Publikationer

Under våren 2023 fattades beslut om två nya EU-förordningar, FuelEU Maritime och ReFuelEU Aviation, som får sjöfarts- och flygsektorerna att ta sikte på EU:s klimatmål för 2030 och 2050. Den är en viktig del av EU:s omställningsplan ”Fit for 55” och syftar till att minska klimatpåverkan från sjöfart och flyg.

Förordningarna (Europaparlamentet och rådet 2023a, Europaparlamentet och rådet 2023b) ska öka efterfrågan på och användningen av förnybara och koldioxidsnåla bränslen i sjöfart och flyg, och samtidigt se till att sektorerna fungerar väl, utan snedvridningar på den inre marknaden. Bränsleproducenter ska vara förvissade om ett framtida stort behov av storskalig produktion av hållbara bränslen för sjöfart och flyg. De nya reglerna för sjöfart kommer att tillämpas från och med den 1 januari 2025, med undantag för två artiklar [1] som gäller från och med den 31 augusti 2024. För flyget trädde de nya reglerna i kraft redan den 1 januari 2024, med undantag för fem artiklar [2] som ska tillämpas från den 1 januari 2025.

Varför behövs förordningarna?

EU:s förnybartdirektiv, eller Renewable Energy Directive (RED), sätter det övergripande målet för transportsektorn samt definierar och ställer hållbarhetskrav på olika typer av förnybara drivmedel. De nya förordningarna för sjöfart och flyg sätter sedan specifika krav för hur dessa sektorer ska bidra till måluppfyllelsen för transportsektorn som helhet, enligt RED. De specifika kraven ska accelerera omställningen av flyget samt till att öka användningen av förnybara och koldioxidsnåla bränslen inom sjöfarten.

Under pandemiåret 2020 (2019 års siffror i parentes) stod flyg och sjöfart för 7% (14,4%) respektive 15% (13,5%) av utsläppen av växthusgaser från transportsektorn inom EU (EEA 2022, EEA 2021) (se figur 1 i pdf).

Flyg och sjöfart har särskilda krav på bränslekvaliteter och branschspecifika utmaningar för omställningen. Samtidigt har fokus för strategier och regelverk hittills i hög grad legat på vägtransporter. I Figur 2 (se pdf) illustreras hur de nya förordningarna avser komplettera förnybartdirektivet med specifika mål och krav för sjöfart och flyg och säkerställa att efterfrågan på och användningen av förnybara och koldioxidsnåla bränslen i sjöfart och flyg ökar och därefter upprätthålls på väl fungerande marknader.

Fortsätt läsa den fullständiga faktan i en PDF-version.

[1] om inrättandet och ändringar av övervakningsplaner för fartyg.
[2] om andelar hållbart flygbränsle som finns tillgängliga vid vissa flygplatser inom EU, tankningskrav, skyldighet att underlätta tillgången till hållbara flygbränslen samt rapporteringsskyldigheter för luftfartygsoperatörer och för flygbränsleleverantörer.

Sedan 2009 finns EU-gemensamma mål och riktlinjer för att främja användningen av förnybar energi genom EU:s förnybartdirektiv, på engelska Renewable Energy Directive (RED). En del av dessa omfattar mål och reglering av hållbarheten för förnybara drivmedel i transportsektorn.

Just nu regleras användningen av drivmedel i Sverige utifrån det direktiv som kallas RED II, men RED III har trätt i kraft på EU-nivå och ska införlivas i svensk lagstiftning senast våren 2025. I RED III fastställs att varje medlemsstat senast till 2030 ska säkerställa antingen att andelen förnybar energi i transportsektorn är minst 29% eller att transportsektorns växthusgasintensitet minskar med minst 14,5% jämfört med ett fossilt referensvärde. Målen innebär en höjning av ambitionsnivån jämfört med RED II, där målsättningen för andelen förnybar energi är 14%. Endast drivmedel som uppfyller hållbarhetskriterierna kan räknas in i målen.

EU:s förnybartdirektiv och dess revisioner

Förnybartdirektivet omfattar EU:s mål och riktlinjer för att främja användning av förnybar energi för alla användningssektorer. Denna sammanställning omfattar hur utvecklingen mot hållbara, förnybara, drivmedel inom transportsektorn regleras. Regleringen omfattar dels mål för hur mycket förnybara drivmedel som ska användas, dels hållbarhetskriterier som dessa drivmedel måste uppfylla för att klassas som förnybara och kunna räknas mot målen. Dessa hållbarhetskriterier måste också vara uppfyllda för att erhålla ekonomiskt stöd, såsom skattebefrielser.

Det första förnybartdirektivet (RED I, Direktiv 2009/28/ EG), antogs av EU 2009. Det föreskrev att alla medlemsstater (MS) senast år 2020 skulle ha uppnått 10% (på energibasis) förnybara drivmedel inom transportsektorn. Med de regler för dubbelräkning (se nedan) som gällde i RED I, uppfyllde ca 20 av EU-länderna detta mål, varav ett tiotal med enbart biodrivmedel. Sverige stack ut genom att år 2020 ligga långt över målet (ca 23% av faktisk energianvändning i transportsektorn och över 30% inklusive dubbelräkning).

Nästa version av förnybartdirektivet (RED II) trädde i kraft i december 2018 (Direktiv (EU) 2018/2001). I RED II fastställdes ett unionsövergripande mål om att den totala andelen energi från förnybara energikällor ska utgöra 32 % av den slutliga energianvändningen inom EU. I RED II uppdaterades målen till 2030 och regleringen delades upp mellan olika typer av biodrivmedel, beroende av vilken råvara som använts i produktionen (se Figur 1 i länkad PDF-version). Det infördes ett tak för andelen biodrivmedel från livsmedels- och fodergrödor på 7%, restriktioner för drivmedel från grödor med hög risk för indirekta markanvändningseffekter och ett specifikt mål för avancerade biodrivmedel (se Figur 2 i länkad PDF-version). Dessutom introducerades två nya kategorier av förnybara drivmedel: Förnybara drivmedel av icke-biologiskt ursprung (förenklat: ”elektrobränslen”, vanligen förkortat RFNBO [1]) och återvunna kolbaserade bränslen (förenklat: bränslen producerade av fossila restströmmar, vanligen förkortat RCF [2]).

Den 31 oktober 2023 trädde slutligen det ändringsdirektiv i kraft som innebar att RED II uppdaterades till RED III (Direktiv (EU) 2023/2413). Uppdateringen gjordes som del av policypaketet ”Fit for 55”. Med start den 20 november 2023 har MS 18 månader på sig att implementera RED III i nationell lagstiftning. Detta innebär att fram till dess att den nationella lagstiftningen anpassats till RED III (senast 21 maj 2025) gäller i praktiskt hänseende fortfarande RED II.

I RED III höjs det unionsövergripande målet för total användning av förnybar energi från 32% (RED II) till 42,5% av EU:s slutliga energianvändning år 2030. Även för transportsektorn höjs ambitionsnivån för förnybara drivmedel ytterligare (se Figur 2 i länkad PDF-version). Hållbarhetskriterierna för RED III är samma som för RED II när det gäller krav på reduktion av växthusgaser för biodrivmedel, men innebär i övrigt vissa skärpningar – framför allt för användning av skogsbaserad biomassa.

Fortsätt läsa den fullständiga faktan i en PDF-version.

[1] Förkortning av den engelska benämningen: Renewable fuels of non-biological origin.

[2] Förkortning av den engelska benämningen: Recycled carbon fuels.

Sverige har som mål att transportsektorn ska ha minskat utsläppen av växthusgaser med 70% till 2030 (jämfört med år 2010), och att Sveriges nettoutsläpp av växthusgaser ska vara noll till år 2045. För att uppnå detta mål finns ett antal styrmedel. Här beskrivs några nationella styrmedel inriktade mot att minska fordonens användning av fossila drivmedel och utsläpp av växthusgaser. [1]

Styrmedlen syftar dels till att främja inköp av mindre miljöpåverkande fordon (till exempel fordonsskatten), dels till att styra mot minskad användning av fossila drivmedel i hela fordonsflottan (till exempel reduktionsplikten). Utformning och val av styrmedel påverkas både av nationella mål och överordnade regelverk (framför allt EU-direktiv, se nedan). [2]

Fordonsskatten och systemet med bonus-malus

Fordonsskatten infördes 1922 och med huvudsyftet att få in intäkter till de samhällsekonomiska kostnader som trafiken ger upphov till. Sedan dess har den i ökande utsträckning utformats för att styra mot inköp av mer energieffektiva och mindre miljöpåverkande fordon. Idag bestäms fordonsskatten för nyare personbilar och andra lätta fordon av hur mycket koldioxid (CO2) de släpper ut. För personbilar består skatten av två delar: ett grundbelopp och en koldioxidkomponent. Koldioxidkomponenten innebär att ju mer CO2 per km en bil släpper ut över 111 g, desto högre blir skatten. Sedan Bonus-malussystemet infördes år 2018 är koldioxidkomponenten högre de tre första åren och gäller för fordon som släpper ut mellan 75-95 g CO2/km beroende på vilket år det ställts på. Fordonsskatten beräknas baserat på utsläppsvärden från avgasröret på fordonet, vilket innebär att ingen skillnad görs mellan användning av fossila eller biobaserade drivmedel. Bakgrunden till detta är att fordonsskatten främst använts för att styra mot effektivare fordon.

För dieseldrivna bilar tillkommer ett miljötillägg och ett bränsletillägg (för äldre fordon bränslefaktor) varje år. Bakgrunden till dessa tillägg är dels högre kväveoxid- och partikelutsläpp från dieselbilar, dels att beskattningen av diesel som bränsle historiskt varit lägre än för bensin vilket därmed kompenseras. Äldre lätta fordon (bilar registrerade före 2006 och lätta fordon före 2011) samt tunga fordon beskattas baserat på tjänstevikt. Motorcyklar har en fast skattesats.

Bonus-malus

Syftet med Bonus-malus, som gäller från den 1 juli 2018, är att öka andelen miljöanpassade fordon. Systemet ger en bonus till bilar och lätta fordon med en låg koldioxidkomponent, och en höjd fordonsskatt (malus) till fordon med hög koldioxidkomponent. Från och med den 9 november 2022 upphörde bonus enligt regeringen beslut vilket betyder att bonus endast kunde fås för bilar som köptes eller beställdes mellan 1 juli 2018 och 8 november 2022. Beroende på vilket år bilen ställts på, dess drivlina och koldioxidutsläpp kunde bonusen maximalt bli 70 000 kr.

Malus gäller de tre första åren för nya bensin- och dieseldrivna personbilar klass I och II, lätta bussar och lätta lastbilar och tillämpas på fordon som släpper ut över 75 g CO2/km vid blandad körning (95 g CO2/km för fordon som togs i bruk mellan 1 juli 2018 och 31 maj 2021 och 90 g CO2/km för fordon som togs i bruk mellan 1 april 2021 och 31 maj 2022). Även elhybrider med utsläpp över gränsvärdena omfattas av denna skatt. Inom bonus-malus-systemet undantas fordon som drivs med alternativa drivmedel från förhöjda koldioxidbelopp, vilket framför allt påverkar bilar som drivs av fordonsgas eller etanol (E85).

För tunga fordon finns idag inget bonus-malus-system eller andra generella nationella styrmedel för att styra mot mindre miljöpåverkande fordon (se dock avsnittet om EU-direktiv nedan). Bilar som omfattas av bonusen inom systemet har kallats klimatbonusbilar. Detta begrepp finns fortfarande kvar kopplat till myndigheternas fordonsupphandling, där krav ställs på att dessa ska vara klimatbonusbilar om det inte finns särskilda skäl.

Förmånsbeskattning

Många i Sverige använder en förmånsbil genom sitt arbete. Förmånsbilar är en skattepliktig förmån och förmånsvärdet avgör hur mycket användaren behöver betala i skatt. Miljöbilar som drivs med el eller andra mer miljöanpassade drivmedel än bensin och diesel kan få ett sänkt förmånsvärde, så att det motsvarar en nivå för den jämförbara fossildrivna bilen. Från och med 1 juli 2022 sätts förmånsvärdet ned enligt schablon för el- och vätgasbilar (nedsättning med 350 000 kr), laddhybrider (140 000 kr) och gasbilar (100 000 kr). Elhybriders och etanoldrivna bilars förmånsvärde baseras utifrån deras nypris.

Drivmedelsskatten

Syftet med drivmedelsskatten är dels att minska användningen av bränslen som ger upphov till föroreningar (främst CO2), dels att få in skatteintäkter. Drivmedel som är skonsammare för miljön är dyrare att tillverka, men för att priset för dessa inte ska vara högre, kompenseras de genom lägre skattesatser. Ett drivmedel blir normalt skattepliktigt när det tillverkas, bearbetas eller förs in till Sverige.

Drivmedelsskatten delas upp i energiskatt och koldioxidskatt. Energiskatten varierar med vilken miljöklass bränslet har. För bensin finns Miljöklass 1 och 2 och för diesel finns Miljöklass 1, 2 och 3.

För biodrivmedel är huvudregeln enligt EU:s direktiv att ett ersättningsbränsle ska beskattas på samma sätt som det bränsle det ersätter. En liter etanol som ersätter en liter bensin ska därmed beskattas med samma skatt och på samma sätt som bensin. EU-kommissionen kan dock ge statsstödsgodkännande för skattebefrielse eller annat stöd till, till exempel, biodrivmedel om detta inte snedvrider konkurrensen på marknaden.

