Ny studie: Biodrivstoff + elektrifisering kan gi 100% fornybar transport

Medforfattere: Eirik Ogner Jåstad (NMBU), Torjus Folsland Bolkesjø (NMBU), Per Kristian Rørstad (NMBU), Atle Midttun (BI) Og Erik Trømbord (NMBU)

Det er allment kjent at utslippene i transportsektoren må reduseres. Elektrifisering blir viktig for å få til 100% fornybar transport. For transportformer hvor høy energitetthet er nødvendig, slik som innen skipsfart og luftfart, er imidlertid mulighetene for elektrifisering begrenset.

Transportsektoren er stor og kompleks. Det er neppe mulig eller fornuftig å velge kun én løsning for hvordan den skal avkarboniseres. Vi trenger derfor flere alternativer som avansert biodrivstoff, biometan, e-fuels og hydrogen sammen med elektrifisering for å oppnå målet.

Det er neppe mulig eller fornuftig å velge kun én løsning for hvordan den skal avkarboniseres.

Bærekraft i bioenergi?

I seneste tid har det vært en del ubalanserte utspill som setter spørsmålstegn ved bærekraft av bioenergi. I den forbindelse er det viktig å huske at bioenergien bidrar betydelig til fossil utslippsreduksjon i dag, og det kan den også gjøre framover. På den måten unngår vi tilførsel av fossilt karbon til det «korte» karbonkretsløpet. Samtidig er det viktig at bioenergi (og alle andre energiformer) fortsatt er bærekraftig i framtiden. Når man vurderer løsninger for framtidens energisystem, er det avgjørende å ha en helhetlig og faktabasert systemtilnærming som ser på hele verdikjeden og koblinger mellom forskjellige ressurser, energibærere og sluttbruk.

• Vi jobber samlet for bærekraftig produksjon og bruk av biodrivstoff – les mer om «biodrivstofflandslaget» Bio4Fuels.

Fra et klima- og miljøperspektiv bør biodrivstoff i størst mulig grad baseres på rest- og avfallsprodukter fra produksjon av andre skogprodukter som har en stor klimanytte. Hogst av skog i Norden er på et bærekraftig nivå. Slik sett er det også mulig å øke innsatsen for produksjon av for eksempel trelast der man kan bruke restene fra trelastproduskjon til biodrivstoff. Dette kan man få til og samtidig ivareta miljøhensyn og behovet for økt skogvern.

• Interessert i å lese mer om bærekraft og bioenergi? Her er en kronikk fra Bærekraftdirektør i SINTEF Nils Røkke i Forbes.

Direkte og indirekte effekter ved bruk av skogbasert biodrivstoff

NMBU, BI og SINTEF Energi har nylig publisert en artikkel om de direkte og indirekte effektene skogsbasert biodrivstoff har på skog- og bioenergiindustrien i Norden i et nylig avsluttet prosjekt, BioNEXT, med målsetting om å utrede nettopp dette.

Biodrivstoffet i studien er tenkt produsert av skogsråvarer fra de nordiske landene i framtiden da dette er vår hovedressurs. Bruk av skogsbiomasser kan påvirke nordisk industri på flere måter:

• økt etterspørsel etter biprodukter som bark og flis fra trelastindustrien
• og økt konkurranse om råstoff og brensel for treforedlings- og fjernvarmebedrifter.

Samtidig skaper biodrivstoff nye forretningsmuligheter for prosessindustrien.

NMBU har tidligere utviklet et verktøy for å modellere effekter av hvor og hvordan biomassen kan brukes i de forskjellige områdene i Norden.

I denne studien har vi brukt følgende antakelser:

• All skinnegående transport blir elektrifisert innen 2025 i Norge, Sverige og Finland og innen 2030 i Danmark.
• Innenriks skipsfart blir elektrifisert innen 2025 i Norge, og før 2029 i de tre andre nordiske landene.
• Innenriks luftfart reduserer forbruket av flytende drivstoff med 80 % mellom 2030 og 2040, men internasjonal luftfart er ikke inkludert i studien.
• Alle nye lette kjøretøy er antatt å være elektriske fra 2025 i Norge, mens alle tyngre kjøretøyer er antatt å være elektriske fra 2035.
• Anleggsmaskiner følger samme mønstre for elektrifisering som tungtransport.
• Hydrogen kommer ikke til å spille vesentlig rolle før 2050.
• I tillegg er det flere antakelser gjort som definerer råvaretilgang.

