|
|
||
Biobränslen
Bioenergi är energi från växter. Ved och biprodukter från skogsindustrin är den stora källan, men även från jordbruket kommer ett stort tillskott i form av energigrödor. Över hela världen försöker man nu ersätta fossila bränslen för att minska koldioxidutsläppen. Sverige har goda möjligheter att öka användningen av biobränslen. I många fall utvinns energin genom direkt förbränning av materialet. Biobränslen kan även omvandlas till andra former av kemisk energi genom tillverkning av etanol, metanol, biogas (metan) eller olika typer av diesel.
Uppvärmning
Vedeldning var tidigare den stora energikällan för hushållen i vårt land liksom i resten av världen. Numera värms bara en mindre del av alla bostäder i Sverige med ved på det sätt som förut var vanligt. Flis och pellets som framställs av sågspån är den nya tidens vedeldning. Pelletspannor ersätter oljepannor i många villor och huvuddelen av fjärrvärmeverken i Sverige eldas med flis. Även förbränning av hushållssopor bidrar till produktionen av fjärrvärme. Även torv var tidigare ett viktigt bränsle. I skogfattiga delar av Västsverige användes ljungtorv som bildas på ljunghedar. Eftersom torvmossar växer långsamt, en millimeter per år, anses de ibland inte vara biobränslen i egentlig mening. Torv bryts i stor skala på vissa platser i landet, men svarar bara för en liten del av den totala energianvändningen.
Drivmedel
En stor utmaning är att hitta ersättning för fossila fordonsbränslen. I takt med att oljan blir dyrare kommer nu nya bränslen fram. Dieselersättning finns av flera typer och framställs av både skogs- och jordbruksprodukter. För att ersätta bensin används idag främst etanol. Redan nu (2008) ingår 5 % etanol i vanlig bensin i Sverige. I USA är andelen oftast 10 %. Om större andel etanol än 15 % tillsätts måste motorerna anpassas. Blandningen E85 innehåller 85 % etanol och 15 % bensin.
Biobränslen som drivmedel
Alla biologiska råvaror kan förädlas för att användas som bränsle i fordon. Kolhydratrika produkter som potatis och sockerbetor kan både jäsas för etanolframställning och rötas för produktion av metangas. Rapsolja används för att genom esterisering framställa RME. Skogsråvara kan användas på samma sätt, men anses ha den största potentialen via förgasning. Svartlut är en restprodukt från framställning av pappersmassa.
Etanol
Etanol kan framställas genom jäsning av spannmål eller skogsråvara. En stor andel av den etanol som används i världen görs i Brasilien med sockerrör som råvara. Sverige kan under 2008 tillverka etanol som motsvarar cirka 3 % av bensinbehovet. Man beräknar att en hektar åkermark kan producera ungefär 2 m3 etanol. För att få fram etanol som kan ersätta all bensin och diesel som nu används av svenska fordon behövs mer åkermark än vad vi har tillgång till. Problemet med drivmedel måste lösas genom en kombination av åtgärder.
Biogas
Biogas är metangas som produceras av vissa bakterier när de bryter ned biologiskt material utan tillgång på syre. Metanet framställs genom rötning av sopor, jordbruksprodukter och gödsel. Redan nu produceras gas på många soptippar runt om i Sverige. Gasen kan användas för uppvärmning, elproduktion och som drivmedel i motorfordon. Biogas kan användas i alla sammanhang där man nu utnyttjar fossil naturgas.
Biodiesel
Diesel är ett viktigt bränsle för transporter och jordbruk. Lastbilar, bussar och transportfartyg använder diesel, liksom i stort sett alla arbetsfordon som traktorer, grävmaskiner och lastare. Ersättning för fossil diesel kan framställas ur de flesta organiska produkter. Rapsmetylester, RME, framställs ur rapsolja och metanol. DME står för dimetyleter och är ett bränsle som kan framställas genom förgasning av många olika biobränslen. Dieselmotorer måste anpassas för att kunna köras på DME eftersom det är en gas. FTD är förkortningen för Fischer-Tropsch Diesel. Produktionen sker genom en serie steg:
1. Förgasning av organiskt material (biomassa) till kolmonoxid och vätgas
2. Rening av gasen för att minska svavelutsläppen och få en renare förbränning av den färdiga produkten
3. Tillverkning av konstgjord råolja genom Fischer-Tropsch-syntes
4. Dieseltillverkning
Troligen kommer detta att vara det viktigaste sättet att ersätta fossil diesel i framtiden. Det första steget i processen, förgasningen, är för närvarande det enda som inte fungerar helt tillfredsställande för att få ekonomi i produktionen.
