), RME (Rapsmetylester) och HVO (Hydrogenated Vegetable Oil). Eftersom HVO har liknande egenskaper som fossil olja behövs inte lika omfattande
konvertering till detta bränsle som för anläggningar som ska drivas på MFA eller RME. MFA står för ’Mixed Fatty Acids’ och kan innehålla både vegetabiliska och animaliska fetter från olika källor, ofta processindustrier. Bränslet har ingen given sammansättning, ursprung eller egenskaper, utan kan bestå av i princip vilka fettsyror som helst för att få kallas MFA. En typ av MFA är Bio25, som består av oljor från raps, soja, majs och solros [28]. Alla oljor i Bio25 är dessutom restprodukter. MFA har generellt sett högre kvävehalt, askhalt och syratal än exempelvis RME, som kan användas både som eldningsolja och fordonsbränsle. Även lagringstiderna skiljer sig, där MFA endast kan lagras i 1–2 år och RME håller i upp till fyra år.
HVO och RME beskrivs närmare i kapitel 2.2.3 Drivmedel.
presenterade regeringen dock ett förslag att vid årsskiftet 2020/2021
avskaffa skattebefrielsen på många biooljor som används för uppvärmning, framför allt oljor som baseras på grödor som kan användas som livsmedel eller foder [30]. Skulle förslaget träda i kraft skulle alltså även RME börja beskattas, medan MFA skulle vara fortsatt skattebefriad eftersom det klassas som en restprodukt.
2.2.3 Drivmedel
Transportsektorns energianvändning utgörs till största delen av fossila bränslen, följt av 22% biodrivmedel och 3% el [10]. Andelen biodrivmedel ökar dock för varje år, men i nuläget domineras transportsektorn av fossil energi, och är även den sektor som använder mest fossila bränslen. Hur fördelningen av fossila bränslen ser ut mellan sektorerna visas i Figur 7.
Figur 7: Fördelning av användning av fossila bränslen mellan olika sektorer Flytande fossila bränslen kommer från råolja som pumpas upp från
havsbottnen eller utvinns ur oljesand eller -skiffer. Råoljan förädlas sedan i ett raffinaderi, där råoljan destilleras och produkter med olika kokpunkt separeras från varandra. Genom denna process fås bland annat bensin, diesel och eldningsolja. Framställningen av dessa produkter genererar utsläpp och energiförluster både vid själva utvinningen och transporterna, samt i
raffinaderierna genom fackling och metanläckage. Raffinaderiets rening och effektivitet påverkar också utsläpp och energiförluster. Slutligen påverkar även förbränningstekniken i motorn vilka och hur mycket utsläpp som sker. För att minska klimatpåverkan från transportsektorn och nå nettonollutsläpp av koldioxid år 2045 måste fossila drivmedel ersättas med förnybara
bränslen. Därför används alltmer biodrivmedel, som kan framställas från olika sorters organiskt material som exempelvis matavfall, vegetabiliska och animaliska oljor, livsmedelsgrödor och trä. Regeringen har även infört reduktionsplikt för fossila drivmedel, där utsläppen varje år måste minska, vilket enklast görs genom en högre inblandning av biodrivmedel.
Transportsektorn 64% Industrisektorn
25%
Trots att biodrivmedel är förnybara och leder till minskade utsläpp av växthusgaser, kan produktionen och användningen av dessa konkurrera med andra viktiga aspekter för en hållbar utveckling, som exempelvis biologisk mångfald och tillgång till mat, rent vatten, bra arbetsvillkor och god hälsa för lokalbefolkningen i exportländerna [31]. Användningen av palmolja är ett exempel på en sådan omdiskuterad råvara, på grund av bland annat den regnskogsskövling som skett. Därför finns det i Sverige en hållbarhetslag, som har sitt ursprung i EU:s förnybartdirektiv. Enligt denna lag ska Energimyndigheten utfärda hållbarhetsbesked för leverantörer och användare av biobränslen, för att säkerställa att bränslet har lägre
koldioxidutsläpp än fossila alternativ, att bränslets råvaror går att spåra samt att framställningen inte inneburit någon förändrad markanvändning sedan år 2008 [32]. Hållbarhetsbesked är även en förutsättning för att få föra
skatteavdrag på ett biobränsle, och omprövningar ska göras löpande med hjälp av en oberoende granskare [32]. År 2018 infördes en uppdaterad version av EU:s förnybartdirektiv som ska vara implementerad i Sveriges lag till sommaren år 2021 [33], vilket gör att den nuvarande hållbarhetslagen kan ändras och få ytterligare kriterier som måste uppfyllas.
