Bakgrund

Sjöfarten behöver införa alternativa drivmedel för att minska sin miljö- och klimatpåverkan både på kort och lång sikt. Under våren 2018 antog t ex FN-organet för internationell sjöfart (IMO), en strategi med syfte att eliminera utsläppen av växthusgaser från sjöfart under detta århundrade. Mer specifikt är målen att minska de totala utsläppen av växthusgaser från internationell sjöfart med minst 50% år 2050 jämfört med 2008 och att minska CO2-utsläppen per utfört transportarbete med 40% till 2030 och 70% till 2050.

Det finns en rad alternativa bränslen med olika karaktäristik vilket gör valet av bränsle till en komplex fråga. De alternativa marina drivmedlen har till exempel olika kostnader/pris och olika för-och nackdelar i förhållande till miljön och hälsa, tillgänglighet och behov av infrastruktur. Syftet med denna presentation är att redovisa slutliga resultat från en jämförande analys av förutsättningarna för ett antal alternativa marina bränslen till 2030 med hänsyn tagen till olika aktörers preferenser och ett antal olika faktorer. Bränslen som ingår är LNG (förvätskad naturgas), vätgas (förnybar och fossil), ammoniak och olika biodrivmedel som förvätskad biogas (LBG), metanol (förnybar och fossil) samt HVO (hydrotreated vegetable oil). Även HFO (heavy fuel oil, tung eldningsolja) är med i jämförelsen som referens.

Metod

Denna studie analyserar och rangordnar det inkluderade marina bränslena baserat på deras relativa prestanda för tio olika kriterier som omfattar både ekonomiska, miljömässiga, tekniska och sociala faktorer, samt på den relativa betydelsen av dessa kriterier baserat på input från en panel av svenska sjöfartsaktörer. Kriterierna inkluderar t ex bränslepris, tillgänglig infrastruktur, tillgång, klimatpåverkan, hälsopåverkan och säkerhet. De aktörsgrupper som ingår är redare, bränsleproducenter, motortillverkare och relevanta svenska myndigheter.

Metoden som används är främst så kallad multikriterieanalys vilket är ett etablerat verktyg för att på ett strukturerat sätt jämföra och väga samma faktorer av olika slag. Den multikriterieanalysmetod som används är den så kallade Analytic Hierarchy Process (AHP). Multikriteriemetodik kan användas för att stödja beslutsfattande.

Resultat och slutsats

Variationen av preferenser och bedömningar hos olika aktörsgrupper (det vill säga den relativa betydelse som olika grupper ger till olika faktorer) påverkar rangordningen av de studerade marina bränslena. För redare, bränsleproducenter och motortillverkare anses ekonomiska kriterier främst bränslepriset vara viktigast. Dessa aktörsgruppers viktningar resulterar i en rangordning med LNG i toppen, och sen HFO följt av metanol och sedan olika biodrivmedel (LBG, förnybar metanol och HVO). Representanter från olika svenska myndigheter prioriterar å andra sidan miljömässiga kriterier, framförallt växthusgasutsläpp och sociala kriterier, framförallt möjligheten att nå olika regelverk och mål, vilket resulterar i att de rangordnar förnybar vätgas högst följt av förnybar metanol och sen HVO. Även om inte biodrivmedel rangordnas högst av någon aktörsgrupp kan dessa bränslen fortfarande vara intressanta för marina applikationer.

En slutsats från studien är att det behövs styrmedel för att främja introduktionen av förnybara marina bränslen och att dessa styrmedel behöver påverka dessa bränslens prestanda för relevanta faktorer. En bättre förståelse av olika aktörsgruppers preferenser kan bidra till förbättrad utformning och implementering av styrmedel.

Preliminära resultat för ett färre antal bränslen har presenterats på Transportforum tidigare.

Bakgrund

I projektet har den totala kostnaden från källa-till-hjul (well-to-wheel, WtW) för skogsbaserade biodrivmedel (SNG, metanol, etanol, biogas, biodiesel, biobensin producerade i anläggningar integrerade i befintlig industri) och el för användning i olika transportsegment i vägtrafiken (personbil, distributionslastbil och fjärrlastbil) uppskattats och jämförts med fossila alternativ i en svensk kontext. Jämförelsen, baserad på kostnaden för slutanvändaren, illustrerar hur olika alternativa värdekedjor kan konkurrera med fossilbränslebaserade värdekedjor och under vilka förutsättningar det finns potential för lönsam biodrivmedelsproduktion. För att uppnå en bredare jämförelse mellan de studerade värdekedjorna inkluderades också uppskattningar av total energieffektivitet samt växthusgasutsläpp från ett WtW-perspektiv.

Metod

Det antogs att de tekniker som ingår i denna studie är kommersiellt tillgängliga och tillförlitliga i det studerade tidsperspektivet, vilket är 2030. Det innebär att de föreslagna teknikerna inte medför ytterligare risk för investerare och användare och att slutanvändarnas betalningsvilja för förnybara drivmedel och relaterade fordon är desamma som för de traditionella fossila alternativen. Det antogs att biodrivmedlen används som höginblandade drivmedel med skattebefrielse (nuvarande styrmedelssituationen) och följaktligen inte för låginblandning.

