RED, PEF, and EPD: Conflicting rules for determining the carbon footprint of biofuels give unclear signals to fuel producers and customers

Biofuel producers and other commodity suppliers are increasingly affected by conflicting rules for life cycle assessment (LCA). They may get multiple requests for LCAs to be used in various contexts, which require the application of different methodological approaches that vary in scope, system boundaries, data demand, and more. This results in increased cost and competence requirements for producers, as well as confusion among other actors including their customers. Differences in methodologies might also lead to various outcomes, conclusions and conflicting guidance regarding which fuels to prioritize or develop. We have analyzed the actual differences when applying three different frameworks: the EU Renewable Energy Directive (RED), the EU framework for Product Environmental Footprints (PEF), and the framework of Environmental Product Declarations (EPD), which have different modeling requirements. We analyzed the methods from a conceptual point of view and also applied the methods to estimate the carbon footprint on a wide range of biofuel production pathways: (i) ethanol from corn, (ii) fatty acid methyl ester (FAME) from rapeseed oil, (iii) biogas from food waste, (iv) hydrogenated vegetable oil (HVO) from rapeseed oil, and (v) HVO from used cooking oil. Results obtained for a specific fuel could differ substantially depending on the framework applied and the assumptions and interpretations made when applying the different frameworks. Particularly, the results are very sensitive to the modeling of waste management when biofuel is produced from waste. Our results indicate a much higher climate impact for, e.g., biogas and HVO produced from used cooking oil when assessed with the PEF framework compared to the other frameworks. This is because PEF assigns at least part of the production of primary materials and energy to the use of recycled material and recovered energy. Developing Category Rules for biofuels for PEF and EPD ought to help clarifying remaining ambiguities

Bioenergy and links to agriculture & LULUCF in a Nordic context

publishedVersio

Klimatfärdplan för Golvbranschen

I detta projekt har en klimatberäkningsmetod tagits fram med syftet att kunna beräkna klimatpåverkan för en bransch bestående av både produkter och tjänster. Metoden har testats för Golvbranschens Riksorganisation (GBR) som ett led i branschens arbete mot att formulera en klimatfärdplan. Byggbranschen står för ca 20% av samhällets klimatpåverkan varav cirka hälften kommer från materialanvändning. År 2018 tog byggsektorn fram en färdplan för att nå en klimatneutral värdekedja i byggsektorn år 2045. Som en del av färdplanen ska byggbranschens aktörer senast år 2022 ha kartlagt sina utsläpp och satt egna klimatmål. Golvbranschens Riksorganisation (GBR) initierade ett samverkansprojekt tillsammans med IVL för att skapa en gemensam överblick för hur klimatpåverkan från hela golvbranschen kan beräknas, en bransch bestående av både produkter och tjänster. Genom detta projekt har en klimatberäkningsmetod inspirerat av GHG-protokollet tagits fram för att vara tillämpbar på en bransch med både produkter och tjänster. Metoden har testats med GBR som fallstudie, och en klimatberäkning av branschen har gjorts för basår 2021. Baserat på klimatberäkningen står avfallshanteringen av ytskikt (förbränning) för GBR:s största klimatpåverkan, följt av materialtillverkning och tredjepartsleveranser. I samarbete med GBR har relevanta klimatåtgärder identifierats, och dessa åtgärder har graderats efter potential till sänkta klimatutsläpp för GBR som helhet. Då klimatpåverkan från produktskedet och förbränning är väldigt stora i förhållande till GBR:s totala klimatpåverkan är det relevant med åtgärder riktade mot dessa områden, såsom klimatförbättrade material och att ytskikten får utnyttja en större del av sin tekniska livslängd. Det är också relevant med åtgärder riktade mot sänkt klimatpåverkan från transporter, såsom användning av alternativa drivmedel