Nedan beskrivs de vanligaste bränslena som används i transportsektorn. Av dessa beskattas de fossila drivmedlen med punktskatterna koldioxid- och energiskatt, även om de har en låginblandning av något biodrivmedel. För höginblandade biobränslen får däremot koldioxid- och energiskatten dras av helt för samtliga biobränslen som nämns nedan [29].
a. Fossila drivmedel
Bland de fossila bränslena är bensin det vanligaste i fordon med mindre motorer såsom mopeder, motorredskap och personbilar. Bränslet är en blandning av olika kolväten och andra komponenter och utvinns vanligen ur råolja, även om framställning från naturgas, kol och biomassa är möjlig. I Sverige innehåller bensinen även 5% etanol (se avsnitt d. Etanol), och denna blandning släpper ut 61 g CO2e/MJ [34].
Diesel är liksom bensin en blandning av kolväten och tillsatser, men har ett högre energiinnehåll än bensin vilket gör den lämpad för större motorer i exempelvis större personbilar, lastbilar, traktorer och maskiner. Dieseln i Sverige är även blandad med en mindre andel förnybart drivmedel och en inblandning av 7% RME ger utsläpp motsvarande 81 g CO2e/MJ [35].
Ett mer miljövänligt alternativ till bensin och diesel är fordonsgas, eftersom gasförbränningen är renare och genererar nästan 60% mindre utsläpp av CO2e per MJ jämfört med diesel [11] Gasen består nästan uteslutande av
b. Biobaserad olja
För att ersätta fossil diesel kan liknande bränslen framställas ur vegetabiliska och animaliska fetter och oljor. De typer av biodiesel som finns på
marknaden är HVO och FAME.
HVO består av vätebehandlad vegetabilisk olja och kan produceras från olika oljor och fetter såsom rapsolja, solrosolja, palmolja samt olika oljor som klassas som avfall eller biprodukter. Exempel på de sistnämnda är talg från slakterier, tallolja från pappersmassabruken och PFAD (Palm Fatty Acid Distillate) som är en biprodukt från palmolja. [36]
Den miljöpåverkan som sker vid framställningen startar redan vid odling av råvarorna där gödning och bekämpningsmedel ofta används. Kväve i gödningsmedlet kan exempelvis reagera till N2O, det vill säga den starka
växthusgasen lustgas [37]. Från skörd till färdig produkt krävs sedan energi både i form av elektricitet till processer och drivmedel till transporter. När råvarorna är restprodukter, anses miljöpåverkan innan vätebehandlingen höra till den industri de kom ifrån, vilket ger dessa alternativ en lägre
miljöpåverkan. För att slutligen få HVO från oljorna behandlas de med väte, vilken fås från oljeraffinaderier eller utvinns ur naturgas. [36]
Väte kan också fås ur syntesgas, som kan framställas genom förgasning av biomassa [38].
HVO kan användas i vanliga dieselbilar utan att något i motorn behöver ändras, eftersom den kemiska sammansättningen och strukturen i HVO är näst intill identisk med fossil diesel, men med nästan 90% lägre utsläpp per MJ [39]. Däremot är inte alla dieselbilar godkända för HVO av tillverkaren, eftersom testning av bränslet i tidigare modeller har nedprioriterats.
Den andra typen av biodiesel är FAME (Fatty Acid Methyl Ester). Denna produceras genom att blanda oljan med alkohol och en basisk, sur eller enzymbaserad katalysator, vilket efter uppvärmning ger färdig biodiesel i form av FAME samt biprodukten glycerol. Kvaliteten på den FAME som produceras beror på oljornas egenskaper vad gäller exempelvis
molekyllängd och vätehalt, vilka varierar mellan oljor från exempelvis tall, raps, palm, talg och använd matolja. Alkoholen som används vid
framställningen är ofta metanol, vilken vanligtvis framställs ur fossil naturgas [37]. Det är även möjligt att framställa metanol från förnybara källor genom att använda syntesgas från biomassa [38].
Den vanligaste typen av FAME i Sverige är RME som tillverkas av rapsolja. RME blandas in i den vanliga fossila dieseln som kan tankas på mackarna i Sverige, men det fungerar också bra att köra på enbart RME. Att köra på enbart RME genererar 18 g CO2e/MJ [11], vilket är cirka 20% av vad
Mycket av oljan som används för biodieselproduktion generellt är olja från olika avfall och restprodukter, men en del olja kommer även direkt från odlingar. Utmaningarna med att använda vegetabilisk olja som drivmedel är att det konkurrerar med livsmedelsindustrin, samt att det inte produceras tillräckligt med olja för att täcka behovet av drivmedel. År 2014 användes 2426 miljoner ton fossil olja i transportsektorn [40], vilket kan jämföras med den årliga produktionen av vegetabilisk olja som enbart uppgår till 125 miljoner ton [41]. Det går alltså inte att ersätta all fossil olja med bioolja. c. Biogas
Biogas framställs vid anaerob nedbrytning av organiskt material som exempelvis matavfall eller slam. En liknande gas kan även bildas på soptippar, så kallad deponigas.