I december 2022 fick Sverige statsstödsgodkännande från EU för skattebefrielse av rena och höginblandade biodrivmedel i ytterligare fyra år (till sista december 2026). Det innebär att till exempel etanol i E85 och ED95, rapsbaserad biodiesel (RME) och HVO får full skattebefrielse (100% befrielse från både energiskatt och koldioxidskatt). Låginblandade biodrivmedel får ingen skattenedsättning utan deras användning styrs i stället genom reduktionsplikten, som infördes i juli 2018. Skattebefrielse för biogas och biogasol godkändes av EU för en 10-årsperiod redan 2020. I mars 2023 förklarade EU-domstolen skattebefrielsen dock som ogiltig efter överklagan från ett tyskt företag. Orsaken till beslutet är brister i den formella hanteringen, men ett nytt godkännande förväntas komma tidigast andra halvåret 2024.

Figur 1. Utveckling över tid av växthusgasutsläpp fördelat mellan olika fordonsslag. Den streckade linjens markering av en 70-procentig minskning av 2010 års utsläppsnivåer är målet till 2030 för de totala utsläppen, exklusive inrikes flyg. (Baserad på statistik från Naturvårdsverket. Data för 2022 är preliminära.)

Reduktionsplikt

För att minska utsläppen av växthusgaser genom ökad användning av biodrivmedel införde regeringen reduktionsplikt för bensin och diesel från 1 juli 2018. Från och med 1 juli 2021 omfattar reduktionsplikten även flygfotogen. Styrmedlet innebär att drivmedelsleverantörer årligen måste minska växthusgasutsläppen från bensin och diesel med en viss procentsats genom att blanda in biodrivmedel. Avsikten med reduktionsplikten var att det skulle innebära ett mer långsiktigt styrmedel jämfört med tidigare skattenedsättning. Det beslutades därför från början att systemet, med successivt höjda kvoter, skulle gälla fram till 2030. År 2020 var reduktionsnivåerna 4,2% för bensin och 21,0% för dieselbränsle. Kvotnivåer fram till 2030 beslutades av riksdagen i augusti 2021, motsvarade en linjär ökning av reduktionsnivåerna till 28,0% för bensin, 66% för diesel och 27% för flygfotogen år 2030. Därutöver infördes ett förbud mot att använda palmolja som biodrivmedel från 1 januari 2022, om inte denna är certifierad för att säkerställa låg risk för indirekta växthusgasutsläpp. Som en följd av kraftigt stigande prisnivåer valde riksdagen att år 2023 pausa höjningen av reduktionskvoterna på 2022 års nivå (7,8% för bensin och 30,5% för dieselbränsle, 1,7% för flygfotogen). I slutet av november 2023 röstade riksdagen igenom regeringens förslag att sänka reduktionsplikten för bensin och diesel till 6 % från och med 1 januari 2024 till och med 2026. Det beslutades även att reduktionsnivåerna från den 1 januari 2027 avskaffas.

EU-direktiv

Huvudsyftet med de nationella styrmedlen är att styra mot svenska mål. Utformningen påverkas dock i hög grad också av EU:s paket ”Fit for 55” som syftar till att anpassa samtliga direktiv och förordningar för att nå målet att reducera utsläppen av växthusgaser med 55% till 2030, jämfört med 1990. För de styrmedel som tas upp ovan har följande EU-direktiv och förordningar stor
inverkan:

• Förnybartdirektivet (Renewable Energy Directive, RED) som infördes 2009 och sedan dess reviderats i två omgångar. I november 2023 trädde RED III (EU/2023/2413) i kraft, men i de flesta avseenden är det regelverket RED II (EU/2018/2001) som gäller fram till våren 2025. Förnybarhetsdirektivet innehåller bindande mål för andel förnybara energi i transportsektorn och hållbarhetskrav för biodrivmedel. I RED II är målet satt till 14% förnybar energi i transportsektorn till 2030, vilket i RED III skärps till minst 29% eller en minskning av växthusgasintensiteten med 14,5%. Dessutom sätts bindande krav på andelen avancerade biobränslen (inkl s.k. elektrobränslen) på minst 1% 2025 och minst 5,5% 2030.
• EU-förordningar som ställer krav på varje fordonstillverkares genomsnittliga utsläppskrav för deras nybilsförsäljning, där kraven enbart tar hänsyn till utsläpp från avgasröret. Sådana krav finns för bilar och lätta lastbilar och införs för tunga fordon från 2025. Från januari 2020 får nya bilar i genomsnitt släppa ut max 95 g CO2/km och lätta lastbilar max 147 g CO2/km, från 2030 sänks nivåerna till 49,5 resp 90,6 g CO2/km. [3] Från 2035 ligger målet på 100% reduktion, dvs 0 g CO2/km. För tunga lastbilar ska utsläppen minska med 15% från 2025 och 30% från 2030. Kommissionen har också tagit fram förslag ytterligare skärpning av nivåerna från och med 2030, men dessa är ännu inte beslutade.
• Direktivet om främjande av rena och energieffektiva vägtransportfordon (Clean Vehicles Directive, EU/2019/1161), som definierar vilka fordon som ska räknas som miljöbilar vid offentlig upphandling och som också utgår från utsläpp vid avgasröret. Direktivet definierar lätta miljöfordon till och med 2025 som alla bilar och lätta lastbilar med utsläpp mindre än 50 g CO2/km och därefter de med nollutsläpp. Tunga fordon miljöklassas om de använder något av vätgas, el, naturgas, biogas, flytande biodrivmedel, syntetiska drivmedel eller gasol som drivmedel.

Dessa direktiv, liksom utvecklingen av svenska styrmedel, uppdateras och utvecklas löpande.

[1] Det finns fler mål och många andra styrmedel som påverkar transportsektorn och därmed fordonsflottans växthusgasutsläpp. Dessutom påverkar styrmedlen varandra. Här tas bara utformningen av styrmedel (inte effekten) upp och bara sådana som är nationella och direkt inriktade mot fordonseffektivitet och bränsleval.

[2] Styrmedlens detaljerade utformning är ofta komplex. Beskrivningen är därför delvis förenklad och speglar situationen och kunskapsläget i november 2023. För exakt information, se referenser.

[3] På grund av förändringar i testcykeln för mätning av utsläpp från fordon är de olika nivåerna inte helt jämförbara. I regleringen finns också ett system för att ge extra incitament till fordonsindustrin att öka andelen fordon med nollutsläpp och väldigt låga utsläpp, vilket kan påverka nivåerna för enskilda tillverkare.

För att uppnå en fossiloberoende fordonsflotta behövs alla förnybara drivmedel och stora mängder av dem. Men för att få den fullständiga nyttan av en fossiloberoende fordonsflotta räcker det inte med att användningen ökar – den inhemska produktionen måste även följa med. Förnybara drivmedel för med sig en rad positiva samhällseffekter som skulle kunna bidra till att klara av Sveriges miljömål och stärka regioners sociala och ekonomiska hållbarhet utöver att minska klimatpåverkan. Exempel på dessa är förbättrad luftkvalitet, minskat buller, ökad sysselsättning, ökad energisäkerhet och stärkt konkurrenskraft. Särskilt gäller detta biodrivmedel. Dagens fokus på klimatpåverkan har dock gjort att majoriteten av de biodrivmedel som används i Sverige importeras, eller produceras i Sverige med importerade råvaror, vilket gör att vi går miste om dessa positiva samhällseffekter.

Efterfrågan på förnybara drivmedel i världen kommer högst troligt att öka kraftigt de kommande åren, i strävan att minska utsläppen av växthusgaser och ställa om till en fossilfri transportsektor. Sverige är i ett globalt perspektiv rikt på naturresurser som lämpar sig för biodrivmedelsproduktion. Vi har också goda förutsättningar för förnybar elproduktion och en växande industri för batteritillverkning. Därför är ökad inhemsk produktion av biodrivmedel, förnybar el och elfordonsbatterier önskvärt. Anledningarna till detta är bland annat bättre möjligheter vad gäller spårbarhet och kontroll över miljöpåverkan och stärkt krisberedskap genom minskat beroende av importerade råvaror och drivmedel. Givet vår rikedom på biobaserade naturresurser, bör Sverige därför vara en nettoexportör av biodrivmedel och/eller de råvarubaser som biodrivmedel produceras av. I dagsläget är dock Sverige långt ifrån en nettoexportör av biodrivmedel. Nära 90 procent av biodrivmedelsförbrukningen i Sverige utgörs av biodrivmedel som är importerade alternativt biodrivmedel som är producerade av importerad råvara [1]. Samtidigt ska det dock betonas att en del av de biodrivmedel som produceras i Sverige idag exporteras.

Produktion och användning av förnybara drivmedel ger stärkt konkurrenskraft

Produktion och användning av förnybara drivmedel som bygger på, nyttjar eller växlar upp nationella resurser som råvaror, etablerad industri och kompetens, bidrar till nationell tillväxt i form av utveckling och sysselsättning [2]. Produktion och användning av förnybara drivmedel har också en koppling till stärkt konkurrenskraft, kunskap och innovation – genom koppling till innovativa miljöer, forskning och innovation – och därmed påverkan på sysselsättning.

Inhemsk produktion av förnybara drivmedel bidrar till expansion av befintliga socio-tekniska system, skapande av nya system [3, 4] och som en konsekvens av detta stimuleras sysselsättning och ekonomisk verksamhet längs hela värdekedjan från råvara till användning. För biodrivmedel finns en särskilt stark koppling till lokala råvaror. De positiva samhällsekonomiska effekterna minskar dock om en betydande andel av råvarorna för produktion av biodrivmedel importeras.

Tabell 1 visar på en sammanställning av effekt på sysselsättning och stimulering av regional tillväxt för olika värdekedjor för produktion av biodrivmedel [5]. Sammanställningen baseras på en litteraturgenomgång av ett betydande antal nationella och internationella studier med tyngdpunkt på Sverige och Europa. Som kan ses i tabell 1 visar resultaten från sammanställningen på en indikativ siffra av genererade heltidstjänster per TWh producerat biodrivmedel som tycks variera något mellan de granskade biodrivmedlen. För biogas har Energigas Sverige uppskattat den totala sysselsättningseffekten till ca 1 arbetstillfälle per GWh [6]. En regional studie för biogas visar också på uppskattningar som ligger i linje med resultaten i tabell 1 [7].

Tabell 1. Indikativa resultat gällande sysselsättning och regionala nettoproduktioner för drivmedelsproduktion. Tabellen är en syntes genomförd av Mossberg et al (2019) [5] baserat på ett antal olika studier [3, 4].

Baserat på tabell 1 kan stimuleringen av regional tillväxt från inhemsk produktion av biodrivmedel uppskattas till en vägledande siffra på cirka 1 MSEK per GWh bränsle. Även om det finns en stor spridning i uppgifterna i tabell 1 kan det konstateras, att biodrivmedelsproduktion i Sverige sannolikt kommer att ge samhällsekonomiska vinster och att de sannolikt ökar ytterligare om råvarorna är av svenskt ursprung.

För sysselsättning kopplat till förnybar elproduktion är bilden mer komplex. Det finns i dagsläget många olika produktionsteknologier där vissa är förknippade med relativt hög sysselsättning och andra betydligt lägre (vattenkraft exempelvis). Generellt kan det dock konstateras att förnybara energitekniker har potential att skapa högre sysselsättning än de fossila alternativen, detta gäller även elproduktion. Studier visar att effekterna är större för biobaserade värdekedjor än andra värdekedjor för elproduktion som sol- och vindkraft [8]. Värt att notera då det gäller värdet av att något ”skapar jobb”, är att i en situation med låg arbetslöshet (ett så kallat högt kapacitetsutnyttjande) ger detta jobbskapande inget särskilt samhällsekonomiskt mervärde (bortsett från eventuella regionalpolitiska aspekter). I ett läge med brist på arbetskraft kan effekterna till och med vara negativa för samhällsekonomin som helhet [9]. I den nationella strategin för hållbar regional tillväxt och attraktionskraft lyfts även innovation och företagande, kompetensförsörjning samt internationellt samarbete fram som prioriterade områden för regional utveckling och sysselsättning [10].

Användningen av lokalt tillgängliga råvaror ger ökad innovationskraft

Sett till stärkande av den regionala/nationella innovationskraften bör förnybara drivmedel som har en koppling till regionalt/nationellt tillgängliga råvaror, som lokal biomassa, ha en fördel. På längre sikt kan drivmedelsvärdekedjor som kopplar till befintlig industri och innovationsområden vara fördelaktigt då de ger möjlighet att växla upp redan etablerade strukturer och miljöer. Etablerad industri är dock ofta passiv när det kommer till förnyelse och att satsa på radikalt nya värdekedjor, vilket gör den regionala kontexten och samverkan i aktörsnätverket extra viktigt [11, 12]. Förmågan till förnyelse påverkas också av antalet branscher och koncentration av arbetsställen. Storstadsregioner och större regioner har generellt både en högre branschdiversifiering och en lägre koncentration av arbetsställen [1].

Även internationalisering av företag är viktig för förnyelsen, vilket kan uttryckas som andel sysselsatta i internationella/multinationella företag [1]. En annan viktig aspekt av samhällsutveckling handlar om att ge förutsättningar för en livskraftig landsbygd, med möjligheter till företagande, arbete, boende och välfärd. Här är möjligheten till arbetstillfällen på landsbygden i relation till någon del av värdekedjan för de förnybara drivmedlen, en tydlig synergieffekt. En sådan koppling hänger ofta samman med nyttjandet av lokala råvaror och är därför särskilt framträdande för biobaserade värdekedjor. Exempelvis kan småskalig uppgradering nära råvaran ha en positiv effekt på antalet arbetstillfällen på landsbygden. Vidare medför utnyttjande av restströmmar som tidigare inte använts förutsättningar för ökad lönsamhet i hela värdekedjan. Produktionen av förnybara drivmedel ökar också diversiteten och ger fler potentiella inkomstkällor för de lokala företagen vilket stärker företagens redundans [3]. Produktion av biodrivmedel, särskilt genom nyttjandet av bi- och restprodukter från jord- och skogsbruk, stärker därmed möjligheten för en konkurrenskraftig skogs- och jordbrukssektor i hela landet. En ökad biodrivmedelsproduktion på åkermark i landsbygd har också fördelen att produktionen säkerställer att marken brukas och skapar fler arbetstillfällen jämfört med att ha mark i träda. Tidigare studier har visat att inhemsk åkermarksbaserad råvara kan bidra till mellan 4 och 10 TWh biodrivmedel per år utan negativa bieffekter vad gäller indirekt förändrad markanvändning [13].