Fossil Free Airborne Search and Rescue Services

Målet om netto-noll klimatpåverkan 2045 har gjort det angeläget även för flygsektorn att minska sina utsläpp av växthusgaser. Detta innebär en utmaning för samhällsviktigt flyg, vars verksamhet måste genomföras oberoende av klimatmål. Ökad användning av hållbara flygbränslen (sustainable aviation fuels, SAF) är ett sätt att uppnå klimatmålet utan att äventyra verksamheten i denna del av luftfarten. På grund av den höga efterfrågan på SAF är dock tillgången och möjligheten att försörja luftfartssektorn i Sverige samt deras miljöpåverkan i förhållande till klimatmålet fortfarande något osäkra. Syftet med denna rapport är därför att öka förståelsen för dessa frågor, först genom att undersöka tillgången på inhemska råvaror och beräkna produktionspotentialen för SAF i Sverige, därefter genom att bygga scenarier för framtida efterfrågan på SAF utifrån reduktionsplikten. Klimatpåverkan hos inhemsk producerad SAF jämfördes även med importerad SAF i en livcykelanalys.  Utifrån de produktionsmetoder som kartlagts inom projektet uppvisade restprodukter från skogen störst potential för flygbränsleproduktion. Möjligheten att producera flybränsle av infångad koldioxid och elektrolysbaserad vätgas hade en lägre potential, men den minsta produktionspotentialen från inhemsk råvara bestod av restoljor av biologiskt ursprung. Storleken på intervallen genom vilka potentialen presenterades påverkades dock kraftigt av vilket processutbyte som antogs. Scenarioanalysen visade i sin tur på att framtiden för hållbart flygbränsle bland annat kommer att bero på bränslepriser, reduktionspliktens utveckling och av vilken inblandningsgrad som tillåts. Livscykelanalysen belyste den ökade klimatpåverkan som orsakas av långväga transport av SAF och att utsläppsminskningen blir lägre vid byte till importerat flygbränsle gjord av restoljor av biologiskt ursprung jämfört med inhemskt producerat bränsle av vätgas och infångad koldioxid. Slutligen diskuterades den osäkra framtiden för produktion och användning av hållbart flygbränsle, där bland andra frågan om skogsbrukets hållbarhetsklassning, den eventuella revideringen av reduktionsplikten och inte minst utvecklingen av elektrifierade alternativ påverkar möjligheten för samhällsviktigt flyg att ställa om sin verksamhet.To meet the Swedish climate target of net-zero greenhouse gas (GHG) emissions by 2045, it has become more and more urgent for the aviation sector to reduce its climate footprint. However, this represents a challenge for the non-commercial part of the aviation sector such as the air borne search-and-rescue services, as their activities cannot be compromised by the climate target. Increased use of sustainable aviation fuels (SAF) is a way to achieve the climate target, while still not compromising the mission for this part of aviation.  However, due to a high demand on SAF, their availability and possibility to supply the aviation sector in Sweden as well as their environmental impact in relation to the climate target is still somewhat uncertain. This report aims to increase the understanding in these issues by first reviewing the domestic feedstock availability and calculating the SAF production potential within Sweden. Thereafter, an assessment was done on how the aviation fuel market could vary in Sweden by 2045 due to the strength of the GHG reduction mandate and the dependence or independence of fuel from outside Sweden. This was done through 4 different future scenarios based on a mathematical model. Finally, the environmental impact of selected SAFs was evaluated by life cycle assessment (LCA) following the method described in the recast of the Renewable Energy Directive (REDII). The assessment was done based on the currently available data. Thus, the future change in the technology and other circumstances were not taken into account.  The current and future (2045) Swedish production potential of jet fuel was investigated via 4 different pathways, i.e., Hydroprocessed Esters and Fatty Acids (HEFA) from biogenic waste oils, Gasification-based Fischer-Tropsch (G-FT) from forest residues, Hydrothermal Liquefaction (HTL) from forest residues and Power-to-Liquid (PtL) from biogenic captured CO2 and H2 from electrolysis via Fischer-Tropsh (FT). The pathways, of the assessed ones, having the highest current and future potential considering feedstock supply are G-FT and HTL. The results were however considerably affected by the assumptions made on process yield. The production potential of PtL was not as high as the other pathways due to low availability of feedstock. Finally, HEFA was the pathway with the lowest potential due to the low availability of domestic raw material. Based on the scenario analysis, the future of fossil free jet fuel is highly dependent of the price of fuel as well as the maximum allowed blending ratio of fossil free jet fuel. In this particular scenario analysis, domestic ATJ and HEFA was favored by the model thanks to their low production costs and avoided import costs, since the fuel is produced in Sweden. However, although the production plants used in the model will be constructed within Swedish borders, it is unlikely that domestic HEFA feedstock would be sufficient to supply them and there would likely be an import of waste oils to meet the demand of the plants.  The environmental assessment was done on UCO-based HEFA and PtL. HEFA was assessed as it is the fuel that the Search and Rescue fleet used during the pilot phase of this project. PtL was assessed for the sake of comparison and also because most data for PtL production was already available. Both HEFA and PtL show the potential of reducing the fossil GHG emissions up to 70 and 77%, respectively. However, with the technical and legislative limitations, it is not yet possible to use pure SAF in the aviation sector. This leads to the potential emission reduction of the greenhouse gases being lower than 42%. SAF production and transportation of feedstock are one of the main contributors to the emissions. In general, HEFA production has higher climate impact than the production of PtL. In addition, UCO which is the feedstock for HEFA was assumed to be collected in China. This gives a significantly higher impact compared to the PtL-process where all activities were assumed to take place in Sweden. This implies that the climate impact of HEFA can be reduced if the UCO can be collected domestically. However, as the assessment shows, the climate target will be difficult to achieve when using HEFA or PtL. The challenge lies on the upstream processes of these two SAF which currently are still fossil-based. For HEFA, it is common that H2 is produced from natural gas while for PtL, the production of raw materials used in electrolysis and carbon capture process such as chemicals and catalysts contribute to fossil emissions.

