Biogas from waste and residues is a renewable transportation fuel, which can contribute directly to the fulfillment of several of the UN Sustainable Development Goals. In this paper, we address the question of how biogas value chains, and the respective actor networks, emerge at the local level. The purpose of the paper is to empirically assess the development of local biogas transport systems in three Swedish regions, and how policy – including so-called network management – can support this development. The analysis draws on an analytical framework describing how emerging actor networks can be strengthened, and multiple data collection methods (personal interviews, workshop, and secondary sources). The results indicate that four factors explain the success of developing effective local biogas systems: (i) a clear political vision and an adequate basis for decision-making; (ii) a reliance on green public procurement giving priority to biogas vehicles (including follow-up); (iii) integrated actor networks, facilitating knowledge development and sharing of information; and (iv) strategies to deal with an uneven system growth.
Sammantaget har projektet identifierat 7 huvudsakliga kunskapsluckor där kompletterande material behöver tas fram för att en mer rättvisande bedömning ska kunna göras mellan olika drivmedelsalternativ. Kunskapssyntesen visar tydligt att resultatet i en samhällsekonomisk analys beror på hur systemgränserna sätts från början. Vidare så ses i analysen att det är möjligt att styra utfallet av en jämförande bedömning mot ett visst resultat genom de aspekter som ingår. Det går att säga att ett mer korrekt resultat fås fram ju fler parametrar som ingår, ju bredare systemgränserna sätts och ju fler aspekter som vägs in. Å andra sidan så använder de jämförda studierna så pass olika metodik att det är svårt att dra några slutsatser mellan dessa och utfallet i de olika studiernas ranking. För vissa av aspekterna används mer standardiserade och/eller etablerade metoder för värdering av eventuell nytta. Generellt för biodrivmedel saknas kunskap, forskningsunderlag och metoder för att i kronor värdera ett stort antal nyttor som är viktiga för vårt samhälle.
In comparison to its emissions reductions policy, the European Union’s (EU) policy for achieving carbon dioxide (CO2) removals is underdeveloped. Only in forestry and land use management does current EU law allow its Member States to use removals to comply with their climate policy commitments. This excludes the potential role that novel removals could play for effectively and efficiently addressing climate policy objectives. Novel removals with significant European potential include bioenergy with carbon capture and storage, biochar, enhanced weathering, marine removal options like alkalinity enhancement, and direct air carbon capture and storage. Emissions reductions are crucial to mitigating climate change. However, in the past decade, the world community’s failure to reduce emissions at a sufficient speed to avoid dangerous climate change has become obvious.
This reality acutely necessitates the development of innovative sets of policies to spur the deployment of novel CO2 removals, an urgency that is further underlined by the long lead time for many novel removal methods. Disregarding the potential of novel removals is incommensurate with the scale of the challenge of achieving EU’s commitment to reach net-zero greenhouse gas emissions by 2050. We argue that the current policy framework neither provides Union-wide economic incentives for novel CO2 removals, nor does it encourage EU Member States to develop national policy incentives. Our proposed solutions includes incentivizing removals through a conditional integration into the EU Emissions Trading System (ETS), expanding the portfolio of removal methods in the Land-Use, Land-Use Change and Forestry (LULUCF) Regulation, and to manage anticipations regarding which residual emissions that need to be counterbalanced by removals.
I denna studie visar vi på att det i vissa fall kan vara fördelaktigt att producera vätgas från biogas och att det även kan vara fördelaktigt att använda det i tunga fordon såsom bussar. I Luleå kan det vara motiverat att använda vätgas från biogas i stadsbussar eftersom det finns ett behov av uppvärmning där spillvärme från bränslecellen kan komma till nytta. Det är dock osäkert ifall spillvärmen är tillräcklig eller om det behövs en separat tilläggsvärmare som kan drivas på diesel eller HVO. Ifall en sådan behövs är istället slutsatsen att vätgas från biogas passar i andra segment av tunga transporter, där batterielektrifiering inte passar lika bra. Övergripande visar vi i denna studie på att vätgas från biogas kan vara intressant som ett transitionsbränsle för att öka tillgången på miljövänlig vätgas fram till dess att elektrolysörkapaciteten är tillräckligt utbyggd.
