Irankrigets effekter p\u00e5 oljemarknaden har satt \u00f6kat fokus p\u00e5 EU:s planer f\u00f6r egen produktion av fossilfritt flygbr\u00e4nsle. Men EU-reglerna f\u00f6r syntetiska flygbr\u00e4nslen riskerar att styra utvecklingen mot produktionsv\u00e4gar som \u00e4r b\u00e5de dyrare och mer energikr\u00e4vande \u00e4n n\u00f6dv\u00e4ndigt \u2013 och som d\u00e4rmed g\u00f6r det sv\u00e5rare att n\u00e5 klimatm\u00e5len. Det visar en Chalmersstudie som har analyserat olika metoder f\u00f6r att framst\u00e4lla syntetisk metanol.<\/p>\n\n\n\n
F\u00f6rra \u00e5ret inf\u00f6rdes regler som kr\u00e4ver en inblandning av minst 2 procent h\u00e5llbart flygbr\u00e4nsle p\u00e5 EU:s flygplatser. Detta inblandningskrav kommer att \u00f6ka successivt, till minst 70 procent \u00e5r 2050. H\u00e4lften av det h\u00e5llbara flygbr\u00e4nslet ska d\u00e5 utg\u00f6ras av en kategori som kallas RFNBO: f\u00f6rnybart br\u00e4nsle av icke-biologiskt ursprung (Renewable Fuel of Non-Biological Origin)<\/em>. Det \u00e4r syntetiska br\u00e4nslen, \u00e4ven kallade elektrobr\u00e4nslen, som framst\u00e4lls av f\u00f6rnybar v\u00e4tgas och inf\u00e5ngad koldioxid.<\/p>\n\n\n\n Nu visar forskare p\u00e5 Chalmers att RFNBO-reglerna gynnar en \u201domv\u00e4g\u201d i framst\u00e4llningen av syntetiska br\u00e4nslen, vilket riskerar att \u00f6ka b\u00e5de kostnaderna och energianv\u00e4ndningen.<\/p>\n\n\n\n \u2013 Reglerna p\u00e5verkar inte bara industrins investeringar i teknik, utan ocks\u00e5 vilken forskning och utveckling som prioriteras. I st\u00e4llet f\u00f6r att driva innovation mot de mest effektiva l\u00f6sningarna riskerar vi att l\u00e5sa fast oss vid mindre resurseffektiva produktionsmetoder, s\u00e4ger Henrik Thunman, professor i energiteknik p\u00e5 Chalmers och medf\u00f6rfattare till den vetenskapliga artikeln.<\/p>\n\n\n\n Tusentals nya fabriker kommer att beh\u00f6vas globalt f\u00f6r att m\u00f6ta den \u00f6kande efterfr\u00e5gan p\u00e5 h\u00e5llbart flygbr\u00e4nsle under kommande decennier. Det handlar om mycket stora investeringar f\u00f6r anl\u00e4ggningar med l\u00e5ng livsl\u00e4ngd.<\/p>\n\n\n\n Chalmersforskarna har studerat tillverkning av syntetisk metanol, som \u00e4r ett exempel p\u00e5 br\u00e4nslemolekyler som kan omvandlas till h\u00e5llbart flygbr\u00e4nsle. Det \u00e4r ett representativt exempel f\u00f6r att analysera hur olika produktionsv\u00e4gar p\u00e5verkar resursf\u00f6rbrukningen vid framst\u00e4llning av s\u00e5dana br\u00e4nslemolekyler.