Blir skogens rester framtidens fordonsbränsle?

2022-06-16 06:00  

I jakten på nya råvaror satsar drivmedelsjätten Neste på skogen. Men att utvinna kolväten ur lignocellulosa är en utmaning. De tre hetaste metoderna har sina respektive för- och nackdelar.

Sverige har sällsynt goda förutsättningar att producera stora volymer förnybart drivmedel av inhemska råvaror. Men trots att det har funnits en uttalad vilja från många olika aktörer att öka produktionen är utfallet hittills mycket magert.  

Av de totalt cirka 20 TWh förnybara drivmedel som rapporterades 2020 tillverkades blott 12 procent av svenska råvaror. För det volymmässigt viktigaste biodrivmedlet HVO, som är kemiskt mycket likt diesel, kom endast 7 procent av råvarorna från Sverige. 

I stället dammsuger tillverkarna nästan världens alla hörn i jakt på slakteriavfall, frityr-, palm- och rapsolja samt PFAD (en biprodukt vid tillverkning av palmolja) för att tillgodose det svenska behovet. Efterfrågan styrs i sin tur i hög grad av reduktionsplikten, ett styrmedel som kräver att gradvis alltmer förnybart blandas in i bränslet.

Biodrivmedel kan göras med en rad olika råvaror. Det som kallas för andra generation kräver dock att drivmedlet inte konkurrerar med matproduktion. Foto: Neste

"Måste ta steget till fasta råvaror"

En av de största vinnarna på den svenska marknaden är det finska börsnoterade och statligt delägda raffinaderiet Neste, som är världens största producent av förnybar diesel. Bolaget har kapacitet att tillverka 3,3 miljoner ton förnybart bränsle per år. Nästa år ska kapaciteten ha ökat till 4,5 miljoner ton. Raffinaderier finns i Finland, Nederländerna och Singapore.  

– Ska vi vara krassa så tjänar Neste grymt mycket pengar på vår reduktionsplikt, med de priser som råder i dag. Ska vi på allvar få igång den inhemska produktionen måste vi ta steget vidare till fasta råvaror och omvandla dem till flytande, säger Pål Börjesson, professor i miljö- och energisystem vid Lunds tekniska högskola, till Ny Teknik.

Pål Börjesson, professor i miljö- och energisystem vid Lunds Tekniska Högskola. Foto: Lunds universitet

Sådana steg tas nu, på flera håll. Sunpine kan sägas vara ett sånt exempel, samriskbolaget som startats av Sveaskog, Södra, Preem och Lawter. Överbliven råtallolja från massaindustrin tas tillvara och blir drivmedel. Pyrocell är ett annat, där Preem och Setra omvandlar sågspån till bioolja i en anläggning i Gävle och senare till drivmedel i raffinaderiet.

Så blev Neste en gigant

Även Neste har planer på att dra nytta av skogen. Men hur kom det sig att det som var ett renodlat oljebolag växte till en biodrivmedelsjätte? 

I år fyller Nestes teknik NEXBTL, som används för att tillverka den förnybara dieseln HVO, 25 år. Men att den skulle bli vad den är i dag var knappast givet på förhand. 

– Trots att vi är ett oljeraffinaderi hade vi haft väldigt lite egen utvinning av råolja. Det är så de stora oljebolagen brukar tjäna sina pengar. Vårt sätt har i stället varit att köpa in så billig råolja som möjligt och uppgradera den till värdeprodukter, säger Lars Peter Lindfors, innovationsdirektör på Neste, till Ny Teknik.

Lars Peter Lindfors, innovationsdirektör på finska Neste. Foto: Neste

Under 1980-talet gjorde företaget god förtjänst på att uppgradera billig men kvalitetsmässigt sämre rysk råolja till bensinkomponenter och exportera dem till det törstiga Kalifornien. Som ett ytterligare steg i jakten på billiga råvaror började Neste under 1990-talet undersöka möjligheten att använda råtallolja i raffinaderiet. Resultatet blev NEXBTL-tekniken som patenterades. Men tiden var inte inne för biobränslen ännu, som Lars Peter Lindfors uttrycker det. Tekniken hamnade på hyllan. 