Resultat och slutsats

Resultaten visar att när styrmedel inte inkluderas, kan inget av de studerade biobaserade alternativen konkurrera med de fossila alternativen. När styrmedel inkluderas visar dock nästan alla alternativ konkurrenskraftiga kostnader jämfört med de fossila referenskedjorna, med en betydande potentiell marginal för producenter och distributörer av biodrivmedel (generellt mellan 0,15-0,5 SEK/kWh drivmedel). Det absolut viktigaste styrmedlen för att uppnå marginal för producenter och distributörer av biodrivmedel är energi- och CO₂-skatten på fossila drivmedel.

För personbilssegmentet visar alla alternativ, förutom el, på en lägre kostnad än de fossila alternativen när styrmedel inkluderas. De högsta marginalerna uppvisas av SNG, följt av etanol, biobensin och metanol. För lastbilssegmenten har alla studerade värdekedjor en lägre kostnad än den fossila referenskedjan när politiska styrmedel beaktas. De högsta marginalerna uppvisas av el, metanol och etanol för distributionslastbilssegmentet, och av metanol och etanol för fjärrlastbilssegmentet.

Viktiga parametrar som generellt påverkar resultaten i relativt stor utsträckning inkluderar biomassapriset, råoljepriset och i vissa fall priset på överskottsvärme. Generellt är dock resultaten relativt robusta i förhållande till förändringar av olika parametrar. För vissa värdekedjor finns det emellertid kritiska faktorer som påverkar resultatet i stor utsträckning. Det viktigaste exemplet är den elbaserade värdekedjan, där bilens årliga körsträcka är helt avgörande för dess konkurrenskraft. Om körsträckan ändras från 1500 (strax över genomsnittet för svenska personbilar) till 2000 mil per år ändras resultatet för elbilen radikalt och får den högsta marginalen av alla studerade fall.

De elbaserade värdekedjorna har en betydligt lägre energianvändning per km jämfört med de biodrivmedelsbaserade värdekedjorna (för personbilar ungefär 0,16 kWh/km, jämfört med ungefär 0,6‑0,95 kWh/km). Av de biodrivmedelsbaserade värdekedjorna har biobensin och biodiesel högre energianvändning än de andra biodrivmedlen, detta till följd av högre energianvändning i samband med produktionen.

Alla studerade värdekedjor leder till en betydande minskning av växthusgasutsläppen jämfört med de fossila referenskedjorna. För nästan alla fall är minskningen betydligt större än 90 % (över 95 % för de flesta värdekedjorna). Undantagen är biobensin och biodiesel, som använder (fossil) vätgas i produktionsprocessen, för vilka reduktionen är precis över 70 %.

Bakgrund

Efterfrågan på drop-in-biodrivmedel med god växthusgasprestanda kan förväntas öka i och med reduktionsplikten som trädde i kraft 1 juli 2018. Biodrivmedel från olika skogliga restprodukter visar generellt god växthusgasprestanda till acceptabla reduktionskostnader, vilket kan göra dem högintressanta inom ramen för reduktionsplikten.

Denna studie utvärderar möjligheterna för sulfatmassabruk att kombinera produktion av biodrivmedel med ökad massaproduktion genom att avlasta befintlig kapacitet för kemikalieåtervinning. Att använda en del av brukets totala svartlutsflöde för att producera biodrivmedel kan därmed utgöra ett alternativ till en kapacitetshöjande ombyggnad av sodapannan. Fokus i denna studie är på produktion av flytande drop in-bränslen med särskilt fokus på bensinkomponenter, där det idag finns färre alternativ än för förnybar diesel. Detta kan därmed ge bidrag till omställning av transportsystemet även på relativt kort sikt och inom ramen för reduktionsplikten.

Metod

Olika teknikspår baserat på två huvudspår har studerats:

(1) separation och förvätskning av lignin följt av vätebehandling till bensin och diesel, med vätgas producerad genom antingen naturgasreformering eller vattenelektrolys,

(2) förgasning av svartlut följt av metanol- och därefter bensinsyntes. Tillsats av bioolja till förgasaren eller vätgas från elektrolys till den genererade syntesgasen beaktas också, för ökad produktionsskala.

För alla undersökta teknikspår produceras en biobränsleintermediär (råligninolja respektive metanol) i en process integrerad med och lokaliserad vid ett sulfatmassabruk. Intermediärprodukterna uppgraderas sedan till slutliga bränslen vid ett oljeraffinaderi. Energibalanser och utbyten har tagits fram baserat på bästa tillgängliga data, varefter teknikspårens prestanda har utvärderats med avseende på ekonomi, energieffektivitet, växthusgasutsläpp och teknikmognad. Utöver detta har effekterna av integrationen på massabruket utvärderats, inklusive material- och energibalanser. Tre olika massabruk med signifikant olika energibalanser har undersökts.