Fortsätt läsa den fullständiga faktan i en PDF-version. I den finns en litteraturöversikt som översiktligt sammanfattar vad som framkommer i ett urval av studier när det gäller just samhällsekonomiska nyttor av förnybar drivmedelsproduktion.

I januari 2022 steg dieselpriset i Sverige för första gången över 20 kr/litern. När valrörelsen drog i gång på allvar några månader senare hade det hunnit passera 25 kr/litern vid flera tillfällen. Partiledare höll tal om skenande priser på drivmedel, el och livsmedel och ett ord började dyka upp i debatten: reduktionsplikt.

Vad är reduktionsplikten?

Reduktionsplikten innebär att distributörer av drivmedel är skyldiga att blanda in biodrivmedel i bensin och diesel för att sänka utsläppen med en viss procentsats. Under 2023 var reduktionsnivån 7,8% för bensin och 30,5% för diesel. När utsläppsreduktion beräknas så inkluderar man även biodrivmedlens livscykelutsläpp (det vill säga de utsläpp som uppstår när biodrivmedlen produceras). Det innebär att om man använder biodrivmedel med låga livscykelutsläpp så behövs det en mindre mängd biodrivmedel för att uppnå utsläppsreduktionen, medan det behövs mer biodrivmedel om de har höga livscykelutsläpp. Om distributörer inte uppfyller reduktionsplikten får de betala en straffavgift.

Varför har vi en reduktionsplikt?

Reduktionsplikten infördes i Sverige 2018 och vi var då ett av de sista länderna i EU att införa någon form av inblandningsmandat för biodrivmedel. Innan reduktionsplikten infördes hade Sverige en skattereduktion för både låg- och höginblandade biodrivmedel. Skattereduktionen räknades dock som ett statsstöd enligt EU:s regelverk, och Sverige behövde kontinuerligt få ett godkännande från EU-kommissionen för att få behålla den. Det fanns en osäkerhet i om Sverige skulle få fortsatt beviljat tillstånd vilket ansågs skapa osäkerhet hos drivmedelsbranschen. Man ville nu styra om till ett mer långsiktigt styrmedel.

Till följd av skattereduktionen hade Sverige redan innan reduktionsplikten infördes den högsta andelen användning av biodrivmedel i transportsektorn i EU. De ursprungliga reduktionspliktsnivåerna sattes till 2,6 % för bensin och 19,3 % för diesel, mycket eftersom det motsvarade ungefär den användning av biodrivmedel som Sverige redan hade.

Figur 1. Biodrivmedelskonsumtion och produktion samt reduktionsplikten*, som andel av den totala energianvändningen i vägtransportsektorn.

Hur hög är reduktionsplikten i EU och i andra länder?

Alla EU-länder har idag någon form av inblandningsmandat för biodrivmedel. De är dock utformade på olika sätt, vilket gör dem svåra att jämföra rakt av. I de flesta länder är drivmedelsdistributörer skyldiga att blanda in en viss mängd biodrivmedel i bensinen och dieseln, antingen baserat på volym eller energiinnehåll. Sverige, Tyskland och sedan 2022 även Danmark, är de enda länder som använder sig av en reduktionsplikt.

I vår forskning har vi räknat om alla inblandningsmandat och reduktionsplikter inom EU till en gemensam enhet för att kunna jämföra dem. Där kan vi se att Sveriges reduktionsplikt har varit den högsta i EU. Det har medfört att Sveriges transportsektor har haft de överlägset största utsläppsminskningarna av alla länder i EU. Reduktionsplikten har också lett till att Sverige har en hög konsumtion av så kallade avancerade biodrivmedel jämfört med andra länder. Det beror främst på att avancerade biodrivmedel har låga livscykelkoldioxidutsläpp, vilket premieras av reduktionsplikten.

Figur 2: Utsläppsminskningar inom transportsektorn i procent för alla EU länder 2020 jämfört med 2010.

På EU-nivå införde förnybarhetsdirektivet 2009 ett mål om att 10 % av energianvändningen i transportsektorn skulle vara förnybar till 2020 och i bränslekvalitetsdirektivet från samma år sattes ett mål för 6 % utsläppsminskning 2020 jämfört med 2010.

Enligt det uppdaterade förnybarhetsdirektivet, som nyligen publicerats, är alla medlemsstater i EU skyldiga att till 2030 antingen uppnå 14,5 % minskning av växthusgasintensitet i transportsektorn, eller att energianvändningen i transportsektorn utgörs av minst 29 % förnybara källor. Utöver detta finns också ett specifikt mål om att avancerade biodrivmedel och förnybara bränslen av icke-biologiskt ursprung (exempelvis förnybar vätgas) ska utgöra minst 1 % av energin år 2025 och 5,5 % år 2030.

Vad händer med reduktionsplikten nu?

Den 29:e november ska riksdagen rösta om regeringens förslag om att sänka reduktionsplikten till 6 % från och med 2024. Den nivån ska sedan gälla för resten av mandatperioden. Förhoppningen är att sänkningen av reduktionsplikten ska leda till lägre priser, framför allt på diesel. Det innebär dock också en utsläppsökning på 4,8–8,7 miljoner ton koldioxid per år, enligt regeringens egna beräkningar och förslaget har fått kritik från ett flertal remissinstanser.

Gör reduktionsplikten det dyrare att tanka?

Reduktionsplikten påverkar bensin- och dieselpriserna eftersom de biodrivmedel som blandas in för att minska utsläppen är dyrare än fossila drivmedel. I vår forskning har vi tittat på sambandet mellan priser på bensin och diesel och biodrivmedelskonsumtion i alla EU-länder mellan 2009 och 2021. Där ser vi att världsmarknadspriset på olja har haft en mycket starkare påverkan på bensin- och dieselprisfluktuationer än inblandning av biodrivmedel har haft.

När reduktionsplikten vid årsskiftet 2021/2022 höjdes från 26 till 30,5 % steg dieselpriset med ca 1 krona (från 19 kr till 20 kr). Sen dess har reduktionsplikten legat kvar på samma nivå medan dieselpriset vid pump har fluktuerat mellan 20 och 28 kr/l. De fluktuationerna beror alltså inte på ökad inblandning av biodrivmedel, utan på ökade priser på olja och biodrivmedel globalt. Exakt hur stor del av prisfluktuationerna som beror på ökade biodrivmedelspriser och hur stor del som beror på ökade oljemarknadspriser har vi inga svar på ännu, men det är något vi studerar vidare.

Behöver vi reduktionsplikten, räcker det inte med elektrifiering?

Vägtrafiksektorn står för ca 30 % av Sveriges klimatutsläpp idag. Att sänka utsläppen i transportsektorn är en utmaning och i Sverige finns ett specifikt klimatmål: år 2030 ska utsläppen i transportsektorn vara 70 % lägre än 2010 års utsläpp. (Regeringen har dock i en tilläggsöverenskommelse till Tidöavtalet, som fokuserar på klimatet, aviserat att man planerar att se över klimatmålen för 2030).

De flesta forskare och experter är överens om att elektrifiering på sikt kommer vara avgörande för att minska utsläppen från vägtransporter.  Men Energimyndigheten, Trafikverket och Naturvårdsverket har samtidigt konstaterat att även med en hög elektrifieringstakt så behövs det en betydande användning av biodrivmedel om Sverige ska nå 70 % utsläppsminskning till 2030. Anledningen är att vi inte hinner byta ut tillräckligt många bilar och lastbilar fram till år 2030. Idag utgör rena elbilar ca 5% av personbilsflottan i Sverige och om det från och med idag enbart såldes elbilar i Sverige (den verkliga andelen elbilar i nybilsförsäljningen 2022 var 30%), så skulle ungefär halva fordonsflottan hinna vara elektrifierad till år 2030. För godstrafik är andelen elfordon ännu lägre och där kan utvecklingen både ta längre tid och kräva andra lösningar än elektrifiering. Därför behövs det lösningar för att minska utsläppen för de resterande bensin- och dieseldrivna fordon som kommer rulla på vägarna år 2030.

Eftersom målet för 2030 är formulerat som att utsläppen just det året ska vara minst 70 % lägre än 2010 års utsläpp, är det fortfarande möjligt att uppnå målet även om reduktionsplikten sänks på kort sikt. Genom exempelvis en tillräckligt hög reduktionsplikt, något annat styrmedel för att öka inblandningen av biodrivmedel, eller genom ett minskat transportbehov, skulle man kunna säkerställa att utsläppen för de resterande fossildrivna fordonen är tillräckligt låga år 2030.

Biodrivmedelsproduktionen då?

I Sverige producerades ca 5,2 TWh flytande biodrivmedel samt 2,3 TWh biogas år 2022. Samtidigt konsumerade vi ca 25 TWh biodrivmedel. Det innebär att en stor del av de biodrivmedel som används importeras (vilket också ses i obalansen mellan konsumtion och produktion i figuren ovan). I vår forskning ser vi tydligt att biodrivmedel handlas på en internationell marknad. Att ett land uppmuntrar konsumtion, genom exempelvis en reduktionsplikt, innebär inte att det automatiskt byggs produktionskapacitet i landet. Likaså är stöd till produktion inte en garanti för att de biodrivmedel som fått stöd kommer konsumeras i samma land.

Det är sannolikt att efterfrågan på biodrivmedel kommer att öka i EU de kommande åren, i takt med ökande klimatkrav. Det innebär att produktionskapaciteten behöva byggas ut. Behovet av biodrivmedel till vägtransportsektorn kommer dock sannolikt börja minska efter 2030 när andelen elfordon ökar. I vår forskning ser vi att detta är något som biodrivmedelsproducenter är väl medvetna om och när de investerar i nya biodrivmedelsanläggningar så görs det ofta med en intention att på sikt kunna ställa om anläggningen till produktion av exempelvis biojet för flyget eller bioprodukter för kemisektorn. Även om efterfrågan på biodrivmedel i vägtransportsektorn växer de kommande åren behöver det alltså inte betyda att biodrivmedlen kommer konsumeras där i framtiden. Samtidigt kan den efterfrågan lägga grunden för investeringar som behövs för att andra svårelektrifierade sektorer ska kunna ställa om.

Den biodrivmedelsproducerande industrin lyfter ofta att deras beslut och investeringsvilja påverkas i hög grad av osäkra styrmedel, lagstiftning, riktlinjer etc. Under senare år har ett antal utredningar berört relaterade frågeställningar. Av dessa framgår vikten av tydliga och långsiktiga politiska förutsättningar för omställning samt att osäkerheten påverkar både industri, finansiärer och andra marknadsaktörer.

För att uppnå målen för transportsektorn behöver tillgången till hållbara förnybara drivmedel öka och Sverige har goda förutsättningar för sådan produktion. Industrin – såväl nuvarande drivmedelsproducenter som nya aktörer – har också planer på att utöka produktionen av förnybara drivmedel kraftigt under de närmaste 10 åren.[1] Utan styrmedel som driver den utvecklingen finns dock en betydande risk för att dessa planer inte realiseras. I regeringens uppdrag till den s k bioekonomiutredningen ingick därför att analysera åtgärder som främjar effektiv produktion av flytande biodrivmedel baserat på inhemska råvaror i Sverige, inklusive förslag till långsiktigt produktionsstöd.

Inom industrin lyfts dock därutöver ofta att en hög osäkerhet och täta förändringar i omfattning och utformning av styrmedlen i sig hindrar utvecklingen. I Sverige – och inom EU – har det funnits styrmedel för att främja utvecklingen av förnybara drivmedel sedan början av 2000-talet och 2008 infördes första drivmedelsdirektivet med mål för användningen och tydliga hållbarhetskriterier. Utformningen av styrmedel – i form av till exempel pumplagen, skattebefrielse, inblandningsmål och hållbarhetskrav – har dock ändrats över tiden och ofta beslutats för korta tidsperioder. År 2018 infördes till exempel ett långsiktigt styrmedel genom reduktionsplikten, vilket utformades för att gälla fram till 2030 men som nu ändras drastiskt efter bara fem år. Osäkerhet ökar risken med investeringar och kan påverka utvecklingen, såväl direkt genom minskad investeringsvilja hos företagen som indirekt genom osäkra konsumenter på fordonsmarknaden och sämre förutsättningar på kapitalmarknaden. Exemplet ovan visar dessutom på att det inte räcker att utforma ett styrmedel som är långsiktigt utan att det också behöver råda bred politisk enighet kring det.

I vilken utsträckning och hur påverkar då politisk osäkerhet och instabilitet i styrmedel investeringsvilja och utvecklingen för förnybara drivmedel? Som ett första steg i att klargöra kunskapsläget kring detta har f3 sammanfattat hur den lyfts i några exempel från litteraturen. Några slutsatser från översikten är:

• Det framhålls samstämmigt att politisk osäkerhet, kortsiktiga styrmedel och täta förändringar av styrmedel bidrar till att försvåra investeringar inom industrin och därmed utvecklingen av förnybara drivmedel.
• Det är inte bara den politiska osäkerheten om styrmedel som direkt ska främja förnybara drivmedel som påverkar, utan det finns även en tydlig koppling till osäkerhet kring tillståndsprocesser, styrmedel för andra sektorer som påverkar efterfrågan på biodrivmedel och bioråvaror, samt kring mål och ambitioner för klimatpolitiken i stort, både i Sverige och internationellt.
• I stor utsträckning baseras slutsatsen på intervjuer, enkäter och workshops med branschföreträdare och andra aktörer. I dessa lyfts den politiska osäkerheten genomgående som en central barriär för industrins omställning. Slutsatsen är också förankrad i generell styrmedelsforskning kring barriärer och drivkrafter.
• Det är däremot få som studerat frågan från ett empiriskt perspektiv, specifikt för förnybara drivmedel. Från en jämförande studie av utvecklingen i USA och inom EU finns det dock indikationer på att en högre osäkerhet också ger genomslag i de faktiska investeringarna över tid.