Tre forskjellige scenarioer er utviklet basert på hvor fort elektrifisering i transportsektoren skjer: basis-senario, hurtig elektrifisering og langsom elektrifisering, sistnevnte forutsetter langsommere effektivisering enn basis-scenarioet.

Alt du trenger vite om biodrivstoff

Elektrifisering og biodrivstoff

Behovet for elektrisitet og biodrivstoff til transport innenfor Norden vises i figuren under. Tallene til 2030 er basert på dagens trender samt vedtatte og annonserte policyer, mens tallene etter 2030 er ekstrapolasjoner hvor en antar harmoniserte nordiske målsetninger og 100 % fornybar transport i 2050.

Elektrisitetsbehovet i 2050 i transportsektoren blir mellom 104-119 TWh i de nordiske landene, avhengig av scenario. Dette krever en 25 % økning i elektrisitetsproduksjonen sammenlignet med dagens produksjon av elektrisitet i regionen.

Elektrisitetsbehovet i 2050 i transportsektoren blir mellom 104-119 TWh i de nordiske landene

Når det gjelder bruk av biodrivstoff er det to antagelser som er gjort. Den ene er at når årene går, blir flere og flere biler med forbrenningsmotorer skiftet ut med elbiler. Det andre er at omsetningskravet økes jevnt til 100 % og at drivstofftypen blir skogsbasert avansert biodrivstoff. Omsetningskravet for biodrivstoff sier at en viss mengde av det totale drivstoffet du omsetter til veitrafikk skal være flytende biodrivstoff. Disse trendene resulterer i en estimert topp for biodrivstoffbehov totalt for nordisk transport, i midten av 30-årene med reduksjon av biodrivstoffbehov deretter.

Resultatene i studien dekker ikke all transport og en gradvis nedtrapping av biodrivstoffbruken i personbiltransporten på 2030-tallet vil trolig erstattes av økt bruk i luftfart og sjøfart. Resultatene i studien antyder at vil bli produsert opp til 22,5 TWh biodrivstoff som tilsvarer ca 2,25 milliarder liter. Sverige og Finland kan produsere mesteparten, hhv. 56 % og 32 %, mens Norge og Danmark står for en mindre andel, hhv. 11 % og 1 %.

Biprodukter fra sagbruk og tallolje (se faktaboks nederst) kommer antakelig til å være den mest brukte ressursen (hhv. 47 % og 32 %). Tallolje er mest lønnsom, og den øker lønnsomheter i cellulosefabrikker som produserer det.

Hvordan påvirker skogsbasert biodrivstoff skogsdrift og skogindustri?

For produksjon av biodrivstoff kan massevirke, biprodukter fra sagbruk, hogstavfall (GROT), tallolje og svartlut benyttes (se faktaboks). Bruk av biomasse og biorester er noe forskjellige i de tre scenariene. Tallolje og biprodukter fra sagbruk er de mest lønnsomme biomassetypene og brukes i som råstoff til biodrivstoffproduksjonen i alle scenarier.

Ved rask elektrifisering av transportsektoren kan hele det nødvendige biodrivstoffvolumet dekkes av disse, mens i scenarier med en langsommere elektrifisering ser vi at også celluloseflis og massevirke benyttes i våre modellanalyser. Vi ser også at de sistnevnte scenariene gir en økt produksjon av trelast da denne industrien blir mer lønnsom når de får økt omsetning av restprodukter og at sagtømmer og massevirke blir produsert samtidig i skogen. Dette igjen fører til noe økt uttak fra skogen, men uttaket er fortsatt moderat og det er forventet en økt netto import av biomasse.

Etterspørselen etter trykk- og avispapir er forventet å fortsette å falle. Dette gir mulighet for økt tilgang til biomasse til andre formål. Fjernvarmesektoren vil trolig også bruke mindre biomasse på sikt, etter hvert som den elektrifiseres med varmepumper og elkjeler. På den andre siden kan andre typer ny skogindustri øke sin etterspørsel på sikt.