Samtidigt visar vår kartläggning av styrmedelslandskapet kring vätgas och nollemissionsbussar att biovätgas missgynnas i EU:s regelverk om förnybar vätgas. Detta innebär att medlemsstater begränsas från att ge stöd till investeringar för att producera och att distribuera vätgas från biogas samt andra biogena råvaror. Anledningen är att förnybar vätgas enligt EU-terminologi definieras i den så kallade delegerade akten om förnybara bränslen av icke-biologiskt ursprung (på engelska: renewable fuels of non-biological origin, RFNBO). Där fastställs att förnybar vätgas ska vara baserad på icke-biologiska råvaror (det vill säga från elektrolys) och därtill uppfylla ett antal kriterier.
Resultatet är intressant i kontexten av att stadsbusstrafiken snabbt går mot nollemissionsdrift. I Sverige och många andra länder har batteribussar blivit ett lika vanligt som självklart inslag på städers gator. Men precis som för andra segment av tunga transporter har även en annan teknik för att uppnå nollemissionsdrift fått ökad uppmärksamhet, nämligen vätgas och bränslecellsbussar. I Sverige har bara ett fåtal bränslecellsbussar använts – och dessutom bara på prov – men i flera europeiska städer har de redan börjat användas i betydande skala. En fördel med bränslecellsdrift med vätgas från biogas är att man kan fortsätta utnyttja den biogas som redan produceras och inhandlas för befintlig stadsbusstrafik.
Systemstudie bestående av två delar
Vi kom fram till resultatet genom att undersöka lämpligheten med att både producera vätgas från biogas vid LUMIREs befintliga avloppsreningsverk samt lämpligheten för LLT att använda bränslecellsbussar i sin stadsbusstrafik. Studien har både beaktat kostnader förenade med respektive del samt klimatpåverkan ur ett livscykelperspektiv för produktion av bränslen samt drift av bussarna.
A techno-economic assessment and environmental and social sustainability assessments of novel Fischer–Tropsch (FT) biodiesel production from the wet and dry gasification of biomass-based residue streams (bark and black liquor from pulp production) for transport applications are presented. A typical French kraft pulp mill serves as the reference case and large-scale biofuel-production-process integration is explored. Relatively low greenhouse gas emission levels can be obtained for the FT biodiesel (total span: 16–83 g CO2eq/MJ in the assessed EU countries).
Actual process configuration and low-carbon electricity are critical for overall performance. The site-specific social assessment indicates an overall positive social effect for local community, value chain actors, and society. Important social aspects include (i) job creation potential, (ii) economic development through job creation and new business opportunities, and (iii) health and safety for workers.
For social risks, the country of implementation is important. Heat and electricity use are the key contributors to social impacts. The estimated production cost for biobased crude oil is about 13 €/GJ, and it is 14 €/GJ (0.47 €/L or 50 €/MWh) for the FT biodiesel. However, there are uncertainties, i.e., due to the low technology readiness level of the gasification technologies, especially wet gasification. However, the studied concept may provide substantial GHG reduction compared to fossil diesel at a relatively low cost.
A techno-economic assessment and environmental and social sustainability assessments ofnovel Fischer–Tropsch (FT) biodiesel production from the wet and dry gasification of biomass-based residue streams (bark and black liquor from pulp production) for transport applications are presented. A typical French kraft pulp mill serves as the reference case and large-scale biofuel-production-process integration is explored. Relatively low greenhouse gas emission levels can be obtained for the FT biodiesel (total span: 16–83 g CO2eq/MJ in the assessed EU countries). Actual process configuration and low-carbon electricity are critical for overall performance.
