Biodrivmedel på väg möjligheter och begränsningar HållbarLogistik.nu 28 oktober 2016 Olle Hådell

Vad är fossiloberoende fordonsflotta? ”Ett vägtransportsystem vars fordon i huvudsak drivs med biodrivmedel eller elektricitet.” ”Fossiloberoende är möjligt med en kombination av:” Samhällsutveckling Byte av transportsätt Effektivare fordon Biodrivmedel och elektrifiering Källa SOU 2013:84 Alla delar behövs Prioritetsordningen är viktig Olle Hådell

Fossilfri drift, alternativ Biomassa Biodrivmedel Förbränningsmotor Vätgas Solenergi Bränslecell Vindenergi Batteri Dessa möjligheter finns Olika alternativ har olika hinder för genomförande Inget alternativ är självklart det bästa, utveckling pågår EL Vattenenergi Olle Hådell

Elektrifiering Batterifordon kommer snabbare än väntat Bränsleceller kan kanske kommersialiseras Kan kontinuerlig elmatning realiseras? Eldrift med batterier eller bränsleceller ökar kapitalkostnaden/avskrivningen men sänker driftskostnaderna. Den gynnas således av intensiv användning med stort antal driftstimmar/år. Stadsbussar är sannolikt den kategori där eldriften kommer först och växer snabbast. Även citydistribution kan elektrifieras. Batterier och batteribilar utvecklas snabbare än förväntat Tillgång på kontinuerlig/intermittent laddning ökar drastiskt användbarheten och minskar batteribehovet. Bränlecellbilar finns i små serier kan kanske nå teknikmognad men kräver ett helt ny tt distributionsnät Förhoppningen är att även landsvägs gods bitvis skall kunna gå på el. Olle Hådell

Två vanliga påståenden Eldrift är miljömässigt överlägset Biomassa används effektivare i värme- och elproduktion än i fordon Men…. förbränningsmotorer kommer att finnas i decennier bilar kan inte köras på träflis eller spillvärme värme och el i Sverige produceras i princip fossilfritt Elfordon är bra men elproduktion sker fortfarande i stor utstäckning med fossil energi Fordon kräver högvärdig energi Slutsats: Biodrivmedel behövs ! Olle Hådell

Principen om energikvalitet Till lågvärdiga behov skall endast lågvärdig energi användas Högvärdig energi skall användas för högvärdiga behov Olle Hådell

Klimatpåverkan från olika drivmedel/-system Energimyndigheten: Drivmedel och biobränslen 2015 ER 2016:12 Olle Hådell

Villkor för att kommersialisera biodrivmedel: Det måste finnas acceptans hos: Bränslebransch, biltillverkare, kunder och regering Råvaruförsörjningen måste vara tryggad. Processtekniken måste vara etablerad Bränsleindustrin måste vara övertygad om att marknaden blir tillräckligt stor. Fordonsindustrin måste vara övertygad om att marknaden blir tillräckligt stor. Kunderna måste ha förtroende för drivmedlet Eventuella subventioner måste vara transparenta och uthålliga. Regeringen har krav på miljönytta, energieffektivitet och acceptabla kostnader. Dvs Hela kedjan måste fungera! Olle Hådell

Olika förutsättningar för lätta och tunga fordon Drop – in behövs för Personbilar och lätta fordon Dedikerade drivmedel behöver ett mycket stort marknadsunderlag för att fabrikanterna skall välja att anpassa motorerna. Metan är ett EU-prioriterat drivmedel. Hela fordonsparken kan omedelbart börja använda ett drop-in bränsle. Drop-in bränslen är mycket lättare att introducera.   Dedikerade drivmedel kan användas i tunga fordon Distributionsnätet som kan vara glest och byggas stegvis. 60 stationer skulle innebära ett i princip heltäckande system. Kunderna slutanvändarna är relativt få och professionella Riktad information och utbildning är lätt att genomföra. Olle Hådell

Etanol Etanol från skogsråvara är osannolik Socker- rör Import Spannmål inhemsk Cellulosa ? Etanol från skogsråvara är osannolik Avsättningen är begränsande då bilarna har effektiviserats Kommer omvärlden att ha FFV-bilar? Etanol Metanol ? Debatten i Sverige har främst gäll Etanol Synen på etanol har gått från frälsning till förkastligt Sanningen som vanligt ångonstans däremellan. Etanol är ett utmärkt motorbränsle med högt oktantal. CO2 belastningen beror på hur produktionskedjan ser ut. Sockerrör är vanligen bra, svensk vete etanol likaså. Kritiska punkter är: Råvarutillgång, global begränsning Produktionsmetoder, Ännu på forskningsstadiet sedanåterstår demo och fullskala Svensk barrveds etanol osannolik cellulosaetanol från jordbruksavfall mera sannolik. Tid för uppbyggnad Fordon på marknaden snabb effktivisering sker av både bensin och dieselmotore.r Etanolanpassning kräver en stor marknad. Den kan etableras om tron på tillgång på billig etanol i stor skala finnsl 5-20 % inblandning i bensin FFV -bilar ED 95 Tunga fordon

Biogas: Avfall Biogas i form av rötgas rötning Billig råvara men räcker endast till måttliga volymer. För att få fram större volymer måste dyrare råvara användas Biometan Lätta fordon Lastbilar Bussar Gasbränslen har infrastruktur och fordons försäljning som flaskhalsar. Metan är ett prioriterat drivmedel i EU vilket gynnar tillgången på gasmotorer