När material rötas bildas metan och koldioxid där metan, det vill säga den gas som går att utvinna energi ifrån, utgör cirka 60–70% av gasen [42]. Eftersom metan är en stark växthusgas får överflödig gas inte släppas ut från processen, utan måste i så fall facklas, det vill säga förbrännas till vatten och koldioxid. För att få en effektiv process som gynnar mikroorganismerna i processen hålls temperaturen antingen runt 37oC eller 50-55oC, beroende på
process. Det slam som återstår efter rötningen kan ofta användas som gödning, och därmed ersätta konstgödsel. Slammet kan också torkas för att sedan energiåtervinnas genom förbränning.
Rötgas kan förbrännas som den är för värme- och elproduktion, men kan också uppgraderas för att användas som fordonsgas. Vid uppgraderingen renas koldioxid bort så att gasen efteråt innehåller 97% metan [42] och får därmed ett högre värmevärde. Ett gasfordon kan köras både på biogas och naturgas, eftersom enda skillnaden mellan dessa är metanets ursprung och därmed utsläppen, som är nästan 70% lägre för ren biogas (se Bilaga 1). Även bensindrivna bilar kan köras på gas efter en konvertering som tar några dagar och kostar ungefär 50 000 kr [43]. Det som är viktigt vid konvertering är att se över hur bilens garanti påverkas och att mekanikern kan ge en likvärdig garanti eller försäkring på det nya bränslesystemet. Biogas ska dock inte förväxlas med väte, som också är ett gasformigt bränsle. Vätgas börjar tillämpas mer och mer i Sverige och i övriga världen, men Sveriges vätgasnät är i dagsläget begränsat till Stockholm, Göteborg, Mariestad, Umeå och Sandviken utanför Gävle [44].
d. Etanol
Den svenska etanolproduktionen baseras på råg, vete och korn, men
eftersom stora mängder etanol även behöver importeras för att täcka behovet är även majs, sockerbetor och sockerrör råvaror till etanolen som används i Sverige.
Etanol används som ett fossilfritt alternativ till bensin, men kan inte tankas direkt i en bensinbil. För att kunna köra på enbart det etanolbränsle (E85) som säljs vid svenska mackar, som består av 15% bensin och 85% etanol, måste bensinmotorn konverteras till etanoldrift, vilket tar knappt en halv dag och kostar runt 10 000 kr [43]. Liksom vid konvertering till gas, måste garantierna även vid etanolkonvertering ses över.
e. El
Bilar kan även drivas helt på el. Med en fossilfri elmix blir elbilsdriften därför också helt fossilfri. Dessutom utnyttjar elbilar den tillförda elenergin bättre än vad en bensin- eller dieselbil gör, eftersom en elmotor inte får samma värmeförluster som en förbränningsmotor. Detta gör att en elbil kräver en mindre mängd tillförd energi än en bil med förbränningsmotor för att köra samma sträcka. I en jämförelse mellan en diesel- och en elbil använde dieselbilen hela 3,8 gånger mer energi än elbilen [45]. Detta innebär även att koldioxidutsläppen för en elbil skulle bli lägre än för dieselbilen även om elen producerades genom förbränning av ett fossilt bränsle, eftersom det totalt går åt mindre mängder energi.
En nackdel som finns med elbilarna är dock att de inte kan lagra lika mycket energi i sitt batteri som en bensin- eller dieselbil kan lagra i bränsletanken. Därför lämpar sig elbilar inte särskilt bra vid användning under lång tid med få laddningsmöjligheter. Bilen behöver dessutom tid på sig att ladda, vilket gör att det som med en bensinbil blir ett snabbt stopp för tankning blir ett längre avbrott i resan med en elbil. Elbilar passar därför bra för exempelvis kortare resor och pendling, eftersom det innebär längre stillastående stunder då bilen kan laddas (se Figur 8).
3. Objektsbeskrivning
Nässjö Affärsverk AB ägs av Nässjö kommun genom Örnen AB. I ägardirektiven från kommunen beskrivs hur NAV ska vara en del i
kommunens arbete för en bra livsmiljö och hållbar utveckling, och dessutom utveckla lösningar för energieffektivisering och ett miljövänligt samhälle. Det arbete NAV gör ska även vara hållbart och driftsäkert i längden, samt ha kunden i fokus så den får den hjälp och service den behöver.
Utifrån ägardirektivet görs en affärsplan, som sedan resulterar i
verksamhetsplaner för respektive verksamhet. I affärsplanen har NAV en styrpil som delas upp i verksamhet & utveckling, kunder, ekonomi,
medarbetare och, som ska utgöra ett balanserat styrkort. Dessa fyra aspekter utgör även en grund för de strategiska initiativen, vilka sedan också ligger till grund för verksamheternas egna planer och budget. Genom Pilen har NAV mål inom respektive perspektiv och inom verksamhet & utveckling finns mål kring energiförbrukning och koldioxidutsläpp. Målen handlar om att varje verksamhet inom NAV årligen ska utföra minst 3 åtgärder vardera för minskad energiförbrukning respektive koldioxidutsläpp, vilka år 2019 var bland annat att montera LED-belysning i lokaler och gatubelysning samt att arbeta med att förbereda de fossileldade fjärrvärmeverken för bioolja. I Figur 9 nedan redovisas NAV:s verksamheter med respektive aktiviteter som använder eller tillför energi. Aktiviteter skrivna i de ljusa blocken med svart text i figuren är energi som tillförs energisystemet, medan aktiviteter med mörkare nyans är energi som används i verksamheten.