The site-specific social assessment indicates an overall positive social effect for local community, value chain actors, and society. Important social aspects include (i) job creation potential, (ii) economic development through job creation and new business opportunities, and (iii) health and safety for workers. For social risks, the country of implementation is important. Heat and electricity use are the key contributors to social impacts.The estimated production cost for biobased crude oil is about 13 €/GJ, and it is 14 €/GJ (0.47 €/L or50 €/MWh) for the FT biodiesel. However, there are uncertainties, i.e., due to the low technologyreadiness level of the gasification technologies, especially wet gasification. However, the studiedconcept may provide substantial GHG reduction compared to fossil diesel at a relatively low cost.
The required level of a sector specific CO2e-cost in the transport sector to make the net annual profit (NAP) of three different gasification based biofuel production systems positive (systems profitable) is investigated. The analysis is made for two different energy market scenarios for 2030 and 2040. The results show that the additional required sector specific CO2e-cost (additional to a sector wide general cost) is not higher than the current level of CO2e-tax in Sweden. The required total level of CO2e-cost for the transport sector is in the 450 ppmv scenario in general higher than the current CO2-tax level but not higher than the fuel tax level (including also energy tax).The study also compares the NAP and greenhouse gas (GHG) emission reduction potential of the gasification-based systems to a system where the biomass is used in conventional bio-CHP to produce heat and power and where the power is used in the transport sector (in battery electric vehicles (BEV)). Under the investigated energy market scenarios the bio-CHP and BEV system has higher NAP and higher GHG emission reduction potential. However, the bio-CHP system has a stronger dependency on the availability of large heat sinks and profits from a high price of delivered heat.
Idag (2021) förbrukas totalt cirka 500 TWh bunkerbränsle inom sjöfartssektorn årligen inom EU och cirka 25 TWh av detta (5 %) uppskattas vara LNG (Liquefied natural gas). Flottan av LNG-drivna fartyg har växt stadigt sedan de första fartygen introducerades runt år 2000. Förutsägelser tyder på att det inom ett par år är troligt att cirka 15 % av allt bunkerbränsle som förbrukas inom sjöfarten kommer att kunna vara LNG.Genom detaljerade analyser av nuvarande och planerad produktionskapacitet kombinerat med sce¬narier byggda för framtida potentiell bio- och elektrometanproduktion ser vi en reell möjlighet att med dessa förnybara bränslen fasa ut stora mängder LNG inom sjöfarten. Detta sett ur ett svenskt perspektiv.
Totalt visar analysen ett maximalt scenario för LBM-produktion (Liquefied Bio Methane) i Sverige år 2045 på närmare 30 TWh årligen. Denna potential inkluderar elektrometanproduktion baserad på koldioxid som bildas naturligt under biogasrötningsprocessen. All produktion, av metan som be¬döms som potentiell, bedöms vara baserad på hållbara substrat och vara hållbart producerad.Denna rapport visar alltså att det skulle kunna vara möjligt att ersätta fossil LNG som bränsle inom sjöfarten med förnybar LBM i stor skala ur ett svenskt perspektiv. Den totala bunkringen av fartyg i Sverige ligger på cirka 25 TWh per år, varierar över tiden, och beror inte bara på vilka fartyg som anlöper svenska hamnar utan även av konkurrensen på bunkermarknaden med hamnar i andra län¬der. Skulle det vara så att 15 % av det bränslet är LNG, det skulle svara mot cirka 4 TWh LNG som kan vara intressant att byta mot förnybar LBM.
Det potentiella skiftet inom sjöfarten i Sverige från LNG till LBM på en nivå av 4–6 TWh bedöms vara en realistisk potential, men skiftet kommer inte att ske om inte samhället ger branschen incita¬ment som stödjer det skiftet och tydligt visar de inblandade intressenterna att det finns en långsiktig strategi för att öka produktionen och konsumtionen av förnybar metan. Det är särskilt viktigt att ett styrmedel inom sjöfarten införs som kopplar samman utsläpp av växthusgaser med en kostnad som kan undvikas om bränslen med låga eller nollutsläpp av klimatgaser används.Idag är det bara en liten del av biometan som förvätskas till LBM i Sverige, medan merparten av de planerade produktionsanläggningarna för biogas kommer att vara för LBM. Detta tack vare sub¬ventioner i form av investeringsstöd och den minskade efterfrågan på CBG som gynnar LBM.Denna rapport har valt att använda uttrycket Liquid Bio-Methane (LBM) på grund av att det ofta använda uttrycket Liquid Bio Gas (LBG) inte täcker den viktiga delen av metan som produceras som ett elektrobränsle baserat på koldioxid från rötningen process och inkluderar egentligen inte heller metanisering av syngas från förgasningsanläggningar.Ett svenskt produktionsstöd i kombination med införlivandet av sjöfart inom EU:s utsläppshandels¬system (ETS) ser ut att kunna jämna ut kostnadsskillnaden mellan LNG och LBG som marint bränsle eller åtminstone bli en mindre barriär att övervinna.För att fastställa miljönyttan för denna produktionspotential gjordes livscykelbedömningar av pro¬duktionen av LBM och användningen inom sjöfartssektorn. Inga tidigare vetenskapliga studier har identifierats som undersöker prestandan för att använda elektrobränslevägar för LBM i sjöfarts¬sektorn. Resultaten presenteras i rapporten tillsammans med en analys av potentiella framtida frågor att observera.
Den här rapporten finns endast på engelska. Svensk sammanfattning finns i rapporten.
Transportsektorns efterfrågan på biodrivmedel ökar när klimatomställningen ska omsättas i praktik. Sverige har goda förutsättningar att producera dessa drivmedel och det finns flertalet orter runt om i landet där förutsättningarna för biodrivmedelsproduktion är goda. Gullspångs kommun har under de senaste tio åren fört en dialog med Västra Götalandsregionen om möjligheten att etablera en bioenergikombinatanläggning i Otterbäcken för att nyttja de goda förutsättningar som finns med tillgång på råvara samt goda logistiska förutsättningar med bland annat djuphamnen. I detta projekt har en utredning gjorts för att ta fram kommersiellt relevanta investeringskoncept för en bioenergikombinatanläggning i Otterbäcken, och resultaten pekar på intressanta förutsättningar för en anläggning för produktion av flytande biometan (Liquified biogas, LBG).
Projektet har utgått från en äldre förstudie där förutsättningarna för en bioenergikombinat-anläggning som producerar torrefierad biomassa undersöktes. Kunskaperna från denna tidigare studie har kompletterats med nya kartläggningar av relevanta tekniker och lokala råvaror som kan ingå i ett investeringskoncept för en anläggning som producerar biodrivmedel som kan användas i befintliga tunga lastbilar. Kartläggningen omfattade sju olika tekniker som utifrån de uppdaterade kartläggningarna kondenserades ned till två investeringskoncept för djupare undersökning av investeringskoncept. Det ena konceptet var en anläggning för produktion av pyrolysolja från skogsrester och det andra konceptet var en anläggning för produktion av LBG, men på grund av en högre teknologisk mognadsgrad samt större intresse från referensgruppen för det senare konceptet (LBG) så fick detta ett större fokus i projektet.
De två fördjupade investeringskoncepten inkluderade teknikbeskrivning, skiss på affärsmodell med hjälp av referensgruppen, ekonomisk bedömning av lönsamheten i investeringen samt en beräkning av klimatpåverkan för drivmedlet (endast för LBG-konceptet).
Resultaten visar att det ser ut att finnas både råvaror för, teknik till och förutsättningar för en god ekonomi i en anläggning för produktion av LBG. Råvarusituationen behöver bekräftas genom kontakter med råvaruleverantörer, tekniken kan behöva viss utvärdering för att hitta etablerade teknikleverantörer med pålitlig teknik och de ekonomiska förutsättningarna är beroende av investerings- och produktionsstöd för att kunna vara kommersiellt intressanta. Trots dessa osäkerheter är den samlade bedömningen att det kan vara aktuellt för en aktör eller grupp av aktörer med intresse av att äga och driva en biogasanläggning att ta vid där projektet slutar för att på sikt gå vidare med en investering i en anläggning.