Kostnader för att reducera utsläpp av växthusgaser från väg- och flygtransporter med biodrivmedel och elektrobränslen

Renewable fuels for transport are needed to reach future climate targets. However, the potential future role of different biofuels, hydrogen, and electrofuels (produced by electricity, water, and CO2) in different transportation sectors remains uncertain. Increased knowledge about the preconditions for different renewable fuels for road and air transport to contribute to the transformation of the transport sector is needed to ensure the transformation is done in a climate- and cost-effective way. The CO2 abatement cost, i.e., the cost of reducing a certain amount of greenhouse gas (GHG) emissions is central from both a societal and business perspective, the latter partly due to the design of the Swedish reduction obligation system. The abatement cost of a specific fuel value chain depends on the fuel production cost and the GHG reduction provided by the fuel. This report provides an updated summary of the CO2 abatement costs for various types of biofuels and electrofuels for road transport and aviation, relevant in a Swedish context. Fuel production costs and GHG performance (well to wheel) for the selected renewable fuel pathways are mapped based on published data. The estimated CO2 abatement cost ranges from -0.37 to 4.03 SEK/kg CO2-equivalent. Methane from anaerobic digestion of sewage sludge and ethanol from fermentation of sugarcane and maize end up with negative CO2 abatement cost given the assumptions made, meaning it is more economically beneficial to use than its fossil counterpart. Electrofuels pathways (particularly diesel and aviation fuels) have, on the other hand, relatively high CO2 abatement costs. Also, so-called bio-electrofuels produced from biogenic excess CO2 from biofuel production and electricity linked to biofuel production generally have higher CO2 abatement costs than the corresponding forest biomass-based biofuel pathway. For forest biomass-based biofuels, bio-electrofuels and electrofuels, methanol, and methane pathways in general have somewhat lower CO2 abatement costs than hydrocarbon-based fuels (gasoline, diesel, and aviation fuel).Since most of the assessed renewable fuel pathways achieve substantial GHG emission reduction compared to fossil fuels, the fuel production cost is, in general, more important than the GHG performance to achieve a low CO2 abatement cost. The production cost for fossil fuels also influences the CO2 abatement cost to a large extent. More estimates of cost and GHG performance for gasification of waste-based pathways are needed and for certain pathways under development (e.g., including hydropyrolysis).Commissioned by: Statens Energimyndighet</p