3.1 Fjärrvärme- och kraftvärmeverk
NAV ansvarar både för produktion och distribution av fjärrvärme i Nässjö, som fördelas ut till kunderna genom det 10 mil långa fjärrvärmenätet. Under vinterhalvåret sker värmeproduktionen i huvudsak i NAV:s kraftvärmeverk, som är av typen CFB (Cirkulerande fluidiserande bädd), som även
producerar el ut på nätet. På samma fastighet står även en rosterpanna, som står för värmeproduktionen sommartid, samt tre oljepannor. Både CFB och rosterpannan (se Figur 10) eldas med skogsrester såsom GROT (Grenar och toppar), bark, huggen stamved, torrflis och spån. Vid spetslast används även oljepannorna Svedjan, Västerhaga och Segheten, som finns placerade på olika ställen i Nässjö, där Segheten och Västerhaga är redo att eldas med 100% respektive 30% MFA eller RME. Det finns även tankar om att flytta två av oljepannorna bredvid kraftvärmeverket till andra platser av
distributionsnätet där de skulle göra mer nytta.
Figur 10: NAV:s kraftvärmeverk och rosterpanna [24]
Utöver värmeverken i Nässjö finns det även mindre värmeverk i de två orterna Anneberg och Bodafors som utöver varsin oljedriven reservpanna har en pellets- respektive rosterpanna för sin värmeproduktion. Bodafors eldar i huvudsak MFA, men även en mindre mängd eldningsolja
3.2 Reningsverken
NAV:s reningsverk (se Figur 11) tillhör VA-verksamheten, som ser till att kommuninvånarna har rent dricksvatten för att sedan ta hand om spill- och dagvatten från hushåll och industri. I Nässjö och i de mindre orterna separeras slammet från avloppsvattnet och rötas sedan i Nässjös
avloppsreningsverks rötkammare vid 35oC. Det rötade slammet tas om hand
och hamnar från och med år 2020 på jordbruksmark som gödning. Vid rötningen bildas rötgas, som används för att värma upp processen. Om det produceras mer gas än vad som behövs för uppvärmningen facklas
överskottet, och om den producerade gasen inte räcker till värms processen upp med hjälp av en oljepanna där eldningsolja 1 används.
Figur 11: Drönarbild över avloppsreningsverket i Nässjö [24]
Även uppvärmningen av Annebergs och Bodafors reningsverk sker med olja och sedan våren år 2017 eldar Anneberg med HVO medan Bodafors
fortfarande använder eldningsolja. Däremot har oljeanvändningen i Bodafors minskat från 10 m3 per år till en användning av 0,2 m3 år 2019 efter
installation av fem luftvärmepumpar och några mindre åtgärder på byggnaden.
Utöver uppvärmning av reningsverken använder VA-verksamheten mycket elektricitet för att driva sina pumpar i VA-nätet.
3.3 Renhållning
Renhållningsverksamheten inom NAV kan delas upp i insamlande verksamhet och mottagande verksamhet. Den insamlande verksamheten sköter insamlingen av hushållsavfall och tömmer även slam från enskilda avlopp, som sedan förs till Nässjös avloppsreningsverk. Den mottagande verksamheten finns i Nässjö på Boda avfallsanläggning och tar emot avfall från privatpersoner och mindre företag. Hit körs även det insamlade
Figur 12: Fackling av gas från deponin i Nässjö [24]
Det mesta av avfallet skickas till någon form av återvinning, men även destruktion, deponi och återanvändning förekommer. Det avfall som skickas för energiåtervinning är matavfall, brännbart hushållsavfall (inklusive plast), flisat trä- och en del trädgårdsavfall, och inom kort kommer även slam från fettavskiljare som ska skickas till en biogasanläggning i Sävsjö, vilket kan utläsas ur Tabell 2.
Tabell 2: Energiåtervinning av olika avfallstyper från Boda
Avfall Hantering
Matavfall Biogasanläggning i Linköping
Hushållsavfall Kraftvärmeverk i Eksjö Trä- och trädgårdsavfall Fjärrvärmeverk i Aneby Slam från fettavskiljare Biogasanläggning i Sävsjö
3.4 Fordon och entreprenad
Figur 13: CO2-utsläpp från NAV:s transporter mellan år 2009–2019 Fordonen finns inom alla NAV:s verksamheter, men den största delen används av entreprenadverksamheten, som sköter om kommunens grönytor, gator (för exempel, se Figur 14) och även VA- och fjärrvärmeledningar. Verksamheten har många fordon, maskiner och motorredskap och även egen verkstad för att reparera dessa. Många av fordonen är stora och tunga och körs därför på diesel, medan mindre handdrivna maskiner går på bensin. Det finns även ett antal gasfordon, och fler och fler fordon har börjat köras på HVO de senaste åren.
Den enda verksamheten inom NAV som inte utnyttjar NAV:s egna
entreprenadverksamhet är Citynätet, som anlitar externa entreprenörer för att gräva ner nya fiberledningar.
Figur 14: Sandupptagning på Nässjös gator [24]
NAV köper sin HVO och RME från HGL Bränsle, vars HVO-leverantör är Neste. Råvarorna som Neste använder är animaliskt fett, använd matolja, fiskfett, PFAD och teknisk majsolja. De fossila bränslena bensin och diesel som NAV fortfarande använder tankas däremot på Circle K, där bensinen är blandad med 5% etanol och dieseln med 7% RME. Circle K har även sin
Miles diesel bio, som med en ytterligare inblandning av 35% HVO är ett mer miljövänligt alternativ till den vanliga dieseln [46].
Inom elnät, fjärrvärme, administration och entreprenad finns även ett fåtal elfordon. Elbilarna inom fjärrvärme, administration och entreprenad laddas vid sin respektive verksamhet, medan elnäts två elbilar förbrukar el som redovisas som verksamhetsel inom administration respektive fjärrvärme. Som tidigare nämnts, så finns även en del gasfordon inom NAV, och gasen till dessa tankas från FordonsGas Sverige AB och utlovas innehålla minst 60% biogas [47]. Vid tankning kan kunden välja att tanka med blandningen av biogas och naturgas (CNG) eller att betala lite mer för ett fossilfritt alternativ (BIO-CNG), där företaget tillför nätet helt fossilfri gas
motsvarande den tankade gasmängden. Den fossilfria gasen har sitt ursprung från biogasanläggningar i Vårgårda, Falköping, Lidköping, Jönköping och Sävsjö [47].
3.5 El och elnät
NAV både använder och producerar mycket el. Elen de köper in kommer från Bixia, där de huvudsakliga energikällorna i deras avtal är vind och vatten. Den el de producerar själva kommer i huvudsak från
kraftvärmeverket i Nässjö, men det produceras även en del el från solceller på några av NAV:s byggnader samt från ett vattenkraftverk (se Figur 15) som NAV äger i Jönköpings kommun.
Figur 15: Generator (t.v.) och turbin (t.h.) i NAV:s vattenkraftverk [24] I NAV-koncernen ingår Nässjö Affärsverk Elnät, som tar hand om distributionen av el inom tätorten. I ett elnät förekommer alltid en del förluster, vilket gör att en del av elen som NAV distribuerar går förlorad innan den når fram till kund, vilket kan ses som en mängd förbrukad energi inom NAV. Den mesta av elen kommer från Eon, men elnätet tillförs även energi via NAV:s egen elproduktion samt via kundernas egna
4. Metod
Projektet genomfördes som en studie av bolaget Nässjö Affärsverk AB och relevant litteratur. Arbetet har till största delen gjorts på plats på företaget och regelbundna möten har hållits med handledare på universitetet. Vid behov har även möten med verksamhetsansvariga personer på NAV hållits. Projektet delades upp i datainsamling och litteraturstudie samt
energibalansberäkning och utredning av fossilfria alternativ, vilket finns beskrivet nedan.
Datainsamlingen bestod av att identifiera vilka energiflöden som finns inom NAV:s respektive verksamhet, för att sedan samla in mätvärden och statistik kring energiflöden in och ut från NAV under år 2019. Den data som
dokumenterades var bränsle-, el- och fjärrvärmeanvändning, el- och värmeproduktion, avfall som NAV skickar iväg som kan användas för energiändamål samt data över facklad deponi- och rötgas. Parallellt gjordes en litteraturstudie för att undersöka hur branschen arbetar med fossilfrihet samt för att hitta värden på CO2e-utsläpp och primärenergifaktor utifrån
energibärarnas livscykler. För bränslen undersöktes även värmevärden. Branscherna undersöktes genom ”Fossilfritt Sveriges” olika färdplaner, medan studien av energibärarna i första hand baserades på gjorda
livscykelanalyser eller sammanställningar av sådana, vetenskapliga artiklar samt produktblad från leverantörer.
Utifrån NAV:s egna data samt litteraturstudien räknades alla flöden om till MJ för att sedan kunna applicera konstanter såsom PEF och CO2e. Även
litteraturstudiens värden på CO2e och PEF räknades vid behov om till g/MJ
respektive MJ/MJ, med hjälp av bland annat värmevärde och densitet. Alla konstanter som använts i beräkningarna finns sammanställda i Bilaga 1, 2 och 3.
Beräkningarna av CO2e-utsläpp, primärenergianvändning och eventuell
energiproduktion gjordes sedan i Excel utifrån de insamlade energiflödena samt de värden som erhållits ifrån litteraturstudien. Beräkningarna som gjordes kan sammanfattas enligt följande ekvationer:
! , # = $ ! , ∗ & '( PE # = $ ∗ & '(
! , # = Totala utsläpp av koldioxidekvivalenter (g)
! , = Utsläpp av koldioxidekvivalenter (g/MJ) för respektive energibärare
= Energiflöde (MJ) av respektive energibärare PE# = Använd primärenergimängd (MJ)
De fossila energibärarna identifierades och för att hitta fossilfria alternativ analyserades olika tekniska lösningar utifrån litteraturstudien samt
verksamhetens förutsättningar, önskemål och tidigare utredningar. Sedan gjordes en simulering på vilken effekt de olika alternativen skulle få på CO2e-utsläpp och primärenergianvändning, utifrån de respektive
energimängder som använts under år 2019. För varje fossilt energiflöde valdes sedan ett fossilfritt alternativ ut utifrån lägst CO2e-utsläpp och
verksamhetens förutsättningar, och skillnader i driftskostnader beräknades utifrån nuvarande el- och bränslepriser. I de fall det fossilfria alternativet resulterade i en nettoproduktion av energi gjordes däremot ingen beräkning av inkomster. De utvalda fossilfria alternativen användes sedan i en ny energibalans för att simulera hur CO2e-utsläpp, primärenergianvändning och
5. Genomförande
Även om de huvudsakliga beräkningarna för att få fram ett resultat gjordes enligt ekvationerna i metodbeskrivningen, skiljde sig tillvägagångssättet lite mellan olika energibärare. Även ytterligare beräkningar och antaganden förekom, och i vissa fall fanns inte heller konstanter för PEF och CO2e att
tillgå, vilket gjorde att dessa fick beräknas utifrån liknande energibärare (se Bilaga 4).
Nedan följer därför en mer utförlig beskrivning av hur datainsamling och beräkningar gjordes för olika typer av energiflöden.
5.1 Drivmedel
Under datainsamlingen erhölls statistik om mängd och drivmedel från all tankning som skett av respektive fordon på NAV under år 2019, och den energi som varje fordon använt under året kunde beräknas utifrån respektive drivmedels värmevärde.
Vid simulering av byte till fossilfria bränslebaserade drivmedel antogs fordonen behöva lika mycket energi som det använda drivmedlet under år 2019 innehöll. Även om bränslebytet i praktiken skulle kunna innebära fordonsbyte, där olika tyngd och effektivitet på fordonen troligtvis skulle innebära ett förändrat energibehov för samma körsträcka, antogs
energibehovet vara detsamma som för år 2019.
Vid simulering av byte från bensin- eller dieseldrift till eldrift antogs i stället att endast en tredjedel av fordonets energibehov under år 2019 skulle
behövas. Enligt litteraturstudien har elbilar en 3,8 gånger effektivare
energianvändning än dieselbilar [45], men bensinbilar antogs ha ett liknande värde på grund att det är det enda värde som hittats. För att ha lite
felmarginal avrundas värdet neråt till en 3 gånger så effektiv
energianvändning, det vill säga att energin i det använda bensin- eller dieselbränslet dividerades med 3 för att få motsvarande elbehov. För de elbilar som redan fanns inom NAV år 2019 antogs elbilarnas elförbrukning vara samma som tankas in i dem från nätet, och elfordonens förbrukning drogs därför bort från elförbrukningen inom respektive
verksamhet. Elbilarnas elförbrukning hanterades i stället som ett drivmedel. Det enda elfordon vars elförbrukning fortfarande redovisades under
verksamhetselen var Citynätets elbil, eftersom dess förbrukning inte fanns dokumenterad.
5.2 Övriga bränslen
Liksom de drivmedel som används inom NAV, samlades mängd och
bränsletyp in från de övriga bränslebaserade energiflöden som förs in och ut från NAV, och även här beräknades energiinnehållet utifrån bränsletyp och värmevärde. Det olika processerna antogs sedan behöva lika mycket energi som det använda bränslet under år 2019 innehöll, vid byte till en annan fossilfri energibärare.