I flera av studierna lyfts också exempel på kunskapsluckor inom området och det är tydligt att frågan kan angripas ur flera olika perspektiv och med olika forskningsmetoder.

I litteraturöversikten sammanfattas översiktligt vad som framkommer i ett urval av aktuella och centrala utredningar eller forskningsstudier när det gäller just betydelsen av politisk osäkerhet för utvecklingen av förnybar drivmedelsproduktion. Översikten tar sin utgångspunkt i den så kallade bioekonomiutredningen, vars första delbetänkande publicerades våren 2023.

Läs eller ladda ner översikten i sin helhet som PDF.

I Sverige produceras förnybara drivmedel som används både för låginblandning i fossil bensin och diesel samt som höginblandade eller rena biodrivmedel. Här sammanställs statusen för befintliga och planerade anläggningar för produktion av olika typer av förnybara drivmedel inom landets gränser.

I sammanställningen inkluderas både biodrivmedel och elektrobränslen. Bara sådan framtida produktionskapacitet som offentliggjorts i juli 2023, i termer av konkreta anläggningar – och inte bara som en del av mer övergripande målsättningar – ingår. Dessutom presenteras produktionen utifrån respektive anläggnings maximala kapacitet och inte utifrån historisk eller förväntad faktisk produktion. Slutligen utgår sammanställningen från produktion av drivmedel som skulle kunna användas för transportsektorn (med nuvarande bränslemarknader) – den faktiska användningen av drivmedlen specificeras inte, varken avseende vilken sektor, eller om det är inom Sverige eller utomlands.

Den totala maximala produktionskapaciteten ligger för närvarande på i storleksordningen 10 TWh, vilket motsvarar drygt hälften av biodrivmedelsanvändningen i Sveriges inrikes transporter. [1] Det bör noteras att faktisk produktion normalt sett är lägre, eftersom det över tid är svårt att upprätthålla optimala ekonomiska och tekniska driftsförutsättningar för samtliga anläggningar. Om samtliga planerade anläggningar skulle realiseras motsvarar detta en femdubbling av den befintliga produktionskapaciteten fram till ca 2030 (se Tabell 1 i PDF). För att undvika dubbelräkning, ingår då inte intermediära produkter, eftersom dessa används som råvara för produktion av något av de slutliga drivmedlen.

Utifrån sammanställningen av total produktion kan följande mer övergripande reflektioner göras:

• Planerad ökning av flytande drivmedelsproduktion från biomassa är mycket stor. Huvuddelen av dessa kan kopplas till tidigare oljeraffinaderier, men det finns även planer för nya bioraffinaderier med olika tekniker för förvätskning. Generellt förväntas andelen andra biodrivmedel än diesel, som flygbränsle och biobensin, i dessa öka.
• Det finns betydande planer för produktion av elektrobränslen, än så länge främst inriktade mot produktion av metanol för fartyg samt flygbränslen.
• För produktionen av gasformiga bränslen innebär nuvarande planer en kraftig förskjutning från CBG till LBG.
• Bara en mindre del av planerade anläggningar (t ex SkyFuelH2 och SCA Östrand) kan kopplas till användning av förgasningsteknik och planerade anläggningar för produktion av gasformiga drivmedel genom förgasning saknas helt.

Den mer detaljerade sammanställningen är uppdelad i två kapitel för flytande respektive gasformiga drivmedel. Vilka drivmedel som ingår beskrivs närmare i en faktaruta för varje kapitel. Anläggningsdata baseras på Bioenergitidningens sammanställning Biodrivmedel i Norden 2022 [2], men har kompletterats och uppdaterats baserat på offentligt tillgängliga uppgifter. Särskilt har uppgifterna som rör f3:s egna företagsparter stämts av direkt med respektive företag.

Läs eller ladda ner hela sammanställningen som PDF.

Vätgas, H₂, är en flexibel energibärare med många möjliga tillämpningar och en av dem är som drivmedel i fordon. Vätgas kan tillverkas av vatten, fossila bränslen eller biomassa. Vid dess användning, till exempel i en bränslecell eller genom förbränning, bildas inte koldioxid utan istället vatten. Användning av vätgas som drivmedel kan därmed bidra till att reducera växthusgasutsläpp och utsläpp av partiklar från transporter. Likt användningen av el i batterifordon beror vätgasens klimatpåverkan till stor del på hur den tillverkas.

Användning

Vätgas, H₂, används idag främst framställning av ammoniak samt för oljeraffinering. Framöver väntas en rad nya tillämpningar av vätgas. De tydligaste exemplen med potentiellt stora volymer är som industriråvara, till exempel för stålproduktion, som energilager, som drivmedel och som råvara för framställning av andra drivmedel. Vätgas är exempelvis en central komponent vid tillverkning av HVO (eng. hydrogenated vegetable oil) och elektrobränslen.

Det finns idag två modeller av vätgasbilar på den svenska marknaden, Hyundai Ix35 och Toyota Mirai. Dessa bilar använder sig av bränsleceller för att konvertera den kemiska energin i vätgasen till elektricitet för att sedan driva en elmotor av samma sort som finns i elbilar. Sådana bränsleceller kan nå nära den dubbla verkningsgraden som vissa förbränningsmotorer.

Bränslecellstekniken är speciellt attraktiv som ett alternativ till rena batterifordon för tillämpningar som kräver längre räckvidd och tung last, eller där den relativt korta tanktiden är en betydande fördel. Bränsleceller i lastbilar och bussar kan därför vara de marknader som växer fram först. I synnerhet har tunga lastbilar med bränsleceller väckt stort intresse. Toyota, Hyundai och Daimler tillsammans med Volvo Lastvagnar hör till aktörer som satsar på området. I Göteborg rullar vätgasdrivna sopbilar från Scania.

I Sverige finns i dagsläget fem vätgastankstationer: Arlanda, Göteborg, Sandviken, Umeå och Mariestad. Fram till 2023 har danska Everfuel planer för ytterligare femton stationer varav tio tillsammans med OKQ8. Även andra aktörer har planer i olika skeenden, till exempel REH₂, Orange Gas och Hynion.

Vätgas kan bli ett alternativ inom flyget och sjöfarten eftersom drivmedlets energidensitet är av yttersta vikt i flygplan och fartyg (då i flytande form eller kemiskt bunden, se nedan). Här har till exempel Airbus presenterat tre koncept för vätgasflygplan under samlingsnamnet ZEROe.

Produktion

Enligt IEA, International Energy Agency, tillverkades ungefär 117 miljoner ton vätgas under 2018. 98 procent av denna vätgas producerades från fossila energikällor, främst från naturgas (s.k. grå vätgas) i Europa och USA och främst från kol (s.k. svart eller brun vätgas) i Kina.

Tillverkningen resulterar i stora direkta utsläpp av koldioxid (CO₂) per producerad mängd vätgas; runt 10 kg CO₂/kg H₂ med naturgas och 19 kg CO₂/kg H₂ med kol. Dessa utsläpp är i huvudsak koncentrerade till stora anläggningar, vilket skulle kunna underlätta avskiljning och geologisk lagring av koldioxiden, CCS (carbon capture and storage). På grund av otillräckliga ekonomiska incitament tillämpas dock inte CCS i någon större utsträckning idag. Vätgas tillverkad från fossila källor med CCS kallas ibland blå vätgas.

Vätgas kan tillverkas via en process som kallas elektrolys, där vatten spjälkas till vätgas med hjälp av elektricitet. Biprodukter från elektrolys av vatten är syrgas (O₂) samt värme. Om elektriciteten som tillförs processen har genererats från fossilfria energikällor kan vätgas produceras med mycket låga utsläpp av växthusgaser. Detta kallas grön vätgas. Om elektriciteten däremot produceras via förbränning av fossila bränslen är vattenelektrolys oattraktivt från ett växthusgasperspektiv på grund av de stora omvandlingsförlusterna. Som jämförelse blir växthusgasutsläppen lägre om vätgasen i så fall produceras direkt från fossila bränslen, utan att de fossila bränslena först förbränts för att producera elektricitet.
Idag finns det finns flera etablerade vattenelektrolystekniker, och alternativa tekniker befinner sig i olika utvecklingsstadier. Den globala installerade kapaciteten är endast runt 100–200 MW (baserat på ingående eleffekt), men stora tillskott väntas inom de kommande åren. I EU:s vätgasstrategi finns ett mål på 40 GW installerad vattenelektrolyseffekt till 2030.

Vätgas kan också tillverkas från biomassa, även om det generellt inte tillämpas industriellt idag. De två mest lovande produktionsvägarna är förgasning av lignocellulosa eller massaindustrins svartlut samt reformering av biometan. Den senare teknologin är mycket lik produktionen av vätgas från naturgas.

Lagring

Vätgas är den lättaste av alla molekyler: vid rumstemperatur och atmosfäriskt tryck upptar ett kg vätgas cirka 11 m³. För att praktiskt kunna använda vätgas som drivmedel måste dess energidensitet ökas så att den kan lagras i ett fordon. Det kan ske genom kompression eller förvätskning, där den senare tekniken leder till en högre energidensitet. Båda teknikerna är energikrävande, särskilt förvätskningsprocessen som kräver omkring 30 procent av vätgasens energiinnehåll.[1]  I dagens vätgasfordon lagras vätgasen som komprimerad gas vid ett mycket högt tryck: 350 bar i lastbilar och 700 bar i personbilar.

Tekniker för att kemiskt omvandla vätgasen till olika mer hanterbara substanser för lagring undersöks också. Att lagra vätgas i ammoniak, metanol, metan eller så kallade flytande organiska vätgasbärare (eng. liquid organic hydrogen carriers, LOHCs), kan komma att bli relevant i vissa tillämpningar i framtiden, till exempel som drivmedel inom sjöfarten eller flyget.

Potential och hinder

Vätgas är attraktivt för användning inom många olika tillämpningar, varav drivmedel är en. För tillfället utvecklas användning av vätgas främst inom industrisektorn. Potentialen för ett mer samhällsövergripande genombrott avgörs både av tillgången på vätgas, möjligheterna till lagring och transport av vätgas, samt den politiska inriktningen.

Användningen av vätgas i bränslecellsfordon begränsas idag av höga kostnader för bränslecellen och vätgastanken såväl som för själva vätgasen. Utbyggnaden av infrastruktur för vätgastankning är också en kritisk faktor samt den närliggande konkurrenssituationen med batterifordon, i synnerhet för lättare fordon. Komplicerade och oförutsägbara tillståndsprocesser ses också som ett betydande hinder för vätgasen. Det finns även ett behov av att informera och utbilda om säkerhetsaspekter, framför allt utanför industrin.

[1] I förvätskningsanläggningar med dagens bästa tillgängliga teknik går det åt ungefär 10 kWh el/kg vätgas som förvätskas (lägre värmevärde H₂=33 kWh/kg H₂ -> 10/33=0.3).

(Faktabladet är för tillfället enbart tillgängligt på engelska.)

Electric Road Systems (ERS) allow vehicles to charge whilst driving, with electricity provided from the road infrastructure either in the roadside area or within the road construction. There are three major concepts of ERS: conductive overhead lines/catenary technology, conductive rails, and wireless induction technologies. Currently, several ERS technologies are in different stages of demonstration, in Sweden as well as abroad.

The ERS concept builds upon five subsystems: electricity supply (including transmission and distribution), the road itself, a power transfer system, a road operation system, and the vehicles. The systems include control components for these corresponding services. For instance, the power transfer system consists of equipment that detects the vehicle, transfers power from the road, and controls safe activation and operation of a power receiver in the vehicle. The electric road operation subsystem controls the energy management of the overall system and identifies vehicles to handle access and lane control. The vehicle subsystem converts the power from the power transfer subsystem into either propulsion of the vehicle or to energy storage.

Applications of ERS technologies are tested at several locations around the world, from test sites in Italy, France, Israel and Japan, through inductive charging of city buses in South Korea, to fully operating demonstrations on regional roads and highways in Sweden and Germany. To this date, no long-term tests have been performed but the ERS concept development is progressing, with some examples given for the three major concepts below.

ERS technology concepts

• Conductive overhead lines/catenary technology

This concept builds on the same idea as the railway, with roadside support masts to hold contact cables about 5 meters above the road. Trucks or buses with pantographs mounted on the roof will be able to connect to the overhead lines and charge conductively while driving. The difference from trolley buses is that vehicles can connect to the lines while in motion and likewise disconnect if for instance having to change lanes. Passenger vehicles will not be able to use such a system. Conductive overhead lines have no direct impact on the road construction, but the need for extra infrastructure, such as the support masts, visually impacts the landscape.

The first electric road opened on a road with regular traffic was built for the catenary ERS concept. It was successfully implemented during 2016-2020 along 2 km of the E16 road close to Sandviken, Sweden, and demonstrated the use of power lines above the road to electrify heavy-duty vehicles. In Germany, conductive overhead lines placed above a 10 km stretch of the autobahn A5 between Darmstadt and Frankfurt were implemented in 2019 as part of a three-stage project called ELISA. Currently, the project is in phase two, testing the eHighway system regarding vehicles and infrastructure.

• Conductive rails

Conductive rails can be installed in the road surface, bolted upon the surface, or installed at the side of the road. An electric current collector or pick-up mounted under the vehicle will either attach itself to the rail construction or slide along the contact material, conductively transferring energy to the vehicle. This technology can be used for heavy-duty trucks, distribution trucks as well as passenger vehicles. Compared to the catenary concept, conductive rails will not visually impact the landscape.