Kostnader för att reducera utsläpp av växthusgaser från väg- och flygtransporter med biodrivmedel och elektrobränslen

Renewable fuels for transport are needed to reach future climate targets. However, the potential future role of different biofuels, hydrogen, and electrofuels (produced by electricity, water, and CO2) in different transportation sectors remains uncertain. Increased knowledge about the preconditions for different renewable fuels for road and air transport to contribute to the transformation of the transport sector is needed to ensure the transformation is done in a climate- and cost-effective way. The CO2 abatement cost, i.e., the cost of reducing a certain amount of greenhouse gas (GHG) emissions is central from both a societal and business perspective, the latter partly due to the design of the Swedish reduction obligation system. The abatement cost of a specific fuel value chain depends on the fuel production cost and the GHG reduction provided by the fuel. This report provides an updated summary of the CO2 abatement costs for various types of biofuels and electrofuels for road transport and aviation, relevant in a Swedish context. Fuel production costs and GHG performance (well to wheel) for the selected renewable fuel pathways are mapped based on published data. The estimated CO2 abatement cost ranges from -0.37 to 4.03 SEK/kg CO2-equivalent. Methane from anaerobic digestion of sewage sludge and ethanol from fermentation of sugarcane and maize end up with negative CO2 abatement cost given the assumptions made, meaning it is more economically beneficial to use than its fossil counterpart. Electrofuels pathways (particularly diesel and aviation fuels) have, on the other hand, relatively high CO2 abatement costs. Also, so-called bio-electrofuels produced from biogenic excess CO2 from biofuel production and electricity linked to biofuel production generally have higher CO2 abatement costs than the corresponding forest biomass-based biofuel pathway. For forest biomass-based biofuels, bio-electrofuels and electrofuels, methanol, and methane pathways in general have somewhat lower CO2 abatement costs than hydrocarbon-based fuels (gasoline, diesel, and aviation fuel).Since most of the assessed renewable fuel pathways achieve substantial GHG emission reduction compared to fossil fuels, the fuel production cost is, in general, more important than the GHG performance to achieve a low CO2 abatement cost. The production cost for fossil fuels also influences the CO2 abatement cost to a large extent. More estimates of cost and GHG performance for gasification of waste-based pathways are needed and for certain pathways under development (e.g., including hydropyrolysis).Commissioned by: Statens Energimyndighet</p

BeKind - Circularity and climate benefit of a bio- and electro-based chemical industry - effects of transitions in petrochemical value chains

This document reports the finding from the project BeKind: Circularity and climate benefit of a Bio- and Electro-based Chemical Industry - effects of transitions in petrochemical value chains. The aim of the BeKind-project has been to identify challenges for transition to a circular and climate-neutral petrochemical industry, to develop proposals for remedial activities for these obstacles and challenges, and to quantify the benefits such a transition can have for circularity, climate and social sustainability. The focus of the project has been on industrial production of liquid fuels and plastics.

BeKind - Circularity and climate benefit of a bio- and electro-based chemical industry - effects of transitions in petrochemical value chains

This document reports the finding from the project BeKind: Circularity and climate benefit of a Bio- and Electro-based Chemical Industry - effects of transitions in petrochemical value chains. The aim of the BeKind-project has been to identify challenges for transition to a circular and climate-neutral petrochemical industry, to develop proposals for remedial activities for these obstacles and challenges, and to quantify the benefits such a transition can have for circularity, climate and social sustainability. The focus of the project has been on industrial production of liquid fuels and plastics.

Bioenergianläggning Otterbäcken

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.Bioenergianläggning Otterbäcke

Bioenergianläggning Otterbäcken

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.Bioenergianläggning Otterbäcke