Under 2000-talet började intresset för biobränslen att växa inom EU, som ett sätt att motverka klimatförändringarna. Neste insåg att de satt på en potentiellt värdefull teknik. Men det var inte talloljan som kom att bli den viktigaste råvaran för att öka produktionen, utan den numer kontroversiella palmoljan. Med tiden blev det dock allt svårare att marknadsföra drivmedel gjort på palmolja som miljövänlig. Stora regnskogsområden skövlades i framför allt Sydostasien för att ge plats för oljepalmsplantager.

Regnskog röjd för att göra plats för oljepalmsplantage på ön Sumatra i Indonesien. Bilden är tagen 2007. Foto: Ardiles Rante/Greenpeace/TT

Palmoljediesel kan vara värre än fossil

Forskningsrapporter har till och med kommit fram till att biodiesel av palmolja kan ge upphov till större utsläpp än om fossil diesel använts, på grund av skövlingen.  

Neste använder fortfarande palmolja, dock inte på den svenska marknaden, men ska mot slutet av nästa år ha fasat ut de 7 procenten som palmoljan utgör av råvarubasen helt. Bolaget tänker dock annorlunda kring PFAD. Sedan 2019 klassas inte PFAD som en restprodukt i Sverige, utan en samprodukt. Följden blev bland annat sämre klimatprestanda och att produkten måste kunna spåras. Andelen PFAD i den HVO som säljs i Sverige har minskat drastiskt. Konkurrenten Preem säger till exempel nej till PFAD eftersom den är så tätt länkad till palmolja och därmed regnskogsskövling. Men inte Neste: 

– Vi ser positivt på PFAD. Den måste ändå bort från palmoljeindustrin för att man ska kunna använda oljan till matlagning. Endast 2–4 procent av den totala massan palmolja är PFAD, så det är inget som driver marknaden. Ur hållbarhetsperspektiv ser jag inga problem med den, säger Lars Peter Lindfors. 

Nestes fokus är numer rest- och avfallsprodukter. 2021 var andelen sådana råvaror för biodrivmedelsproduktion 92 procent (vilket alltså är en fråga om definition – i Sverige hade andelen varit lägre eftersom PFAD inte klassas som restprodukt här).

Breddar råvarubasen

Men företaget behöver bredda råvarubasen. Mängden slakteriavfall, certifierad PFAD och använd frityrolja är begränsad. Bolaget jobbar därför med fem så kallade innovationsplattformar: lignocellulosa, hushållsavfall, alger, vätgas och elektrobränslen (som görs av el, vatten och koldioxid eller kväve). Alla fem kräver utveckling av ny teknik. 

– Målet är att skapa kommersiell aktivitet efter 2030 inom valda plattformar av de fem, säger Lars Peter Lindfors. 

På frågan var han ser störst potential säger han att de har olika tidsperspektiv. Men att lignocellulosa, hushållsavfall och alger kommer att ske lite snabbare än elektrobränslen.

I framtiden hoppas Neste kunna göra biodrivmedel av rester från skogen. Foto: Neste

20 ton vätgas i timmen

Förnybar vätgasproduktion finns redan i dag men Neste har endast ett par projekt i försöks- eller förstudiefas på gång.  

Eftersom bolagets raffinaderiverksamhet, som till största delen fortfarande hanterar fossil råolja, konsumerar 20 ton vätgas per timme kan en omställning till förnybar vätgasproduktion låta som en lågt hängande frukt. Vätgasen reformeras i dag från fossil naturgas och står för en tredjedel av Nestes koldioxidutsläpp. Men Lars Peter Lindfors tycker att mediebilden är skev gällande skalan på de elektrolysörer som behövs för att framställa så stora mängder förnybar vätgas. 

– Den ena biten handlar om elektrolysörernas kostnadseffektivitet och uppskalning. Den andra om tillgången på förnybar el och priset på den. Personligen tror jag, utifrån ett europeiskt perspektiv, att om vi vill se en snabb omställning till förnybart och vätgas så måste vi tänka koldioxidneutralt, det vill säga inkludera kärnkraft. En uppskalning av vätgas utan kärnkraft tror jag inte på, säger han.