För de bränslen som användes inom NAV under år 2019 beräknades
primärenergianvändning och CO2e-utsläpp. Outnyttjad energi såsom facklad
röt- och deponigas klassades i totalbalansen också som använd energi, men eftersom dessa flöden är restprodukter bestod det totala energiflödet enbart av gasens energiinnehåll och alltså inte någon primärenergianvändning. Oljepannorna Segheten och Svedjan utgjorde ett specialfall i beräkningarna, eftersom Svedjan och Västerhaga ska stå för större delen av
värmeproduktionen bland Nässjös oljepannor i framtiden. De senaste åren har dock Segheten stått för en större andel av oljeförbrukningen under tiden de andra pannorna byggts om, vilket har gjort att det i beräkningarna ser ut att vara en större mängd olja som behöver bytas ut i Segheten än det
kommer vara i framtiden. Därför antogs Svedjans oljemängd under år 2019 eldas i Segheten och vice versa i beräkningarna av det fossilfria scenariot, vilket innebär att Seghetens oljemängd byttes ut mot MFA medan Svedjans mängd byttes till HVO. Vilken av oljepannorna som har vilket fossilfritt bränsle stämmer alltså inte i beräkningarna. Detta påverkar däremot inte den totala mängden av respektive bränsle.
Vad gäller den rötgas som produceras i Nässjös avloppsreningsverk mäts volymflödet av gas utan någon volymomvandlare. Den uppmätta
gasvolymen är alltså inte angiven i normalkubikmeter (Nm3), utan är den
volym som gäller vid det rådande trycket och temperaturen, vilka är okända. Därför gjordes antagandet att gasen har en temperatur på 35oC, det vill säga
samma temperatur som i rötkammaren, inför omräkning till Nm3.
Inom NAV förekommer även bränslen som inte används av NAV själva utan skickas till andra organisationer för förbränning eller uppgradering, som exempelvis mat- och hushållsavfall. Dessa energiflöden antogs enbart bestå av materialens energiinnehåll och därför beräknades ingen användning av primärenergi. Eftersom bränslet inte användes inom NAV:s egen
5.3 El
All elförbrukning inom NAV under år 2019 samlades in och beräkningar gjordes för varje energiflöde enligt ekvationerna i kapitel 5. Metod med värden motsvarande Bixias elmix.
Inom Nässjö Affärsverk Elnät AB finns även stora flöden med inkommande och utgående el, eftersom de distribuerar elen inom Nässjö tätort. Dessa flöden togs dock inte med i energibalansen, eftersom det skulle ge ett missvisande resultat i form av en väldigt stor elkonsumtion och -produktion inom verksamheten. I beräkningarna är därför endast de förluster som sker på elnätet medtagna, vilket motsvarar den energi från elnätet som
elnätsverksamheten förbrukar.
Vad gäller elproduktion blev dessa direkta utflöden av energi från NAV, utan någon beräkning av PEF eller CO2e. En del av den el som producerades
från NAV:s solcellsanläggningar användes av NAV själva, vilket
beräknades som ett inflöde enligt ekvationerna i kapitel 5. Metod där värden för solel användes i stället för Bixias elmix.
5.4 Fjärrvärmeanvändning
Den fjärrvärme som användes inom NAV år 2019 dokumenterades, men eftersom NAV själva är fjärrvärmeproducenter hade
primärenergianvändning och CO2e-utsläpp redan beräknats utifrån
energiverksamhetens bränslen och förluster. Dessutom är det
6. Resultat och analys
Nedan följer resultatet av de energibalanser som gjordes, följt av en sammanställning av de fossilfria alternativ som finns.
6.1 Energi- och växthusgasbalans över NAV
Efter gjorda energibalanser visar resultatet att i ett scenario där Nässjö Affärsverk AB är fossilfritt så sjunker utsläppen av koldioxidekvivalenter med 36% och primärenergianvändningen med 1,8%. Utsläpp och
primärenergianvändning redovisas i Tabell 3 nedan och illustreras vidare i Figur 16. Alla värden beaktas utifrån ett livscykelperspektiv för de
respektive energibärarna både i Tabell 3 och i kommande tabeller i kapitlet. Tabell 3: Resultat av energibalanser för år 2019 och 2045
2019 2045 Skillnad
Primärenergi (MJ) 1 041 691 000 1 023 157 000 -18 534 000
CO2e (ton) 5 366 3 423 -1 943
Figur 16: Skillnaden i primärenergianvändning och utsläpp 2019–2045 Simuleringen av hur ett fossilfritt NAV år 2045 skulle kunna se ut är gjord över endast ett av många möjliga scenarion, och har valts utifrån låga utsläpp av CO2e samt NAV:s egna önskemål. Vilka de fossilfria alternativen
till de fossila energiflödena är redovisas i Bilaga 5.
I Bilaga 6 följer en mer detaljerad redogörelse av använd energi och CO2e
-utsläpp för respektive verksamhet för olika typer av energislag under år 2019 samt i ett framtida fossilfritt scenario år 2045. I bilagan redovisas även energiproduktion och outnyttjad energi. Under följande avsnitt följer en sammanställning av värdena i Bilaga 6, där de olika energislagen har summerats och fördelats över respektive verksamhet.
6.1.1 Primärenergianvändning
Även om Tabell 3 och Figur 16 visade en total minskning av både primärenergianvändning och CO2e-utsläpp varierar effekterna av ett
fossilfritt scenario mellan NAV:s olika verksamheter. Hur
primärenergianvändningen fördelas över verksamheter och år redovisas i Tabell 4 och Figur 17 nedan.