Two demonstration projects on regular roads in Sweden are using the conductive rail concepts; eRoadArlanda and EVolutionRoad. In the first, 2 km of conductive rail were installed in the road surface between a logistics terminal and the Arlanda airport freight terminal. In the second, an electric road with a ground-level feeding system is being tested for a city bus in Lund. The concept can be used both for trucks, buses and passenger vehicles. There re also other technology concepts being tested in Sweden and abroad, e.g. by Alstom and Honda.

• Wireless induction

For this technology concept, copper coils are installed underneath a surface layer of asphalt. An electric current is magnetically induced between the copper coils in the road and a receiver in the vehicle. Wireless induction is totally embedded within the road construction, with the visible impact being electrical distribution boxes/boards that are regularly placed along the roadside. Because of the embedded copper coils, regular road maintenance and operations such as snow ploughing, or preventive anti-icing will not be affected by or harm the technology itself.

Wireless induction is currently tested in Visby, Sweden, where the installation of a 1.6 km long electric road was finished in December of 2020 for the purposes of a demonstration project called SmartRoad Gotland. This electric road can be used both by trucks and cars.

ERS adaptation

The impact on the road infrastructure and roadside areas from the implementation of ERS varies between concepts. The catenary concept is not expected to affect the road surface, whereas the rail and inductive technologies will affect the road structure during the installation procedure and the roads service life, for example when the road needs resurfacing. However, the catenary concept may influence maintenance operations by complicating verge maintenance and snow ploughing activities. The embedded inductive technology will probably not affect winter operations. It is crucial to recognize that implementation of ERS may affect not only road users, but also road maintenance operators, emergency personnel, energy grid suppliers, road authorities and vehicle manufacturers.

ERS potential

ERS technology is not intended to be installed on all roads or along the whole road stretch, but rather work as a range extender between charging points. Vehicles using the ERS therefore need to be able to drive outside the electrified road network. This can be achieved either by using a rechargeable battery or a hybrid solution where the vehicle uses some other kind of fuel or energy carrier. The combination of battery and vehicle size along with availability of additional charging possibilities determines the driving range outside the ERS.

Focus for ERS has so far been on the heavy goods transport sector, but in-ground installed ERS could be an alternative suitable for passenger cars as well. It could also potentially offer stationary charging of distribution trucks while loading or unloading goods at depot.

When it comes to costs of the ERS, the installation costs vary between concepts and assessments remain uncertain until a large-scale implementation has been performed. Estimates range between 1.7 and 3.1 Million EUR/km, including costs for installation, infrastructure, connection with the electricity grid, etc. The high costs for the system could become a potential barrier towards a large-scale implementation of ERS.

Another difficulty associated with ERS technologies concerns standardization. There are many interfaces of the system where standards are needed but not always applied. The interface between vehicles and infrastructure is one and the payment system another. Some standards have already been agreed upon at a European level while decisions on others remain.

Elektrobränslen är ett sätt att producera förnybara energibärare från förnybar el som kan användas i de delar av transportsektorn där direkt elektrifiering är mer utmanande att införa. En del kan användas i fordon, fartyg och flygplan som finns idag, utan krav på nya investeringar i distribution och tankinfrastruktur. De största utmaningarna med elektrobränslen är deras låga energieffektivitet och höga produktionskostnader.

Elektrobränslen är ett samlingsnamn för drivmedel och kemikalier gjorda av el, vatten och koldioxid eller kväve. De kan vara en mängd olika slutprodukter, vilket visas i figur 1. I korthet framställs elektrobränslen genom att vätgas, som produceras genom elektrolys av el och vatten, kombineras med koldioxid eller kväve. Koldioxiden kan ha olika källor; den kan komma från exempelvis rökgaser, produktion av flytande biodrivmedel, uppgradering av biogas eller infångas från luft. Kväve fångas in från luften.

Figur 1. En förenklad bild över möjliga processvägar för produktion av elektrobränslen.

Elektrobränslens möjligheter

Elektrobränslen är möjligt att producera utan hjälp av fossila källor. De går att använda i alla transportslag. Vissa kan användas i befintliga fordon, fartyg och flygplan och behöver då heller inga stora investeringar i ny distribution och tankinfrastruktur. De är särskilt intressanta för sektorer som sjöfart och flyg som är svåra att elektrifiera och där flytande bränslen med hög energitäthet är svåra att ersätta.

Produktion av elektrobränslen kan kombineras med produktion av biodrivmedel. Det kan ske genom att använda vätgas tillsammans med koldioxid som avskiljs eller bildas som en del av biodrivmedelsproduktionen, alternativt genom att använda el direkt i processen. På detta sätt produceras en större mängd bränslen från samma mängd biomassa. En fördel med detta jämfört med att använda koldioxid från rökgaser är att ingen (extra) avskiljning behövs, något som annars kräver mer energi.

Elektrobränslen kan lagra energi och bidra till att balansera elnätet om produktionen anpassas efter elnätets varierande behov. Detta är ett behov som kan öka vid en fortsatt utbyggnad av sol- och vindkraft och andra förnybara energikällor. I produktionen av elektrobränslen bildas också värme och syre med hög renhet som kan ge inkomst till elektrobränsleproducenten.

Elektrobränslens utmaningar

De största utmaningarna för elektrobränslen är deras låga energiomvandlingseffektivitet och höga produktionskostnader. Varje gång energi omvandlas till en ny form, till exempel från el till bränsle eller från bränsle till rörelseenergi i en motor, sker förluster. Att direkt använda el i en motor är därför effektivare än att först omvandla den till ett bränsle.

Från producerad el till hjulen på en bil behålls över 70% av energin om en elbil används, medan samma siffra är i storleksordningen 20% för elektrodiesel som används i en dieselbil.

Eftersom elektrobränslen som koncept är ganska nytt, och vissa produktionssteg fortfarande utvecklas, är kostnadsberäkningar osäkra. Produktionskostnaderna i litteraturen varierar stort och beror bland annat på olika antaganden för priset på el liksom för kostnader kopplade till elektrolys och infångning av koldioxid. Även hur stor del av året som bränsleproduktionen är i drift påverkar kostnaderna. Produktionskostnaderna per MWh producerat bränsle ökar exponentiellt om anläggningen körs mindre än ca 40% av årets timmar. Dagens höga investeringskostnader leder alltså till ett behov av att ha höga drifttider, men sjunkande investeringskostnader och större elprisvariationer kan skapa nya affärsmöjligheter.

Figur 2 visar en sammanställning från en pågående litteraturgenomgång 2021 över intervallet för produktionskostnader för elektrobränslen beroende på tidsperspektiv, produktionsskala och teknikmognad, men osäkerheten är hög.

Skillnaderna mellan olika elektrobränslesalternativ är liten, men lägst produktionskostnad har elektrovätgas. För gasformiga bränslen som vätgas och metan påverkas kostnaden också av om bränslena är komprimerade eller förvätskade, vilket är viktigt i kostnadsjämförelser. Inga av de nämnda produktionskostnaderna tar potentiella intäkter i beaktande, men en marknad för biprodukterna värme och syre skulle ge elektrobränslen ökad konkurrenskraft.

Figur 2. Exempel på produktionskostnader för elektrobränslen där den övre mörkare stapeln representerar produktionskostnader i en nära framtid och den undre ljusare stapeln produktionskostnader vid uppskalad och mogen teknik. Elektrometan i komprimerad form. (Grahn et al., work in progress).

Elektrobränslens kostnadseffektivitet, i ett globalt perspektiv med ambitiösa klimatmål, beror på mängden koldioxid som kan lagras bort från atmosfären. Det vill säga, om det finns acceptans för storskalig koldioxidlagring kan klimatmålen nås till lägre kostnad om infångad koldioxid lagras (CCS) i stället för att den återvinns till elektrobränslen. Mängden infångningsbar icke-fossil koldioxid är inte en begränsande faktor för storskalig produktion av elektrobränslen i Sverige.

Nuvarande status för produktionskapacitet

Flera demonstrationsanläggningar och några kommersiella anläggningar för elektrobränslen har utvecklats i Europa mellan 2010 och 2020. Isländska Carbon Recycling International (CRI) har sedan 2011 producerat elektrometanol med hjälp av geotermisk energi och koldioxid från samma källa. CRI är också engagerade i byggandet av flera demonstrationsanläggningar i Europa och Kina. I Tyskland har företaget Sunfires testanläggning som producerar elektrodiesel från förnybar el och koldioxid från luften visat att det är möjligt att producera drop-in-elektrobränslen med hög kvalitet. Sunfire samarbetar nu med Climeworks, SMS group och Valinor för att bygga en elektrobränsleanläggning i Norge. I Sverige samarbetar Liquid Wind med Övik Energi för att i Örnsköldsvik bygga Sveriges första kommersiella anläggning för produktion av elektrometanol. Ett ökat intresse finns också för att utveckla produktionsanläggningar i soliga/blåsiga länder med gott om oanvänd mark (Sahara, Australien, Patagonien mfl) för att sedan frakta bränslena till användare i t.ex. Europa.

Övrigt

I det reviderade EU-direktivet om förnybara bränslen (RED II) anges att elektrobränslen är ett förnybart flytande och gasformigt transportbränsle av icke-biologiskt ursprung om energiinnehållet är förnybart. Producenter har möjlighet att hävda att de använder egen förnybar el, men annars bedöms det förnybara innehållet utifrån ländernas elmix under de senaste två åren. Elektrobränslen från fossil industriell koldioxid beskrivs som bränslen från återvunnen koldioxid. EU-kommissionen återkommer under 2021–2022 med en mer utförlig beskrivning för hur växthusgasutsläpp från elektrobränslen ska beräknas.

I många artiklar och i media hörs uttalanden [1, 2] om klimateffekterna av att använda biomassa från skogen för energiändamål. Vissa uttalanden återspeglar missuppfattningar. Därför har IEA Bioenergy ställt samman tio viktiga fakta om användningen av skogsbiomassa och hur den kan begränsa klimatförändringar.

Texten har utvecklats av Göran Berndes, Annette Cowie, Luc Pelkmans och medlemmar i IEA Bioenergy Task 45 (http://task45.ieabioenergy.com/), ursprungligen på engelska. Den svenska översättningen har gjorts av f3 Svenskt kunskapscentrum för förnybara drivmedel. Texten publiceras med tillåtelse från IEA BioEnergy.

Sammanfattning

Som förnybart bränsle kan energi från skogsbiomassa bidra till att begränsa klimatförändringarna. Biomassan bör användas effektivt och utvinnas från hållbart förvaltade skogar, där kollagren upprätthålls eller förbättras på regional eller nationell nivå.

Bioenergi från skogen kan bidra till energisektorns omvandling mot fossilfrihet. Dessutom är koldioxidlagring från bioenergi, så kallad BECCS, ett av de alternativ som kan ge negativa utsläpp, vilket sannolikt kommer att krävas för att uppfylla Parisavtalets mål om att begränsa den globala uppvärmningen till 1,5 °C.

Att förvalta skogen så att kollagren upprätthålls eller ökar, samtidigt som skogen producerar virke, fibrer och energi, bidrar till att begränsa klimatförändringarna dels genom att binda koldioxid, dels genom att koldioxidintensiva material och fossila bränslen ersätts.

1. Bioenergi från skogen är inte per definition koldioxidneutral. Bedömningar om växthusgasutsläpp måste inkludera såväl utsläpp från biomassautvinning som påverkan på skogens kapacitet som kollager.

Bioenergi sägs ibland vara koldioxidneutral i den mening att det kol som frigörs vid förbränning av biomassa (biogena koldioxidutsläpp) är kol som tidigare har tagits upp från atmosfären och bundits i biomassan. Växande biomassa, till exempel träd, kommer sedan åter att binda kol från atmosfären.

Men begreppet koldioxidneutralitet är inte entydigt, det används på olika sätt i olika sammanhang. För att få en heltäckande bild av hur bioenergi kan påverka halterna av växthusgaser i atmosfären måste man inkludera det biogena kolet. Det måste redovisas om utvinningen av biomassa leder till minskade kollager i skogarna eller påverkar skogens kapacitet som kolsänka. Bedömningarna måste dessutom ta hänsyn till utsläpp längs hela värdekedjan: produktion, bearbetning, transport och användning av bioenergi.

Slutligen bör scenarierna jämföras med scenarier där energin kommer från andra källor. Då kan nettoeffekten av bioenergianvändning (inklusive utvinning, bearbetning och transport) på växthusgasutsläppen beräknas.

2. I nationella beräkningar av växthusgasutsläpp görs inga antaganden om att skogsbiomassa är koldioxidneutral.

Sättet att beräkna nationella växthusgasutsläpp har kritiserats för att innehålla ett kryphål eftersom bioenergi ”kan räknas som koldioxidneutralt”. Detta stämmer inte. I underlag för nationella inventeringar av växthusgasutsläpp rapporteras avverkning av skogar för alla ändamål, inklusive bioenergi, som ett koldioxidutsläpp inom markanvändningssektorn. [3] Koldioxidutsläpp från förbränning av biomassa räknas därmed inte i energisektorn eftersom det skulle innebära dubbelräkning.

Således finns varken något bokföringsfel i rapporteringen eller något utsläpp som förbises. Bioenergi antas inte heller vara koldioxidneutralt. Om uttag av bioenergi leder till att skogarnas kollager minskar eller tillväxten saktar ner, återspeglas det i de nationella beräkningarna. [4] Användningen av bränsle i värdekedjan räknas inom energisektorn i det land där bränslet används, vilket gäller för alla handelsvaror, inklusive energibärare.