Biodrivstoffproduksjon kommer, alt annet likt, til å øke prisene på biomasseråvarer, noe som vil påvirke andre industrier. Dersom biomasseprisene øker betydelig øker sannsynligheten for at produksjon av ikke biomassebasert flytende drivstoff (e-fuels) vil avlaste behovet for skogsbaserte råvarer.

Store biomasseressurser i skog i Norden

Basert på resultatene fra studien er det nok råstoff tilgjengelig til å oppnå 100% fornybar transport ved kombinert bruk av biodrivstoff og elektrisitet. Dette forutsetter en massiv utbygning av fornybar elektrisitet og økt bruk av biomasseressurser til transport.

Skogsbasert biomasse representerer det største potensialet i de nordiske landene, men mesteparten av produksjonsteknologiene for å produsere biodrivstoff av dette er ikke kommersielt tilgjengelig ennå.

I dag er det biodrivstoff produsert av tallolje som er på markedet og hvor produksjonen er kostnadseffektiv og kommersiell, men mengden er relativt beskjeden i forhold til andre typer biodrivstoff på markedet. Kostnaden for de nye biodrivstoffene er estimert betydelig høyere enn for dagens drivstoff, men det er potensial for kostnadsreduksjoner lenger fram i tid.

Hva betyr dette for politikken og bioindustrien?

Dagens virkemidler har ført til økt bruk av biodrivstoff i de nordiske landene. Dagens praksis er at drivstoffprodusenter og forhandlere importerer billigst biodrivstoff fra utlandet og blander inn i deres produkter i påkrevde mengde. Utvikling av innenlands industri for produksjon av skogsbiodrivstoff har ikke vært prioritert hittil. Virkemidlene kan påvirke markedet, men kan ikke bestemme strategien drivstoffprodusenter og forhandlere bruker for å tilfredsstille eventuelle krav.

Justeringer i dagens bestemmelser kan imidlertid sikre bruk av bærekraftig energi og sikre at skogsbasert biodrivstoff øker sin konkurransekraft.

Biodrivstoff kan bli en del av en framtidsrettet strategi for raffineringsindustrien i Norden også. Biodrivstoff kan minske avhengigheten av petroleum og tilbyr flere muligheter for valg av råstoff for raffinering. Det innebærer også at petroleumssektoren kan gå i retning av en mer bærekraftig industri. I IEA sin nye rapport sier de at bruken av olje, kull og gass må reduseres raskt dersom vi skal begrense global oppvarming til 1.5 grader. Samme rapport peker like tydelig på behovet for å erstatte fossile energikilder med fornybar energi. Vind- og solkraft er de store vekstteknologiene, men for langdistanse transport, og områder som vanskelig kan elektrifiseres er det også et stort behov for blant annet bioenergi.

Forutsetningen for at skogsbasert biodrivstoff blir en suksess er at industrien kan dokumentere at råstoffet er bærekraftig produsert gjennom solide sertifiseringsordninger.

[lightgrey_box]

Faktaboks – forskjellige råvarer fra skogen

• Massevirke: er det tømmeret som ikke egnet til produksjon av trelast pga feil lenge eller tykkelse, råte eller ujevnheter.
• Biprodukter fra sagbruk: Når trelast produseres blir det igjen en god del rester som består av bark, celluloseflis, chips og sagflis etter produksjon av trelastvarer
• Hogstavfall (GROT): Grener og topper som ligger igjen etter hogst av skog.
• Tallolje: et biprodukt i massefabrikker som produserer papir gjennom kjemisk nedbrytning av tremasse. Prosessen er mest utbredt i Sverige og Finland, mens i Norge produserer papir gjennom mekanisk nedbrytning. Talloljen kommer fra ekstraktivemnene i treet og begrepet brukes uavhengig av tretype.
• Svartlut: et biprodukt i massefabrikker som produserer papir gjennom kjemisk nedbrytning av tremasse. Svartluten er den væsken som dannes ved kjemisk frigjøring av fiber for papirproduksjon og består av lignin, hemicellulose og kjemikalier fra prosessen.

[/lightgrey_box]