Resultat och slutsats

Resultaten visar att det går att producera biodrivmedel utifrån båda huvudspåren till kostnader som är konkurrenskraftiga gentemot andra avancerade biodrivmedel. Båda spåren kan också ge biodrivmedel med god eller mycket god växthusgasprestanda. Det första, ligninseparationsbaserade spåret, är emellertid mycket känsligt både för hur vätgasen produceras och för möjligheten att ersätta fossila bränslen i raffinaderiet, vilket påverkar både kostnader och växthusgasprestanda. Omvänt är det andra, förgasningsbaserade spåret, känsligt för energimarknadsförhållanden, särskilt vad gäller råvarupriser. Resultaten visar också att tillsats av bioolja eller vätgas kan ge större biodrivmedelsproduktion från en given mängd svartlut, men att detta inte ger utslag i form av några direkta ekonomiska fördelar

Massabruk som idag har ett energiöverskott gentemot processernas behov (dvs. energieffektiva avsalubruk) har en tydlig fördel jämfört med integrerade bruk som redan idag behöver importera en del av sitt energibehov. Genom att allokera en del av värdet av ökad massaproduktion till drivmedelsproduktionen skulle produktionskostnaderna kunna sänkas ytterligare, men detta är högst beroende av olika platsspecifika förhållanden.

Bakgrund

Under 2018 fastställdes regeringens mål om en fossilfri fordonsflotta till 2030 (Fossilfrihet på väg), med målsättningen att minska vägtransportens växthusgasutsläpp med 70 % i förhållande till 2010 års nivåer. Regeringen definierar en fossilfri fordonsflotta som ett transportsystem där fordon till största delen drivs av biodrivmedel och elektricitet. Biodrivmedel kan produceras från lokala och förnybara källor, men baserat på ursprungsmaterial varierar utsläppen av förorenande ämnen. Göteborgs och Mölndals topografi bidrar, tillsammans med vägnätets utformning, till en ackumulation av NO₂ i stora delar av området. Denna studie syftar till att undersöka möjligheterna att nå en fossilfri fordonsflotta och samtidigt bidra till en förbättrad luftkvalitet, till 2030.

Metod

Genom en litteraturstudie skapades sju framtida scenarier, där fyra fordonsklasser; privata bilar, lätta lastbilar, tunga lastbilar och bussar undersöktes, individuellt (fem stycken) och kombinerat (två stycken). Scenarierna inkluderade olika kombinationer av fordonstyper, med olika andel hybridisering, elektrifiering, och biodieselanvändning. Emissionsfaktorer hämtades för befintliga fordonstyper och drivmedel, för alla underkategorier, från the hand book of emission factors (HBEFA). Då faktorer för nyare fordonsteknologi saknades, skapades egna faktorer med hjälp av litteratur och relationen mellan nya och befintliga emissionsfaktorer. De sammanställda emissionsfaktorerna, för 2016, 2030 och de olika scenarierna, lades till i Miljöförvaltningens, i Göteborg stad, emissionsdatabas, där de användes tillsammans med vägnätets geografiska utbredning och fordonsantal, för att beräkna ett årligt utsläpp av CO₂ och NO_X. NO_X-emissionerna användes därefter i spridningsberäkningar, för att undersöka hur NO₂-halterna varierade i undersökningsområdet.

Resultat och slutsats

Resultaten visar stor förbättring från 2016 business as usual (BAU) till 2030 BAU, både för CO₂ och NOX. Dessa förbättringar baseras på gällande emissionsreglering, där ett förändrat regelverk kraftigt kan påverka dessa resultat. Fortsatt CO₂-minskning kunde uppnås genom användning av biodiesel och genom ytterligare förändring i drivmedelsanvändning. Största förbättringen kunde ses vid stor användning av privata diesel-, hybrid- eller eldrivna bilar, tillsammans med fullt elektrifierad kollektivtrafik. Spridningsberäkningarna visade stor förbättring i NO₂-koncentrationer från 2016 BAU till 2030 BAU, med fortsatta förbättringar när sammansättningen av drivmedelsanvändning förändrades. Resultaten visade den största förbättringen vid förändring i hela fordonsflottan samt att privat bilism stod för den individuellt största förbättringspotentialen. Scenarion som inkluderade bensindrivna fordon visade störst NO₂ förbättring, i förhållande till scenarion med hög andel biodiesel. Ökad förbättring kunde även ses i centrala delar av Göteborg, vid användandet av ladd-hybrider, trots att det i detta scenario även ingick stor andel dieselfordon. En undersökning av spridningsberäkningens påverkade celler, visade störst förbättringspotential i områden med hög NO₂ koncentration, vilket visar vikten av minskade emissioner från fordonsflottan. En exponeringsstudie visade stora förbättringar till 2030 BAU och till samtliga övriga scenarier. Förändringar i hela fordonsflottan visade att den uppskattade befolkningen som år 2030 utsattes för timhalter över miljömålet Frisk luft, reducerades från 16 000 (2030 BAU) till endast 21 personer i de kombinerade scenarierna.

Sammanfattningsvis, för att nå uppsatta mål, visar dessa resultat att åtgärder behövs för hela vägtransportsektorn, där stora CO₂-minskningar kan uppnås genom användningen av biodiesel, men att stor andel ladd-hybrider och elektriska fordon också behövs för att inte negativt påverka den lokala luftkvaliteten.