Ett land som importerar biomassa för bioenergiändamål rapporterar inga utsläpp; det är exportlandet som rapporterar utsläppen inom markanvändningssektorn. Förhållandet kan betraktas som ett sätt för det importerande landet att outsourca utsläpp utanför landets gränser. En stor andel av utsläppen i samband med produktion av varor som konsumeras i Europa rapporteras till exempel av Kina, där tillverkningen av varorna sker. [5] För handeln med biomassa för bioenergiändamål finns regelverk för att undvika detta. [6] EU:s förnybarhetsdirektiv, RED II, ställer krav på att skogsbiomassa bara får komma från platser där lagar och förvaltningssystem reglerar utvinningen så att den sker på ett sätt som säkerställer skogars återväxt och upprätthåller eller långsiktig stärker skogarnas kollager och kapacitet att fungera som kolsänkor. [7] Som exempel kan nämnas EU:s import av träpellets från USA. Uppgifter visar att de skogsbestånd varifrån biomassan till pelletsframställningen hämtas stadigt växer, [8 ] och att det specifika uttaget enbart utgör en mindre del av avverkningen. [9]

3. Bedömning av klimatpåverkan från användning av skogsbiomassa måste göras på landskapsnivå.

En skogsfastighet förvaltas i allmänhet som ett antal bestånd med träd i olika åldrar som skördas successivt för att kunna ge en jämn tillgång på träprodukter. När ett skogsbestånd avverkas tar det tid innan samma mängd kol som var bundet i de fullvuxna träden kan bindas av nya fullvuxna träd på samma plats. Bedömningar av klimatpåverkan från enskilda bestånd, där beräkningar görs med avverkningen som startpunkt, visar på ett initialt tillskott av koldioxid. Den typen av bedömningar innebär att det dröjer en tid innan den skogsbaserade bioenergin kan bidra till nettominskningar av koldioxid i atmosfären, särskilt i skogar med långa rotationscykler.

Koldioxidförlusterna i avverkade bestånd balanseras av koldioxidvinster (tillväxt) i andra bestånd. Det innebär att kollagret är stabilt på landskapsnivå, dvs den skala i vilken skogarna förvaltas. Storleken på kollager i skogslandskap beror på en rad biofysiska faktorer: mark- och klimatförhållanden, tidigare och nuvarande förvaltningssystem, samt händelser som stormar, bränder och insektsutbrott. För att kunna kvantifiera klimatpåverkan från avverkning av skog för energiändamål och andra produkter måste man fastställa vilka effekter avverkningen har på kollager på landskapsnivå.

Bedömning på landskapsnivå synliggör dynamiken i skogen som system; det kan visa effekterna av skötsel och avverkning i ljuset av faktisk eller förväntad efterfrågan på bioenergin. Med landskapsperspektivet går det att identifiera hur skogens totala kollager påverkas av specifika förändringar i skogsbruket. Om till exempel uttag av träd och skogsrester ökar, eller rotationscyklerna för träd kortas, kan det leda till en långsiktig minskning av skogens kollager och kapacitet att agera som kolsänka, vilket minskar klimatnyttan.

Men en ökad efterfrågan på bioenergi och andra produkter från skogen skulle också kunna stimulera förändringar i skogsbruket som ökar både skogens kollager och kapaciteten som kolsänka. Det kan till exempel vara förbättrade metoder för beredning av skogsmarken, att blanda träd i olika åldrar på samma plats eller på olika sätt minska riskerna för skogsbränder eller angrepp av skadedjur och sjukdomar.

4. Så länge skogens produktivitet bibehålls är skogsbiomassa en förnybara energikälla.

Skogsbiomassa är förnybar om den avverkas från skogar som förvaltas så att produktionskapaciteten inte går förlorad. Det innebär att tillväxt och därmed kapacitet att binda kol bevaras över tid och att rotationscykler får överlappa varandra. Hållbart skogsbruk är nyckeln till att bevara friska och produktiva skogar. Biomassa från avskogningsområden bör inte betraktas som förnybar.

5. Bioenergins klimatpåverkan kan inte baseras enbart på utsläpp av växthusgaser vid förbränning.

När biomassa ersätter kol som råvara hävdas det ibland att koldioxidutsläppen per producerad MWh ökar. Förhållandet mellan värmevärdena för trä och kol är dock ungefär samma som förhållandet mellan kolhalterna för desamma, vilket innebär att bränslena har ungefär samma koldioxidemissionsfaktor.

Dessutom påverkar biomassans bränsleegenskaper (fukthalt, malbarhet, värmevärde) samförbränningssystemens energieffektivitet. I stora kolkraftverk kan energieffektiviteten minska några procent eftersom det bildas mer rökgaser per GJ bränsle. Det ökar de så kallade rökgasförlusterna. Men när samförbränningsförhållandet är lågt (<10%) påverkas vanligtvis inte energieffektiviteten så mycket. Bränsletyp (både kol och biomassa) spelar också roll. För exempelvis kol med ett förhållandevis lågt värmevärde kan samförbränning av biomassa öka pannans och därmed hela kraftverkets effektivitet. Det gäller särskilt om biomassan är torrefierad, det vill säga att den har fått hög energitäthet genom en särskild behandling. Resultatet beror också på de ändringar som görs när kraftverken anpassas till användningen av biomassa, till exempel investeringar i uppgraderingar av ångturbiner och internt utnyttjande av överskottsvärme för att torka biomassan).

Ännu viktigare att påpeka är att en jämförelse av utsläppen vid förbränning inte visar vilken effekt övergången från fossila bränslen till biomassa har på koncentrationen av växthusgaser i atmosfären. Här finns en grundläggande skillnad: förbränning av fossila bränslen släpper ut kol som har varit bundet i marken i miljontals år – förbränning av biomassa släpper ut kol som är en del av den biogena kolcykeln. Användningen av fossila bränslen innebär alltså att kol flyttas över en systemgräns till biosfären/atmosfären där den totala mängden kol ökar. Biomassaanvändning är i stället en del av kretsloppet inom biosfärens/atmosfärens systemgränser. Om skogens kollager förblir konstanta finns det ingen nettoöverföring av kol till atmosfären.

I stället för att jämföra växthusgasutsläpp vid förbränning, måste biogena kolflöden och fossila växthusgasutsläpp längs hela bioenergisystemets livscykel jämföras med växthusgasutsläpp i ett referensscenario där andra energikällor än bioenergi används. Dessutom måste såväl positiva som negativa indirekta effekter på markanvändning och användning av fossila bränslen beaktas.

6. Klimatfördelarna med biomassa består även om den transporteras långa sträckor.

I jämförelse med energiinnehållet i bioenergiprodukter är mängden fossil energi som används i samband med odling, bearbetning och transport mm. av biomassa i allmänhet liten, även vid längre transporter. Användningen av fossila bränslen i samband med odling och bearbetning av träpellets motsvarar till exempel 2,5–15 g CO2/MJ.  [10] Transport av pellets mellan Nordamerika och Europa ökar utsläppen från värdekedjan med upp till 5 g CO2/MJ.[11] I jämförelse är växthusgasutsläppen i livscykeln för stenkol ca 112 g CO2/MJ. Att transportera produkter med ursprung i hållbar biomassa förtar således inte klimatfördelarna.

7. Ett långsiktigt systemskifte från fossilt kol till skogsbiomassa ger de minskningar av koldioxid i atmosfären som kan stabilisera klimatet.

Vissa artiklar påpekar att även om skogsbaserade bioenergisystem kan bidra till minskade koldioxidutsläpp på längre sikt, kan de kortsiktigt ge ökade utsläpp. De hävdar att återbetalningstiden, det vill säga tiden det tar innan effekten av åtgärder för att bromsa klimatförändringar kan räknas in, inte får ligga mer än ett decennium fram i tiden. Bioenergibaserade lösningar skulle därför inte gå att förena med klimatmålen eftersom återbetalningstiden är för lång. [12]

Dock råder det för det första fortfarande oenighet kring vilka metoder som ska användas för att beräkna återbetalningstid. Enligt oss är det inte lämpligt med bedömningar som återger ett system som en strikt sekvens av händelser som sker isolerade och efter varandra (röjning, plantering, gallring och slutavverkning). I verkligheten och på landskapsnivå sker dessa händelser parallellt (se punkt 3). Beroende på vilken utgångspunkt som väljs längs sekvensen kommer resultaten för den typen av bedömningar på fristående bestånd att variera dramatiskt för samma system.

Sett till dynamiken i skogssystem är det svårt, men nödvändigt, att hitta ett sätt att beräkna återbetalningstid som är jämförbart med verkliga förhållanden. Vissa studier gör orealistiska antaganden om detta, till exempel att skog planterad i kommersiellt syfte skulle lämnas orörd när det inte finns någon efterfrågan på bioenergi. Då förbiser man att skogsbiomassa som används för energiändamål i de allra flesta fall är en biprodukt av högvärdigt timmer.

Sambandet mellan nettoutsläpp, global uppvärmning och klimatstabilisering komplext. IPCC:s rapport om konsekvenser av global uppvärmning med 1,5 grad visar flera alternativa scenarier där temperaturökningar stabiliserats på mellan 1,5 och 2°C. [13] IPCC betonar att det behövs grundläggande förändringar i de stora samhällssektorerna för att nå målen om nettonollutsläpp av koldioxid, och i många scenarier finns ett behov av koldioxidinfångning. Deras slutsats av den vetenskapliga forskningen är att åtgärderna för förändring inte tvunget måste uppfylla specifika återbetalningstider.

Det allra viktigaste är att energi- och transportsystem måste utformas så att det fossila kolet lämnas kvar i marken. Att använda bioenergi och andra förnybara energikällor idag är en viktig åtgärd för att uppnå detta. Biomassa är en lagringsbar och flyttbar energikälla som kan användas i ett system med intermittent förnybar energi, vilket stabiliserar och balanserar nätet. På längre sikt kommer biomassa sannolikt främst att användas i tillämpningar där det är särskilt svårt att ersätta kolbaserade bränslen, till exempel i flyget och i långa transporter till havs.

Biomassa kan också i allt högre grad komma att användas i tillämpningar som ger nettonegativa växthusgasutsläpp. I IPCC:s rapport kräver de flesta scenarier som ger klimatstabilisering vid +1,5 eller +2 °C på medellång till lång sikt en betydande tillämpning av tekniker för negativa utsläpp. Koldioxidlagring från bioenergi (eng. Bioenergy with carbon capture and storage, BECCS) är ett av de viktigaste tillgängliga teknikalternativen för att uppnå negativa utsläpp. Den fortsatta omvandlingen av befintliga kraftsystem kommer att bero på hur biobaserad teknik och annan teknik utvecklas för att möta framtida krav, inklusive utveckling av teknik för att tillhandahålla negativa utsläpp som inte baseras på biomassa.

Oron för utsläpp på kort sikt får inte hindra investeringar som bidrar till att minska nettoutsläppen efter 2030, vare sig det gäller uppskalning av batteritillverkningen för att skynda på fordonsflottans elektrifiering, utvecklingen av järnvägsnätet och distributionssystemen för biomassaförsörjning, eller innovativa biobaserade produkter och lösningar som ersätter fossila bränslen, cement och andra växthusgasintensiva produkter. Vi hävdar att det är viktigt att fokusera på utsläppen ur ett globalt perspektiv för att uppnå stabilisering av klimatet. Det sker bäst genom att kompromissa mellan mål för utsläppsminskningar på kort och lång sikt där så är möjligt. Ett starkt fokus på kortsiktiga koldioxidbalanser kan leda till beslut som gör långsiktiga klimatmål svårare att uppfylla.

8. Det krävs hållbarhetsstyrning för att säkerställa att skogsbiomassa för energiändamål bidrar positivt till klimatmålen och andra samhällsmål.

Vetenskapliga studier har visat att skogsbaserad bioenergi starkt kan bidra till att stabilisera klimatet. För att uppnå den fulla potentialen och minimera riskerna för negativa resultat behöver arbetet styras med hållbarhet som utgångspunkt. Många länder har strikta regler för tillämpning av hållbara metoder i skogsbruket. [14] Forest Stewardship Council (FSC) och Programme for the Endorsement of Forest Certification (PEFC) har definierat metoder för hållbart skogsbruk som används för att förvalta hundratals miljoner hektar skog globalt, men som borde användas mer allmänt. I flertalet länder och i EU har hållbarhetskrav tagits fram för att reglera villkoren för stöd till skogsbiomassa för energiändamål, till exempel i EU:s uppdaterade förnybarhetsdirektiv, RED II. För att subventionera bioenergi kräver förordningar i Nederländerna att naturskogar bevaras, biologisk mångfald upprätthålls, skogar återplanteras och skogars kollager bibehålls eller ökas på lång sikt. Myndigheter och certifieringsorgan övervakar att aktörer efterlever hållbarhetskraven.

9. Förvaltade skogar kan ge större klimatfördelar än skyddade skogar.

Att upphöra med skogsavverkning för att öka mängden inbundet kol har föreslagits som ett sätt att begränsa klimatförändringar. Det skulle också ge andra fördelar, till exempel skydd av biologisk mångfald. Skälen att skydda naturliga skogar är flera och i allmänhet goda. IPCC har dock påpekat att skogar som förvaltas genom ett hållbart uttag av virke, bioenergi och andra träprodukter kan bidra mer till att begränsa klimatförändringarna än skogar som enbart förvaltas för att bevaras. Det finns tre skäl till detta:

• Kapaciteten som kolsänka avtar i en skog när den närmar sig mognad. Produktionsskogar där tillväxten upprätthålls successivt har en högre kapacitet som kolsänka.
• Produkter från skogen ersätter fossila bränslen och andra växthusgasintensiva material.
• Skogar är känsliga för kolförluster orsakade av naturliga händelser som insektsangrepp eller skogsbränder, något som visat sig i bland annat Australien och Nordamerika. Aktivt och hållbart skogsbruk kan bidra till att öka den totala mängden inbundet kol, dels i skogens egna kollager, dels i träprodukter. Det minskar risken för kolförluster från skogen och kan minska användningen av fossila bränslen.