Finska Neste startade som ett renodlat petroleumbolag. Nu är det delvis statligt ägda företaget en jätte inom biodrivmedel, på jakt efter nya råvaror. Då är skogsrester ett av alternativen. Foto: Neste

Skogsrester ska bli drivmedel

Finland är precis som Sverige ett land med en stor skogsindustri med gott om överbliven lignocellulosa i form av grenar, rötter och toppar. I dagsläget eldas resterna för att bli värme och el, eller blir liggande i skogen efter gallring. Det finns ett antal aktörer i Norden som jobbar på att uppgradera dessa skogsrester till drivmedel. Och numer tillhör alltså även Neste den skaran. 

Men det är stor skillnad mellan att göra drivmedel av feta och syrefattiga oljeprodukter jämfört med till exempel lignocellulosa, eftersom den består av omkring 50 procent syre.  

– Att få ut så mycket som möjligt av de teoretiskt 50 procenten kolväten har varit utmaningen. Traditionella tekniker ger bara hälften av de 50 procenten. Men nu har vi en ny teknik på gång med betydligt bättre utbyte. Den verkar väldigt lovande, säger Lars Peter Lindfors. 

Men några detaljer vill han inte ge. Inte heller om vilka Neste ska samarbeta med. Samarbetsavtal håller på att träffas. 

Är det en helt ny process eller bygger ni vidare på en befintlig?  

– Man kan säga så här: Det är ett nytt sätt att använda en beprövad teknik. 

Är det Fischer-Tropsch? 

– Nej, det är det inte. Jag berättar gärna mer när jag kan och hoppas att vi kan ha en intressant diskussion under hösten.

Professorn konfunderad

Professor Pål Börjesson blir lite konfunderad av Lars Peter Lindfors svar. Han menar att det skulle kunna vara någon ny kombination av förgasning med Fischer-Tropsch-syntes, ett utvecklat system med pyrolys av något slag eller kanske någon slags hydrotermisk förvätskning (HTL), eftersom den ger en mellanprodukt i form av bioolja med jämförelsevis lågt syreinnehåll. Men HTL kan knappast beskrivas som en beprövad teknik utan befinner sig fortfarande på demonstrationsstadiet. Södra och Statkraft har till exempel bildat Silva Green Fuel, som i fjol färdigställde en demoanläggning i norska Tofte. Den ska kunna omvandla träflis till 4 000 liter drivmedel per dag. 

Pål Börjesson anser att HTL är en lovande process med mycket god potential för att omvandla lignocellulosa till drivmedel (se grafik). 

–  Pyrolys är en existerande och kanske lite billigare teknik. Men nackdelen är det lägre utbytet och högre syrehalten vilket ger en dyrare efterbehandling. Om HTL funkar som man hoppas och tror känns det som att den har uppenbara fördelar. Inte minst eftersom vi ser ett stort sug efter vätgas i alla sektorer. Då ger en bioolja med låg syrehalt ett stort mervärde, eftersom det inte behövs lika mycket vätgas, säger han och påpekar att vätgasen är det som reducerar syrehalten.

Vilka är de största utmaningarna med HTL innan den kan få genomslag? 

– Den skiljer sig genom att ha både högt tryck och hög temperatur. Det innebär utmaningar rent materialmässigt. Men det tror jag att man har löst. I processer där man omvandlar fast material till flytande får man också oönskade biprodukter. Generellt gäller att rent praktiskt kunna hantera en kontinuerlig process som inte kleggar igen, eller hitta ett sätt att enkelt kunna rengöra och underhålla systemen. I labb och liten skala funkar HTL redan bra. Det krävs inte raketvetenskap för att få det att funka i stor skala, snarare erfarenhet och kanske även att man tar tillvara kunskapen från raffinaderibranschen, säger Pål Börjesson.