Tabell 4: Primärenergianvändning för respektive verksamhet angivet i GJ
Verksamhet 2019 2045 Skillnad Administration 1 058,7 1 057,8 0,1 Citynätet 896,7 897,0 0,3 Elnät 15 804,2 15 806,8 2,6 Entreprenad 7 302,0 7 312,6 10,6 Energi 1 180 000,8 1 169 301,5 - 10 699,2 Renhållning -182 221,1 -182 416,7 - 195,6 VA 18 851,3 11 198.0 - 7 653,3 TOTALT 1 041 691,4 1 023 157,0 - 18 534,5 Utifrån Tabell 4 och Figur 17 har Energiverksamheten störst total
primärenergianvändning, medan Renhållning har det lägsta värdet på grund av det exporterade avfallet som ger ett större energiflöde ut än vad som används för exempelvis deras transporter, vilket ger ett negativt värde. Utifrån Tabell 4 får verksamheterna Administration, Citynätet, Elnät och Entreprenad en ökning i primärenergianvändning medan Renhållning, VA och Energiverksamheten har en minskning. Energiverksamheten har den största mängdmässiga minskningen av energianvändning, följt av VA. Renhållning har tredje störst minskning medan minskningen hos
Administration, Citynätet, Elnät och Entreprenad skulle kunna försummas sett till NAV som helhet.
Figur 17: Primärenergianvändning för respektive verksamhet i GJ
Procentuellt sett däremot, är VA den enda verksamhet som får en betydande minskning av primärenergianvändning, vilket går att se i Figur 18. VA minskar sin primärenergianvändning med 41% jämfört med de andra verksamheterna vars förändring är mindre än ±1%.
Figur 18: Fördelning av minskad primärenergianvändning i % år 2019–2045
6.1.2 Utsläpp av koldioxidekvivalenter
Vad gäller utsläpp av koldioxidekvivalenter har alla verksamheter lägre utsläpp i ett framtida fossilfritt scenario, vilket kan utläsas ur Tabell 5 nedan samt Figur 19 på nästa sida.
Tabell 5: Totala CO2e-utsläpp för respektive verksamhet angivet i ton
Verksamhet 2019 2045 Skillnad Ton CO2e % Administration 2 1 - 1 -46,0% Citynätet 4 2 - 2 -56,1% Elnät 46 31 - 15 -32,3% Entreprenad 204 41 - 163 -80,0% Energi 3 781 2 122 - 1 659 -43,9% Renhållning 1 260 1 178 - 82 -6,5% VA 70 50 - 20 -29,7% TOTALT 5 366 3 423 - 1 943 -36,2% Utifrån Tabell 5 och Figur 19 är det Energiverksamheten som har störst utsläpp både år 2019 och 2045, medan Administration har minst. Däremot har Energiverksamheten även störst minskning av utsläpp sett till antal ton CO2e. Denna minskning är tio gånger större än Entreprenads minskning, som
har näst störst minskning av utsläpp. Entreprenad och Renhållning har också betydande minskning, medan VA, Administration, Citynätet och Elnäts effekt inte är lika märkbar.
0,0% 0,0% 0,0% 0,1% -0,9% 0,1% -41%
Figur 19: Totala CO2e-utsläpp för respektive verksamhet angivet i ton
Trots att de olika verksamheternas utsläppsminskning varierar mellan 1 och upp till nästan 1700 ton CO2e visar dock Figur 20 att varje enskild
verksamhet har minskat sina utsläpp med 30% eller mer. Undantaget är Renhållning vars minskning på cirka 80 ton endast innebar en minskning på 6,5%. Störst procentuella minskning av utsläpp har Entreprenad på -80%, följt av Citynätet som har minskat utsläppen med 56%.
Figur 20: Fördelning av utsläppsminskning i procentenheter år 2019–2045
6.2 Fossilfria alternativ
Inom NAV har verksamheternas flöden och typ av energi identifierats och inom alla verksamheterna används fossil energi i form av drivmedel till fordon och maskiner. Inom VA och Energi används även fossil eldningsolja till uppvärmning av reningsprocessen respektive kraft- och
fjärrvärmeproduktionen. Användningen av fossil energi inom NAV:s olika verksamheter redovisas i Figur 21.
Figur 21: Fossil energianvändning inom NAV:s respektive verksamhet
N äs sj ö A ff är sv er k A B Renhållning Fordon Fordonsgas Bensin Diesel VA Fordon Fordonsgas Bensin Diesel
Uppv. process Eldningsolja
Energi Fordon Fordonsgas Bensin Diesel Fjärrvärme-produktion Eldningsolja Entreprenad Fordon Fordonsgas Bensin Diesel
Administration Fordon Diesel
Elnät Fordon
Bensin Diesel