10. Förvaltade skogar har fler nyttor än bioenergi.

Bilden som ofta sprids av hela skogsbestånd som avverkas för bioenergiändamål är missvisande. Skogsbiomassa för bioenergi kommer vanligtvis från skogar som förvaltas för flera ändamål, inklusive pappersmassa och sågtimmer, och som också tillhandahåller en rad olika ekosystemtjänster, till exempel förbättrad luftkvaliteten, vattenrening, markstabilisering och bevarande av biologisk mångfald.

Bioenergisystem är en del i de värdekedjor och processer som producerar virke, papper, kemikalier och andra produkter från skogen. Stammar som uppfyller kvalitetskrav blir värdefullt byggmaterial (virke och paneler) som kan ersätta koldioxidintensiva alternativ (betong, stål och aluminium). Restprodukter från skogsbruket (grenar, toppar, gallringsrester mm.) och virkesproduktionen (rester från bearbetningsprocesser) används som bioenergi. [15] När bioenergi från skogsbiomassa ersätter fossila bränslen ökar klimatfördelarna med förvaltat skogsbruk.

Fotnoter

1. Några exempel: BBC News, 23 februari 2017: “Most energy schemes are a ‘disaster’ for climate change”; EASAC (pressmeddelande), 10 september 2019: “EASAC’s Environmental Experts call for international action to restrict climate-damaging forest bioenergy schemes”; The Guardian, 16 december 2019: “Converting coal plants to biomass could fuel climate crisis, scientists warn”; EASAC (pressmeddelande), 26 augusti 2020: “Emissions Trading System: Stop Perverse Climate Impact of Biomass by Radically Reforming CO2 Accounting Rules”
2. Några exempel: Brack, D. (2017) Woody biomass for power and heat: Impacts on the global climate. Environment, Energy and Resources Department, Chatham House; Searchinger, T.D. m.fl. (2018) Europe’s renewable energy directive poised to harm global forests. Nature communications, 9 (1), pp.1-4; Sterman, J.D. m.fl.(2018) Does replacing coal with wood lower CO2 emissions? Dynamic lifecycle analysis of wood bioenergy. Environmental Research Letters, 13 015007; Norton, M. m.fl.(2019) Serious mismatches continue between science and policy in forest bioenergy. GCB Bioenergy, 11 (11), pp.1256-1263.
3. Sektorerna jordbruk, skogsbruk och annan landanvändning förkortas AFULO (Agriculture, Forestry and Other Land Use) av UNFCCC.
4. Under åren 2013-2020 (Kyotoprotokollet) rapporterade bara ett fåtal länder sina växthusgasutsläpp. Från och med 2020 kommer alla parter i Parisavtalet att inkludera markanvändningssektorn i sina nationella rapporteringar.
5. Se exempelvis Chen, Q. m.fl. (2019) Processing trade, foreign outsourcing and carbon emissions in China. Structural Change and Economic Dynamics, 49, pp.1-12.
6. EU:s Förnybarhetsdirektiv, Renewable Energy Directive II (RED II), L 328/97, punkt 102: “…skörden, trots den ökade efterfrågan på biomassa från skogsbruk, sker på ett hållbart sätt i skogar där föryngring säkerställs (…)”
7. EU:s Förnybarhetsdirektiv, Renewable Energy Directive II (RED II), L 328/131-132, Artikel 29, §§ 6-9.
8. Woodall, C. m.fl. (2015) The U.S. Forest Carbon Accounting Framework: Stocks and Stock Change, 1990-2016. USDA Forest Service, Newtown Square, PA.
9. Dale, V. m.fl. (2017) Status and prospects for renewable energy using wood pellets from the southeastern United States. GCB Bioenergy.
10. När fossil energi används för att torka biomassa, vilket är ovanligt i moderna pelletsanläggningar, kan användningen uppgå till 25 g CO₂/MJ.
11. J. Giuntoli, A. Agostini, R. Edwards, L. Marelli, 2015. Solid and gaseous bioenergy pathways: input values and GHG emissions. JRC Report EUR 27215 EN.; Jonker, J.G.G., Junginger, M. and Faaij, A., 2014. Carbon payback period and carbon offset parity point of wood pellet production in the South-eastern United States. Global Change Biology Bioenergy, 6 (4), pp.371-389.
12. Återbetalningstid är en svensk översättning av det engelska begreppet Payback time eller Payback period.
13. IPCC, 2018: Summary for Policymakers. In: Global Warming of 1.5°C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5°C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty [Masson-Delmotte, V. m.fl. (red.)]. World Meteorological Organization, Geneva, Switzerland, 32 pp.
14. 90 procent av världens tempererade skogar och barrskogar (taiga) ligger i länder som är del av den s.k. Montréal Process. 49 procent av den globala produktionen av rundvirke kommer från dessa länder.
15. Enviva, ett globalt energiföretag som specialiserat sig på hållbar bioenergi från skogen, anger att 17 procent av den råvara som levereras är rester från pappersbruk och resterande andel är skogsbiomassa. Skogsbiomassan utgörs inte av högvärdigt timmer utan är en mix av gallringsrester och stammar och grenar av låg kvalitet. Det är i linje med de källor för biomassa som enligt Matthews m.fl. (2018, se rutan ”Läs mer”) identifierats som lågriskkällor med låga växthusgasutsläpp.

Faktabladet är i dagsläget enbart tillgängligt på engelska.

Lignocellulosic biomass can be converted into fuels and chemicals using thermochemical or biochemical process pathways. Thermochemical technologies apply heat and chemical processes in order to produce bioenergy from biomass. There are four main thermochemical conversion processes: direct combustion, gasification, pyrolysis and liquefaction. Direct combustion produces heat while the three latter can produce various types of energy carriers that can be converted into fuels.

Direct combustion

Direct combustion is the burning of biomass in open air, or, in the presence of excess air, converting the chemical energy stored in biomass into heat, mechanical power or electricity. Direct combustion is carried out using stoves, furnaces, steam turbines, or boilers at a temperature range starting at 800°C. All types of biomass can be burned, but in practice, direct combustion is only performed for biomass that has low moisture content (less than 50%). Biomass containing higher levels of moisture needs to be dried prior to combustion, or it may be better suited to biochemical conversion.

Gasification

Gasification is the partial oxidation of biomass at high temperatures (over 700°C) in the presence of a gasification agent, which can be steam, oxygen, air or a combination of these. The resulting gas mixture is called syngas or producer gas, and can be used in various processes to produce liquid fuels such as methanol, ethanol and Fischer-Tropsch diesel, and gaseous fuels, such as hydrogen and methane.

Syngas is comprised mainly of hydrogen and carbon monoxide, but could also contain methane, carbon dioxide, light hydrocarbons (e.g. ethane and propane) and heavy hydrocarbons (e.g. tars). Undesirable gases, such as hydrogen sulfide may also be present. The composition of the syngas depends on the type of biomass, the gasifier, the gasification agent, and on the temperature used in the process. Generally, when the biomass has high content of carbon and oxygen, the syngas produced via gasification is rich in carbon monoxide and carbon dioxide.

The most common biomass feedstocks used in the gasification process to produce biofuels are different kinds of wood, forestry wastes and agricultural residues. The heat for the high temperature gasification process can be supplied either directly by oxidation of part of the biomass in the gasifier, or indirectly by transferring energy to the gasifier externally.

Pyrolysis

Pyrolysis is the thermal decomposition of biomass to liquid, solid and gaseous fractions at high temperatures in the absence of oxygen in order to avoid significant levels of combustion. The liquid fraction is called bio-oil or bio-crude; a dark brown, viscous liquid with a high density, composed by a mixture of oxygen-containing organic compounds. Due to its high oxygen content, bio-oil is not suitable for direct use as a drop-in transportation fuel. However, it can be easily transported and stored, and after upgrading it has the potential to substitute crude oil, which makes it the most interesting product of pyrolysis. The solid fraction obtained from pyrolysis is called biochar, i.e. charcoal made from biomass, and the gasous fraction is syngas. The relative proportions of these fractions depend on the type of reactor employed and the feedstock used. It is controlled by varying the temperature, the heating rate and the residence time of the material in the reactor.

Depending on the heating rate employed, there are three main types of pyrolysis processes: slow, fast and flash pyrolysis. Slow pyrolysis has been used for thousands of years for the production of solid fuel. It is a decomposition process at relatively low temperatures (up to 500°C) and low heating rates (below 10°C/min), which takes several hours to complete, and results in solid biochar as the main product.

Fast pyrolysis is currently the most widely used process. It occurs at controlled temperature of around 500°C employing relatively high heating rates and only takes a few seconds to complete. The key product from fast pyrolysis is bio-oil (60-75%). In addition, biochar (15-25%) and syngas (10-20%) are also produced.

When heating rates and reaction temperatures are even higher, and the reaction time is shorter than that of fast pyrolysis, the process can be described as flash pyrolysis. Flash pyrolysis can result in a high yield of bio-oil and high conversion efficiencies (up to 70-75%).

Liquefaction

Hydrothermal liquefaction is the conversion of biomass to bio-oil in the presence of water, with or without a catalyst. During hydrothermal liquefaction, large compounds in the biomass are broken down into unstable shorter molecules that in turn reattach to each other and form bio-oil. In contrast to pyrolysis and gasification, the liquefaction process does not require the use of dry biomass, which reduces the cost of drying. The resulting bio-oil has lower oxygen content than the bio-oil obtained from pyrolysis, and therefore, it requires less upgrading prior to utilization as a transportation fuel.

Faktabladet är i dagsläget enbart tillgängligt på engelska.

Lignocellulosic biomass can be converted into fuels and chemicals using thermochemical or biochemical process pathways. Biochemical processes involve biocatalysts. They can be enzymes that degrade biomass to a mixture of sugars, which can be fermented by microorganisms to produce a wide range of valuable compounds such as fuels, organic acids, alcohols, etc. When the aim is to produce liquid and gaseous biofuels, mainly two biochemical conversion processes are used: fermentation for ethanol production and anaerobic digestion for biogas production.

Fermentation process for ethanol

A typical process to convert biomass to ethanol consists of four main steps: pretreatment, enzymatic hydrolysis, fermentation, and product recovery (Figure 1).

Pretreatment

Lignocellulose is a very resistant material. It consists of an intertwined network of cellulose (30-50%), hemicellulose (20-30%) and lignin (20-30%) that provides strength and resistance to the plant structure. Converting lignocellulose to sugar molecules requires pretreatment to open its structure and make it easier to break down the cellulose fibers consisting of glucose linked together in long chains. The pretreatment step can separate the cellulose from hemicellulose and lignin.

Several pretreatment methods, including biological, physical, and chemical pretreatments, have been studied. In a biomass-to-ethanol process at commercial scale, steam pretreatment has so far been the main choice. During steam pretreatment high-pressure steam is used to increase the temperature of the biomass to 160-240°C for a certain time, after which the pressure is released causing most of the hemicellulose and part of the lignin to solubilize. The cellulose remains undissolved but becomes more available for the enzymes.

Enzymatic hydrolysis

During enzymatic hydrolysis, the cellulose fibers and hemicellulose which were not degraded in the pretreatment are decomposed into simple sugar molecules. Cellulases, a mixture of several types of enzymes acting in synergy, are used to attack the bonds between glucose molecules in different regions of the cellulose. As hemicellulose mainly consists of other types of sugars than glucose, and has a different structure compared to cellulose, its hydrolysis requires different enzymes (hemicellulases). In the end of the enzymatic hydrolysis a solution that is rich in various kinds of sugars is obtained and can be fermented.

Fermentation

The sugars produced can be fermented to ethanol by yeast or bacteria. Due to it generally being recognized as safe, robust, and presenting high ethanol tolerance, ordinary baker’s yeast (Saccharomyces cerevisiae) is the most preferred microorganism. But ordinary baker’s yeast can only ferment sugars that contain six carbon atoms, such as glucose. To convert sugars from hemicellulose containing five carbons (e.g. xylose and arabinose), the yeast needs to be genetically modified or replaced with other microorganisms, e.g. bacteria. Enzymatic hydrolysis and fermentation can be carried out in two main configurations: consecutively, known as separate hydrolysis and fermentation, or at the same time in one vessel, known as simultaneous saccharification and fermentation (see Figure 1).

Product recovery

To obtain a high-purity product that can be used for fuel production, ethanol needs to be recovered from the fermentation by distillation and dehydration. Residues from distillation are separated into solids and liquids. The solid residue, which is rich in lignin, can either be burnt to produce steam, heat, and electricity, or converted to various coproducts. The liquid residue is sent to an anaerobic digestion plant to produce biogas. Ethanol obtained by this process is blended with gasoline at different ratios (E5-E85) or can even be used as a pure ethanol fuel (E100).

Anaerobic digestion for biogas production

Anaerobic digestion (AD) is the microbial decomposition of biomass into biogas without the presence of oxygen. Biogas is mainly composed of 55-65% methane and 35-45% carbon dioxide, but it can also contain small amounts of e.g. nitrogen, hydrogen, oxygen, hydrogen sulfide, and ammonia. The composition of the resulting biogas depends on the type of biomass used.

It is possible to break down biomass by means of AD without pretreatment. However, higher biogas yields can be achieved in shorter time if pretreatment is applied. The four main steps of AD are hydrolysis, acidogenesis, acetogenesis, and methanogenesis (Figure 2). In each step, different groups of microorganisms are used.

In the hydrolysis step, large macromolecules such as carbohydrates, lipids and proteins are broken down by enzymes to smaller compounds, such as simple sugars, amino acids, fatty acids. These are further degraded in the acidogenesis to organic acids and alcohols, which are in turn converted to acetate, as well as to carbon dioxide and hydrogen in the acetogenesis. In the final step, methanogenesis, biogas, i.e. a mixture of methane and carbon dioxide, is produced by two different types of bacteria. One converts acetate and the other type utilizes carbon dioxide and hydrogen to produce biogas.