Jättens väg framåt har betydelse

Vilken teknik Neste faktiskt siktar på vågar han inte ge något tydligt svar på i nuläget.  

– Det ska bli spännande att se. De kanske har hittat någon smart vidareutveckling och kombination av de processkoncept vi redan har utvecklade, säger han. 

Det som går att konstatera är att en gigant som Neste nu sätter råvaran i fokus och att teknikvalet – hur ett biodrivmedel från skogen ska tillverkas – kommer att påverka hela branschen.

Rättad version: Vid förgasning bildas metan och eten vid temperaturer under 900 grader Celsius, inte över, vilket det tidigare stod.

Biodrivmedel – En ordlista

Lignocellulosa: Samlingsbegrepp för lignin, cellulosa och hemicellulosa vilket utgör merparten av vad som bygger upp vedväxter och gräs. Lignocellullosa är en form av biomassa. 

Förgasning: Process där fast biomassa bryts ner vid hög temperatur i närvaro av ett förgasningsmedium, ofta syrgas eller ånga. Resultatet blir syntesgas bestående av främst kolmonoxid och vätgas. Om temperaturen är under 900 grader Celsius bildas även metan och eten.  

Fischer-Tropsch (FT): Process för att omvandla syntesgas till en flytande kolvätebaserad mellanprodukt i form av bioolja som därefter kan uppgraderas till drivmedel. En katalysator av till exempel järn eller kobolt används för omvandlingen. 

Pyrolys: Process för att sönderdela biomassa vid hög temperatur i syrefri miljö. En syrerik mellanprodukt kallad pyrolysolja bildas som sen kan uppgraderas för att bli drivmedel. 

Hydrotermisk förvätskning (HTL): Process för att omvandla biomassa till en mellanprodukt i form av bioolja som därefter kan uppgraderas till drivmedel. Principiellt lik pyrolys men processen sker även vid högt tryck vilket ger en mellanprodukt med lägre syrehalt. 

Termokemisk process: Förgasning, FT och HTL är alla tre exempel på termokemiska processer, där biomassan omvandlas genom värme i syrefria förhållanden. 

Biokemisk process: Det finns även biokemiska processer där omvandlingen sker genom till exempel jäsning. Etanol produceras vanligen genom att jäsa socker.  

Uppgradering: Mellanprodukten, ofta någon form av bioolja, behöver uppgraderas för att bli drivmedel. Det brukar bland annat innebära att syrehalten sänks och sker genom att tillsätta vätgas. Därefter destilleras vanligen produkten för att dela upp den i olika drivmedelsströmmar, som jetbränsle, bensin och diesel. 

Isomerisering: Vissa biodrivmedel, bland annat talldiesel, kan ha sämre köldegenskaper än fossil diesel. Vax fälls ut vid lägre temperatur vilket kan sätta igen bränslefilter och spridare. Därför isomeriseras den, vilket innebär att raka kolkedjor omvandlas till grenade genom tillförsel av vätgas. 

HVO: Hydrerade vegetabiliska oljor. Biodrivmedel som är kemiskt lik fossil diesel och som används i vägfordon. Även animaliska oljor används som råvara. 

HEFA:  Vätebehandlade estrar och fettsyror. Tillverkas med samma teknik som HVO, men används som inblandning i jetbränsle. 

PFAD: Palm fatty acid destillate. En produkt som bildas vid förädling av palmolja till livsmedel. Klassades fram till 2019 som restprodukt i Sverige men sedan dess som en samprodukt, vilket innebär sämre klimategenskaper. Flera HVO-producenter avstår numer från att använda PFAD av hållbarhetsskäl. 

Reduktionsplikten: Styrmedel som infördes i Sverige 2018. Ställer krav på gradvis ökat förnybart innehåll i bensin, diesel och biojetbränsle. För diesel är reduktionskravet 30,5 procent i år, det vill säga klimatpåverkan jämfört med fossil diesel ska minska med lika mycket. För bensinen är den 7,8 procent. 

Källor: Preem, Biojet för flyget, Energimyndigheten. 

Johan Kristensson

Mer om: Biodrivmedel

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt