Life Cycle Assessment of Biofuels in Sweden

The purpose of this study is to carry out updated and developed life cycle assessments of biofuels produced and used in Sweden today. The focuses are on making the assessments as relevant and transparent as possible and to identify hot spots which have significant impacts on the environmental performance of the specific biofuel production chains. The study includes sensitivity analyses showing the impact on changed future conditions. The results should be seen as current and average environmental performance based on updated calculation methods. Thus individual systems developed by specific companies may have somewhat different performances. The biofuels analysed are ethanol from wheat, sugar beet and sugar cane (imported from Brazil), RME from rapeseed, biogas from sugar beet, ley crops, maize and organic residues, such as municipal waste, food industry waste and liquid manure. The study also includes co-production of ethanol and biogas from wheat. Final use in both light and heavy duty vehicles, and related emissions, are assessed. Environmental impact categories considered are climate change, eutrophication, acidification, photochemical oxidants, particles and energy balances. The calculations include emissions from technical systems, e.g. energy input in various operations and processes, and biogenic emissions of nitrous oxide and carbon dioxide from direct land use changes (LUC). The potential risk of indirect land use changes (ILUC) is also assessed. By-products are included by three different calculation methods, system expansion, energy allocation and economic allocation. The results are presented per MJ biofuel, but the alternative functional unit per hectare cropland is also used regarding the greenhouse gas performance of crop-based biofuels. Finally, estimations are carried out regarding the current environmental performance of the current various biofuel systems based on system expansion, recommended by the ISO-standardisation of LCA, and energy allocation, utilised in the standardisation of biofuels within the EU’s Renewable Energy Directive (RED)

Potentiell avsättning av biomassa för produktion av el, värme och drivmedel inklusive energikombinat

Syftet med denna studie är att undersöka hur avsättningen av biomassa kan öka inom de närmaste 10-20 åren för produktion av värme, el och drivmedel i Sverige. I dessa analyser förutsätts biomassan användas på ett resurs- och kostnadseffektivt sätt, vilket exempelvis innebär att värmeunderlagen är styrande för den potentiella avsättningen av biomassa i kraftvärmebaserad elproduktion och framtida drivmedelskombinat, och att avsättningen av biprodukter är styrande för avsättningen av biomassa i produktion av vissa biodrivmedel. De ekonomiska förutsättningarna analyseras inte närmare i denna studie. Inom sektorn värme- och elproduktion görs länsvisa analyser över potentialen att avsätta biomassa i produktion av småskalig värme, fjärrvärme, processvärme i skogsindustrin och kraftvärmebaserad elproduktion i fjärrvärme¬systemen och skogsindustrin. Dessa analyser visar att avsättningen av biobränslen för värme- och elproduktion kan öka från 87 TWh (avsättningen 2004/2005 exklusive vedeldning) till mellan 113 TWh och 134 TWh, beroende på fjärrvärmesystemens framtida utbyggnad. Den största ökningspotentialen finns i produktion av fjärrvärme. Geografiskt sett finns en stor del av ökningspotentialen i Stockholms län tack vare de stora möjligheterna att öka avsättningen av biobränslen för produktion av fjärrvärme och kraftvärme i länet. Inom drivmedelsektorn används ett delvis annorlunda angreppssätt då avsättningspotentialen för biodrivmedel bedöms vara ”obegränsad” inom de närmaste 10-20 åren. Faktorer som begränsar produktionen är i stället tillgången på råvara och de lokala förutsättningar som krävs för att uppnå effektiva produktionssystem. Bland biodrivmedel som produceras med första generationens teknologi är fokus på RME och spannmålsbaserad etanol. Den årliga inhemska produktionen av dessa bedöms kunna uppgå till som mest 1,4 TWh RME och 0,7-3,8 TWh spannmålsbaserad etanol, där den högre siffran i intervallet beskriver framtida möjligheter. För andra generationens biodrivmedel är fokus på utformningen av energikombinat och de fysiska förutsättningarna för avsättning av kombinatens värmeproduktion i fjärrvärme¬systemen. Då vi bedömer dessa avsättningsmöjligheter som ganska begränsade är det av stor vikt att energikombinaten utformas så att värmeproduktionen begränsas. Detta kan åstadkommas genom god värmeintegration och optimering av drivmedelsproduktionen. Utifrån de senaste årens utveckling och nuvarande styrmedel bedömer vi det som realistiskt att avsättningen av biomassa för värme- och elproduktion ökar enligt våra potential¬uppskattningar, d.v.s. med ca 30-50% inom de kommande 10 till 20 åren. Hur avsättningen av biomassa kommer att utvecklas för produktion av drivmedel är däremot mer osäkert enligt vår bedömning

Hållbara drivmedel - finns de?