Energiskog
Planteringar av snabbväxande pil (Salix) kan ge ett bidrag till Sveriges energiförsörjning. Buskarna brukar skördas efter tre till fem år. Energiskog används oftast till flis som eldas i fjärrvärmeverken, men skulle även kunna utnyttjas vid framställning av drivmedel för fordon.
Kan etanol ersätta bensin?
Energibalans- ett viktigt begrepp
Vid framställning av biobränslen är det viktigt att man räknar på energiåtgången för att tillverka bränslet. Det är orimligt att tillverka en liter bränsle om det går åt två liter för att göra det. Energibalans är kvoten mellan det tillverkade bränslets energiinnehåll och den energi som förbrukats vid tillverkningen. Energikvoten 1,0 innebär att man får ut lika mycket energi som man tillför under processen. Ju högre energikvoten är desto bättre är det. Olika studier visar att etanolframställning från spannmål har en energikvot på mellan 1,1 och 5.
| Typ av bränsle | Energikvot |
|---|---|
| Bensin | 6,7 |
| Etanol från vete (Sverige) | 1,7 |
| Etanol från majs (USA) | 1,1 |
| Etanol från sockerrör (Brasilien) | 3,6 |
| Etanol från energiskog (Sverige) | 2,4 |
Energi för energi
Etanol har kritiserats som fordonsbränsle då det krävs mycket energi vid framställningen. För att framställa 10 liter majsetanol kan det gå åt energi motsvarande 9,3 liter etanol.
Behovet av drivmedel
I Sverige finns 4,4 miljoner personbilar. Utöver dessa finns bortåt en halv miljon lastbilar och 325 000 traktorer och arbetsfordon av olika slag som drivs med diesel. År 2005 användes 5 390 000 m3 bensin och 3 590 000 m3 diesel för transporter i Sverige. Det motsvarar 85 TWh (85 miljarder kWh) energi.
Odlingsbar mark
Totalt finns 2,7 miljoner hektar åkermark i Sverige. Hur mycket bränsle i form av etanol eller biodiesel som kan produceras är osäkert eftersom man kan räkna på olika sätt. Flera analyser visar dock att vi behöver mer åkermark än vad som finns för att framställa tillräckligt med fordonsbränsle.
| Bränsle | Energiinnehåll kWh/kg |
|---|---|
| Bensin | 12,0 |
| Diesel | 11,9 |
| Etanol | 7,3 |
Jämförelse av energiinnehåll
Vid beräkningar måste man ta hänsyn till att energiinnehållet i etanol är lägre än för samma massa av bensin eller diesel.
Räkneexempel
En normal veteskörd ger ungefär 5 ton per hektar. Det går åt 3 ton vete för att tillverka ett ton etanol. Vid tillverkningen förbrukas energi motsvarande 580 kg etanol. Det innebär att man bara får ut 420 kg etanol av 3 ton vete. På en hektar åkermark får man fram 700 kg etanol som kan användas i fordon. På de 2,7 miljoner hektar åker vi har i Sverige kan man maximalt producera 1,89 miljarder kg etanol. För att få fram 85 TWh behövs 11,6 miljarder kg etanol. Om vi använder all åkermark i Sverige kan vi få fram ca 16 % av den etanol vi behöver.
Skog
Cellulosa från trä kan användas för etanolproduktion precis som biomassa från jordbruket. Totalt skördas drygt 80 miljoner m3 ved varje år i Sverige. Energiinnehållet i veden varierar mellan 2 000 och 2 700 kWh/m3 för olika trädslag. 80 miljoner kubikmeter ved innehåller mellan 160 och 216 TWh. För att producera drivmedel med energiinnehållet 85 TWh skulle vi behöva ett utbyte på ca 50 %, dvs. en energikvot på 2. En så effektiv process har vi inte tillgång till. Även om vi teoretiskt sett skulle kunna få fram energi för vårt nuvarande transportbehov, så skulle det ske på bekostnad av viktiga exportintäkter från skogen. Endast en del av skogen kan av ekonomiska skäl utnyttjas för produktion av drivmedel.