Förgasningsbränslen: (trä) Svartlut En förgasningsanläggning är en mycket stor investering Biometan DME Metanol Avsättning för biometan kräver: Att antalet lätta gasbilar utökas kraftigt alt. tunga fordon för gasdrift (Dual-Fuel ?) ? Lätta fordon Bussar Lastbilar

Drop-in bränslen som ersätter diesel: Rapsolja Etc. HVO/ Bio Crude FAME (RME) Fame avsättes enkelt som låginblandning i diesel. CO2- nyttan är måttlig/skral HVO (hydrerade växtoljor) Volymen begränsas av tillgång på lämplig råvara BioCrude från lignin….. FAME ”Grön Diesel” Inblandning i diesel

Fossilfria lätta fordon EL Biodrivmedel FAME/ RME Bio- metan Laddhybrid Etanol Batteri HVO/Syntetisk diesel/bensin Bränslecell Intensiv utveckling pågår för elektrifiering. Batteri- och ladhybridbilar saluförs. Bränslecellbilar finns i allt större provflottor. Kritiska faktorer är kostnader och livslängd. Marknadsgenombrott dröjer. Andel av elfordon >2020 osäker. Fördelning mellan olika elfordonstyper får framtiden utvisa. Det dröjer innan förbränningsmotorn kan fasas ut och den behöver bränsle. Av de dedikerade bränslena finns certifieringsmetoder för etanol (E-85) och metan. Metan (naturgas) är ett växande drivmedel och tillgången på motorer kommer troligen att vara säkrad. E-100 och metanol i GME (gasoline, methanol and ethanol blends) eller som M-100 är tekniskt möjligt. Men något initiativ från tillverkarna har inte synts till. En intressant fråga är om motortillverkarna tror att E-85 kommer att vara ett framtidbränsle. Det avgör om motorerna kommer att utvecklas för E-85. E-85 finns inte med i EU-kommissionens utkast till infrastruktur för drivmedel. Kommer detta att ändras? Dropin bränslen dvs syntetisk bensin eller diesel skulle underlätta introduktion. Men produktionsprocesserna är omogna (utom för HVO) Ett flertal alternativ finns och dessutom är effektiviseringspotentialen stor.

Fossilfria tunga fordon EL Bio- drivmedel ED95 DME Laddhybrid FAME/ RME Biometan HVO/ Syndiesel Batteri Bränslecell Batterifordon /laddhybrider fungerar på kortdistans. Anläggningsfordon och arbetsmaskiner behöver drivmedel för förbränningsmotorer Långtradare kräver kontinuerlig elmatning men den tekniken har långt kvar till mognad. Troligen kommer utländska åkare och äldre fordon att förbli dieselberoende. Drop in drivmedel når även dessa kategorier. HVO klara höga inblandningar men hämmas av smal hållbar råvarubas. FAME kämpar med hållbarhetskraven. Bränslen för dedikerade motorer kräver internationell harmonisering för att kunna bli heltäckande. ED 95 finns i Sverige och Brazil. Utvecklingskostnader kräver tillräckligt stora marknader för att ge pay off. Biometan i ottomotor ge sämre effektvitet, Dual-Fuel (metan-diesel) och DME är ännu omoget men gynnas av globala gastillgångar (fossila). (DME kan även produceras av metan) Samarbete mellan fordonstillverkare, bränsletillverkare, bränsledistributörer, åkerier, speditörer m.m behövs för att åstadkomma bred användning. Stadsbussar är enklast. elektrifieringen är enklast och distribution av drivmedel är enkel Långdistans är svårare därför borde drivmedlen användas där. OBS dieseloljeersättning måste prioriteras. Bensinbehovet minskar genom ökad andel dieslar, hybridisering och elektrifiering. Tunga transporters ökande behov av diesel är svårt att dämpa. Kontinuerlig elmatning

Slutsatser: Elektrifieringen kommer, men tar tid Ersättning för fossil diesel är kritiskt Det dröjer innan förgasningstekniken är kommersiell Fordonsparken kommer att ha begränsade möjligheter att ta hand om Etanol, Metanol, Metan och DME HVO är på frammarsch. Råvara? Drop in diesel och bensin är önskvärt HVO och syntet diesel är nödvändigt för off-road Den kritiska frågan gäller möjligheten att producera bra drivmedel till acceptabel kostnad. Förgasningsteknik har varit teoretiskt lovande i årtionden. Nu byggs demoanläggningar. Det dröjer innan tekniken är kommersiell. Ledtiderna är mångfalt längre än när det gäller att anpassa motorerna för de påtänkta drivmedlen. Styrmedlen skall därför i första hand premiera processen från råvara till drivmedel. I andra hand premiera provflottor där så behövs.

Tack! Olle Hådell ollehadell@telia.com +46 70 563 71 92 Foto: B Hådell

Electrofuels (Även Power to gas, Power to liquid) Elöverskott kan användas till att omvandla CO2 till drivmedel Kommersialisering beror på: Kostnad för elektrolys Utnyttjandegrad Källa: Maria Grahn CTH Olle Hådell

Vätgas och flytande drivmedel Synergier Olle Hådell

Olika drivmedel/-system är olika effektiva Energimyndigheten: Drivmedel och biobränslen 2015 ER 2016:12 Olle Hådell