Vårt syfte med denna rapport är att diskutera drivmedel från ett brett perspektiv ur hållbarhetssynpunkt. Biodrivmedel och el analyseras och jämförs med fossila drivmedel. Vår målsättning är att försöka peka ut under vilka förutsättningar som drivmedel kan anses försvarbara ur hållbarhetssynpunkt och vilka system som vi bör utveckla respektive vilka system som vi bör undvika. En övergripande slutsats i studien är att man inte kan fastställa hur hållbara biodrivmedel blir i framtiden utan att samtidigt beakta skala och tillväxttakt. Dagens biodrivmedel i Sverige är hållbara utifrån den aktuella produktionsvolymen och gynnar utvecklingen av nya drivmedelssystem, men man bör ställa hårda krav på energi- och klimateffektivitet i hela bränslekedjan (från odling till tank) vid ökade produktionsvolymer. Det är av hög prioritet att utveckla bränslesnåla bilar och här kommer elhybridteknologin och elbilar att bli allt viktigare. En långsiktig strategi för biodrivmedel bör innehålla satsningar på teknologi både för termisk förgasning och biologiska omvandlingsmetoder för lignocellulosa eftersom detta är kompletterande lika mycket som konkurrerande teknologier samt ger större flexibilitet och mindre risk för konflikter. Biogas från restprodukter har stora miljöfördelar och kan expandera med liten risk för konflikter. Certifiering (rätt utformat) är ett viktigt och nödvändigt verktyg på vägen mot mer hållbara drivmedel och vid ökade produktionsvolymer, men dessa system ska inte överskattas då de aldrig kan innefatta alla hållbarhetskriterier. Socio-ekonomiska aspekter som arbetsförhållanden, lokal landsbygdsutveckling osv samt effekter av ökad markkonkurrens måste i första hand lösas med generella åtgärder som nationell lagstiftning, fördelningspolitik, program och planer som i sin tur bör stödjas av internationella avtal och utvecklingssamarbete på olika nivåer. Oavsett utvecklingen i Sverige eller EU så kommer biodrivmedelsproduktionen globalt att öka, framför allt i utvecklingsländerna. Det är därför viktigt att ta vara på den möjlighet vi har idag att medverka i utvecklingen och införandet av hållbarhetskriterier. Förnybara drivmedel kan, med rätt utformning och styrmedel för lämplig tillväxttakt och produktionsvolym, leda till en positiv och hållbar utveckling i både industri- och utvecklingsländer

Climate regulation, energy provisioning and water purification:quantifying ecosystem service delivery of bioenergy willow grown on riparian buffer zones using life cycle assessment

Whilst life cycle assessment (LCA) boundaries are expanded to account for negative indirect consequences of bioenergy such as indirect land use change (ILUC), ecosystem services such as water purification sometimes delivered by perennial bioenergy crops are typically neglected in LCA studies. Consequential LCA was applied to evaluate the significance of nutrient interception and retention on the environmental balance of unfertilised energy willow planted on 50-m riparian buffer strips and drainage filtration zones in the Skåne region of Sweden. Excluding possible ILUC effects and considering oil heat substitution, strategically planted filter willow can achieve net global warming potential (GWP) and eutrophication potential (EP) savings of up to 11.9 Mg CO2e and 47 kg PO4e ha−1 year−1, respectively, compared with a GWP saving of 14.8 Mg CO2e ha−1 year−1 and an EP increase of 7 kg PO4e ha−1 year−1 for fertilised willow. Planting willow on appropriate buffer and filter zones throughout Skåne could avoid 626 Mg year−1 PO4e nutrient loading to waters