Biogas obtained from AD can be burnt and the energy released can be used for heating purposes. Alternatively, after removal of carbon dioxide, biogas can be compressed the same way as natural gas and used as a vehicle fuel.

Jet A1, också benämnt som flygfotogen eller jetbränsle, är det drivmedel som används i flygplan och helikoptrar drivna med jetmotorer. När biobaserade bränslen blandas i flygbränsle brukar det kallas biojet. Det är i dagsläget bränsle från fyra olika biobaserade produktionsvägar som är certifierat som tillsats (upp till 50%) i konventionell Jet A1 enligt standarden för flygbränsle: hydrerade estrar och fettsyror (HEFA), Alcohol-to-Jet (AtJ), Fischer-Tropsch (FT) och direktfermentering av socker (DSHC).

För att ge biojet bra klimatprestanda är det viktigt att vätgasproduktionen som processteg görs hållbar. I svenska bioflygbränsleprojekt är det främst tre av de biobaserade produktionsvägarna som är intressanta att utveckla, HEFA, AtJ och FT, vilka presenteras närmare i detta faktablad. Längs värdekedjan för respektive teknik finns olika faktorer som påverkar status för bioflygbränslena, och därmed också hur de kan bidra till luftfartssektorns klimatmål.

De fyra produktionsvägarna för biobaserade drop in-bränslen certifierade för inblandning i flygbränsle enligt standard ASTM 7566-18. Med inblandning av dessa kallas flygbränslet för Biojet.

HEFA – hydrerade estrar och fettsyror

Hydrerade (vätebehandlade) estrar och fettsyror, HEFA, produceras ur vegetabiliska och animaliska oljor och fetter, också avfallsoljor som använd matolja. Råvaran vätebehandlats för att reducera syreinnehåll och konvertera fetter och oljor till kolväten. En förbehandling krävs för att använda förorenade råvaror.

HEFA är ASTM-certifierad för en inblandning i flygbränsle på upp till 50%.

HEFA-processen är den enda produktionsprocess som idag har kommersiell produktion av bioflygbränsle. Eftersom tillverkningsprocessen till stor del är densamma som för HVO (hydrerad vegetabilisk olja) som finns på marknaden för vägtransporter, kan anläggningar ha en flexibel produktmix, dvs fördelning mellan olika produkter (t ex mellan flygbränsle, andra fordonsbränslen och kemikalier). Men det betyder också att en konkurrenssituation om vissa råvaror kan uppstå mellan drivmedelsproduktion för flyget respektive vägtransporter. En ökad efterfrågan på vegetabiliska oljor kan orsaka tryck på ändrad markanvändning i vissa fall. Lignocellulosaråvaror har mycket högre tillgänglighet och lägre indirekta miljöeffekter men kan med dagens teknik inte användas för HEFA-produktion.

Investeringskostnader har i exempel beräknats ligga kring 8 000 SEK/årston för storskaliga anläggningar vilket ger ett uppskattat lägsta försäljningspris för HEFA på i storleksordningen 8-12 SEK/l beroende på råvara. [1, 2] De relativt låga produktionskostnaderna är delvis beroende av synergier med annan kolväteproduktion. Andra uppskattningar av produktionskostnader är högre, t ex 15-17 SEK/l för använd matolja som råvara. [3]

Omvandlingsprocessen från biomassa till bioflygbränsle har vätgas som viktigaste insatsvara i tillägg till olja/fett-råvaran. Tillverkat av förnybara och hållbara råvaror kan bioflygbränsle med HEFA minska utsläppen av växthusgaser med 70-80% jämfört med konventionellt jetbränsle. [2, 3]

AtJ – Alcohol to Jet

Alcohol to Jet (AtJ) innebär att biojetbränsle framställs katalytiskt ur någon av alkoholerna butanol eller etanol. Dessa alkoholer kan ha framställts ur många olika biogena råvaror och en mängd olika biologiska processer. Det innebär att det finns många varianter av AtJ som produktionsväg.

För s k första generationens etanol används främst socker från sockerrör och stärkelse från sädesslag som råvara. Men användningen av grödor för drivmedelsproduktion är omdebatterad och EU har satt ett tak för den. För att bredda råvarubasen har teknik för att producera såväl etanol som butanol från lignocellulosa, t ex trä och halm, tagits fram. Restströmmar från befintlig industri kan också vara ett viktigt komplement till råvarubasen.

Att omvandla biomassa till AtJ-baserat bioflygbränsle kan ske med låg miljöpåverkan. Den övergripande miljöprestandan är en kombination av val och metod för insamling av råvara och den specifika produktionsvägen. I allmänhet betraktas rest- och biprodukter från skogsbruk och jordbruk samt biogena avfall som de viktigaste framtida råvarorna. De är enligt reglerna för växthusgasberäkning som tillämpas i förnybarhetsdirektivet [4, 5] associerade med låga utsläpp av klimatpåverkande gaser. Jämfört med fossila bränslen ger bioflygbränsle producerat från någon av dessa råvaror enligt AtJ en signifikant växthusgasreduktion. I typfallet är minskningen större än 80%. [2]

Som process är AtJ relativt mogen och ett flertal aktörer bedriver aktivt utvecklingsarbete. Tekniken är dock ännu inte demonstrerad i kommersiell storskalig produktion. Detta innebär att den ekonomiska prestandan för AtJ-processen är osäker. [6] Det är dock tydligt att produktionsekonomin skiljer sig beroende på vilken råvara som används. Priser på 25-35 SEK/l har t ex angivits för de första anläggningarna som producerar AtJ-bränsle från lignocellulosa. Med mogen teknik förväntas de sjunka till 15-25 SEK/l. [2, 7, 8]

ASTM-certifiering som tillåter upp till 50% inblandning i fossilt jetbränsle finns för produktion både via butanol och etanol.

FT – Fischer Tropsch

Fischer Tropsch (FT) är en serie kemiska reaktioner som kan användas för att uppgradera syntesgas (H2 och CO) till vätskeformiga bränslen. Råvaran för framställning av syntesgasen kan vara av både fossilt ursprung eller biomassa och avgör alltså om slutprodukten är bioflygbränsle. Det finns i dagsläget ingen storskalig produktion av flygbränsle från biomassa baserat på FT-teknik, men snarlik teknik, baserad på fossila råvaror, har sedan länge använts för kommersiell produktion av flygbränsle. Två kommersiella produktionsanläggningar är 2019 under uppförande i USA med planerad start 2020.

Det är inte möjligt att producera enbart bioflygbränsle i en FT-process, men 50-70% av produkten kan bli bioflygbränsle med förnybar diesel som den viktigaste andra produkten. Effektiviteten beror mycket på processkonfiguration och råvara men typiskt kan 35-50% av energin i råvaran bli till drivmedel. Dessutom bildas en stor mängd värme som kan vara värdefull om produktionen integreras med andra processer eller i ett fjärrvärmenät.

Det är svårt att generalisera produktionskostnader för FT-baserade bioflygbränslen. Skälet är att de i hög grad beror på lokalisering, råvaruval, anläggningens storlek och vald produktmix. Generellt präglas kostnadsprofilen av höga investeringskostnader men låga råvarukostnader jämfört med de flesta andra produktionstekniker. För FT-baserade bioflygbränslen anges ofta produktionskostnader i ett intervall om 10-20 SEK/l. [2, 3, 8, 9] Kostnader i den lägre delen av intervallet kan sannolikt nås för kommande anläggningar som byggs integrerade med befintlig industri, exempelvis svensk skogsindustri.

Att omvandla biomassa till FT-baserat bioflygbränsle har potential att göras med mycket liten miljöpåverkan från själva omvandlingsprocessen eftersom få ytterligare insatsvaror används och endast lite avfall bildas. Det innebär att så länge hållbart producerade och insamlade råvaror används, kan totalt sett god miljöprestanda nås med denna produktionsväg. Med de regler för växthusgasberäkning som tillämpas i förnybarhetsdirektivet [4, 5] är dessa associerade med låga klimatgasutsläpp och ger växthusgasreduktion för producerat bioflygbränsle med >90% jämfört med fossila bränslen. [7]

Faktabladet är i dagsläget enbart tillgängligt på svenska.

Förhållanden mellan markanvändning och biodrivmedel diskuteras i många sammanhang. Att uppta mark för biodrivmedelsproduktion kan potentiellt leda till att matproduktion flyttar till andra platser, och att ny odlingsmark behöver tas i anspråk. Detta kan påverka både livsmedelspriser och utsläpp av växthusgaser. Men vad säger den senaste forskningen?

Vad är ILUC?

I debatten används ofta uttrycken direkt och indirekt förändrad markanvändning. De brukar förkortas DLUC (eng. Direct Land Use Change) och ILUC (eng. Indirect Land Use Change).

DLUC innebär att mark byter användning, från exempelvis skog till åkermark, för att möjliggöra odling av grödor till biodrivmedel. Det är viktigt att ta med i beräkning av klimatprestanda för biodrivmedel från länder där det sker avskogning. DLUC kan beräknas via mätningar av mängden kol i mark och biomassa innan och efter den ändrade markanvändningen, eller via modeller. Även om det finns stora osäkerheter i bedömningen finns en direkt koppling mellan grödan och den ändrade markanvändningen.

Samband mellan efterfrågan på grödor och direkta och indirekta effekter på markanvändning.

ILUC är ett mer komplicerat begrepp, grundat i ekonomiska resonemang. Om vi inom EU upptar stora arealer för odling av grödor till biodrivmedel, kan det bli en påverkan på livsmedelspriserna. Vår matproduktion kan då flyttas till andra områden inom EU, eller till andra delar av världen där maten är billigare att producera. Det kan leda till att ny odlingsmark tas i anspråk, mark som tidigare kanske varit i träda, skog eller extensiv betesmark. Det behöver inte vara negativt; om mark i träda som inte används kommer i bruk, kan vi producera mat och biodrivmedel och samtidigt binda in mer kol i marken.

Högre livsmedelspriser kan innebära att bönderna ser möjlighet till investeringar i jordbruket och kan intensifiera sin odling, vilket ofta är klimatsmart. Högre livsmedelspriser kan även påverka konsumtionsmönster. ILUC-teorin uttrycks alltså i flera steg och är svår att härleda till biodrivmedel då det finns många andra faktorer som påverkar bönders och konsumenters val. ILUC brukar därför uppskattas med hjälp av ekonomiska jämviktsmodeller.

Hur stor klimatpåverkan ger ILUC?

Det finns en stor mängd litteratur som försöker uppskatta ILUC. Resultaten varierar mycket och beror på val av modelleringsverktyg, systemgränser, indata och så vidare. Spannet varierar mellan -75 och 55 g koldioxidekvivalenter (CO₂-ekv) per megajoule (MJ) biodrivmedel enligt senaste IPCC-rapporten om markanvändning. Det kan jämföras med utsläpp från ett fossilt bränsle på ca 94 g CO₂-ekv per MJ. Ofta får grödbaserade drivmedel högre ILUC än lignocellulosabaserade drivmedel. Notera att ILUC i vissa fall kan bli negativt, det vill säga en besparing av utsläpp. Det kan hända i de fall där biprodukter ersätter andra mer resurskrävande produkter, till exempel när drank ersätter soja.

Bör vi ta hänsyn till ILUC?

På grund av de stora osäkerheterna gällande metoder för att uppskatta ILUC, rekommenderar de flesta handböcker i livscykelanalys att inte inkludera ILUC i klimatberäkningar av enskilda produkter.

I ett globalt perspektiv går det att ifrågasätta relevansen av ILUC. När en ändring i markanvändning sker, räknas den som DLUC för den gröda som odlas på platsen. Att samma markanvändning sedan även ska bokföras som ILUC för en annan gröda blir en dubbelräkning. ILUC är alltså ett högst teoretiskt sätt att beräkna markanvändning, i verkligheten finns bara DLUC.

Men att beräkna ILUC kan vara relevant i vissa sammanhang, till exempel inom explorativ forskning, där effekterna på markanvändning vid införande av en policy undersöks. Vissa forskare, som Timothy D Searchinger, anser även att all markanvändning som inte producerar enligt sin maxkapacitet, leder till ILUC-effekter och bör tas med i utvärdering av markanvändning.

Oavsett diskussionen, är det extremt viktigt att värna om mark som en resurs både i Sverige och internationellt. Vi måste upprätthålla god markhälsa och minska skövling av värdefull skog. I störst möjliga mån bör bioenergi integreras i existerande system, utan att äventyra produktion av livsmedel. Det bör emellertid nämnas att biodrivmedelsgrödor utgör ett fåtal procent av den globala jordbruksmarken; vi behöver också fokusera på övriga drivkrafter till ändrad markanvändning, till exempel den globalt ökande köttkonsumtionen.

Hur hanteras ILUC i lagstiftningen?

Det är mycket svårt att lagstifta bort indirekta effekter som kan ske på andra sidan jordklotet. Men att ignorera att all markanvändning idag sammanlänkas genom ett globalt nät av förflyttningar av grödor, livsmedel och biodrivmedel är inte heller en framkomlig väg.

I EU har frågan om ILUC diskuterats länge. I det senaste direktivet om förnybar energi (2018:2001) har ILUC-risk för jordbruksråvaror delats upp i två nivåer, låg och hög. Lågrisk-ILUC tillskrivs grödor där man undviker omflyttningseffekter av foder- och livsmedelsgrödor, grödor producerade genom förbättrade jordbruksmetoder samt grödor från områden som tidigare inte användes för odling av grödor. Grödor som inte återfinns i dessa kategorier anses vara högrisk-ILUC; dessa får inte räknas in i EU:s ramverk efter 2030.