Elektrifiering av bioraffinaderier ger flerfaldig produktionsökning

Produktionen av biodrivmedel kan öka två till tre gånger om el tillförs produktionsprocessen. Metoden har potential att göra Sverige självförsörjande på biodrivmedel till transportsektorn.

I dagens produktion av biodrivmedel hamnar endast 25-50 procent av de förnybara kolatomerna från exempelvis bark och sågspån i det färdiga biodrivmedlet.

Nu visar forskning att en teknik där el integreras i produktionsprocesserna kan ge två till tre gånger så mycket biodrivmedel ur vår begränsade biomassaresurs. Resultatet blir bio-elektrobränslen – hybridbränslen med avsevärt förbättrad resurseffektivitet.

Analysen visar också att det inte kostar något extra att producera effektivare. Hybridbränslena får ungefär samma produktionskostnad som vanliga biodrivmedel. Men processen kräver förnybar el i betydande mängder.

Bygg resurseffektivt från början

Forskarna har analyserat tio olika produktionsvägar för biodrivmedel av restprodukter från jord- och skogsbruk för att fastställa effekten av elektrifiering av produktionsprocessen.

Syftet var att fastställa effekten av elektrifiering på resurseffektivitet, energieffektivitet, produktionskostnader och växthusgasutsläpp.

Analysen visar att koleffektiviteten kan öka kraftigt till över 90 procent, med elektrifierade bioraffinaderier där energin och vätgas till processen tas från el i stället för från bioråvaran.

Hybridtekniken med el finns inte tillämpad i Sverige idag, men teknikmognaden är hög och steget till produktion kort.

– Mitt råd till drivmedelsproducenter är att bygga resurseffektivt från början för att framtidssäkra sin produktion. Alternativt ska man bygga för att kunna expandera med eltillförsel senare, säger Erik Furusjö, projektledare och forskare vid RISE.

Möjligt att bli självförsörjande

En scenarioanalys visar att en storskalig implementering av den mest effektiva hybridtekniken med el skulle kunna göra Sverige självförsörjande på biodrivmedel till både inrikes och utrikes transporter, både 2030 och 2045.

Nuvarande biobränsleteknik utan elektrifiering och med begränsad resurseffektivitet, kan tillgodose endast 30-50 procent av efterfrågan 2030 med inhemska biomassaresurser.

Rena elektrobränslen, som görs ur koldioxid och elenergi, kan möta det framtida behovet av biodrivmedel. Nackdelen är att tillverkningen kräver än mer el än hybridbränslen, motsvarande 50-100 procent av hela dagens elförbrukning. Rena elektrobränslen är även dyrare att producera.

Konkurrens om biomassa

– Det är uppenbart att det, trots en omfattande elektrifiering av vägtransporter, krävs en kombination av biobränslen och elektrobränslen för att möta behoven av vätskeformiga bränslen i transportsektorn, säger Erik Furusjö.

– I takt med ökande konkurrens om biomassa blir det ännu viktigare att satsa på resurseffektiv teknik för produktion av drivmedel samtidigt som vi arbetar för att minska och effektivisera våra transporter.

Om priset på bioråvara stiger i framtiden ökar konkurrenskraften hos dessa alternativ, eftersom hybridtekniken ger mer produkt ur samma råvarumängd.

Styrmedel för elektrifiering

I dag finns ingen tydlig drivkraft för företagen att göra investeringen, eftersom många typer av biomassa inte är en knapp resurs i Sverige i dagsläget, men det vore klokt att skapa politiska incitament för resurseffektivitet, anser Erik Furusjö.

– Se på priserna på råvaror för HVO, som dubblerats på kort tid. Så länge det fanns olja och fetter till HVO, avstod vi från att bygga mer avancerade anläggningar för skogsråvara. Om vi hade gjort det för fem år sedan skulle vi sannolikt inte haft dagens bristsituation och höga prisläge för HVO.

-----------------

Projektet Bio-elektro-bränslen – teknik med potential för ökad resurseffektivitet

Forskningsresultaten har tidigare presenterats tidigare i ett webbinarium.

Rapporter och länkat material.

Projektgrupp: Erik Furusjö (projektledare) och Sennai Mesfun, RISE Research Institutes of Sweden; Mahrokh Samavati, KTH; Anton Larsson och Gabriel Gustafsson, BioShare.

Referensgrupp: BioShare, Södra Skogsägarna, Vattenfall, St1 och RISE.