<\/p>\n\n\n\n Dessa energirika molekyler kan produceras genom att kolatomer och v\u00e4tgas f\u00f6rs samman i kemiska processer. I studien<\/u><\/a> j\u00e4mf\u00f6rde forskarna tre olika produktionsv\u00e4gar f\u00f6r metanol d\u00e4r kolatomerna kommer fr\u00e5n biomassa \u2013 s\u00e5 kallat biogent kol. Tv\u00e5 av metoderna bygger p\u00e5 f\u00f6rbr\u00e4nning av biomassa, d\u00e4r koldioxid f\u00e5ngas in ur r\u00f6kgaserna och d\u00e4refter blandas med v\u00e4tgas som produceras separat med elektricitet. Den tredje bygger p\u00e5 f\u00f6rgasning, d\u00e4r upphettad biomassa omvandlas direkt till syntesgas, som inneh\u00e5ller b\u00e5de kol och v\u00e4tgas.<\/p>\n\n\n\n Alla tre produktionsv\u00e4garna \u00e4r tekniskt genomf\u00f6rbara, och b\u00e5de r\u00e5varan och slutprodukten kan vara samma. D\u00e4remot skiljer de sig tydligt \u00e5t n\u00e4r det g\u00e4ller energianv\u00e4ndning, kostnad och elbehov.<\/p>\n\n\n\n \u2013 F\u00f6rgasningsalternativet visade sig vara mest resurseffektivt i v\u00e5r analys, med upp till 46 procent l\u00e4gre produktionskostnad och 30 procent l\u00e4gre elbehov \u00e4n de tv\u00e5 f\u00f6rbr\u00e4nningsbaserade alternativen. Skillnaden visar hur stora energif\u00f6rluster som kan uppst\u00e5 n\u00e4r biomassa f\u00f6rst f\u00f6rbr\u00e4nns till koldioxid, som d\u00e4refter \u00e5ter byggs upp till br\u00e4nslemolekyler med hj\u00e4lp av stora m\u00e4ngder el och v\u00e4tgas, s\u00e4ger Johanna Beiron, forskare i fysisk resursteori p\u00e5 Chalmers och f\u00f6rstaf\u00f6rfattare till artikeln.<\/p>\n\n\n\n Trots detta gynnas f\u00f6rbr\u00e4nning betydligt mer \u00e4n f\u00f6rgasning av EU:s regelverk. RFNBO-kategorin \u2013 som ska expandera fr\u00e5n n\u00e4ra noll idag till en andel p\u00e5 35 procent av allt flygbr\u00e4nsle i EU \u00e5r 2050 \u2013 omfattar allt br\u00e4nsle fr\u00e5n f\u00f6rbr\u00e4nningsalternativen, men utesluter runt h\u00e4lften av br\u00e4nslet fr\u00e5n f\u00f6rgasning.<\/p>\n\n\n\n Anledningen \u00e4r att RFNBO inte f\u00e5r produceras med energi och kolatomer som kommer direkt fr\u00e5n biomassa, vilket de g\u00f6r till stor del vid f\u00f6rgasningsproduktion. D\u00e4remot \u00e4r det till\u00e5tet att anv\u00e4nda kolatomer fr\u00e5n biomassa vid f\u00f6rbr\u00e4nning, om det g\u00f6rs genom inf\u00e5ngning av den koldioxid som bildas n\u00e4r biomassa anv\u00e4nds f\u00f6r andra energi\u00e4ndam\u00e5l. Ett exempel p\u00e5 det \u00e4r f\u00f6rbr\u00e4nning av restmaterial fr\u00e5n skogsindustrin i kraftv\u00e4rmeverk.<\/p>\n\n\n\n Men s\u00e5dant restmaterial kan allts\u00e5 anv\u00e4ndas mer resurseffektivt genom f\u00f6rgasning.<\/p>\n\n\n\n \u2013 Det ena f\u00f6rbr\u00e4nningsbaserade alternativet som vi analyserade var processen i kraftv\u00e4rmeverk, s\u00e4ger Johanna Beiron. Det har en l\u00e4gre kostnads- och energieffektivitet \u00e4n f\u00f6rgasning, \u00e4ven n\u00e4r vi r\u00e4knar in den extra el som beh\u00f6vs f\u00f6r att ers\u00e4tta exempelvis den fj\u00e4rrv\u00e4rme som f\u00f6rbr\u00e4nningsprocessen kan bidra med.<\/p>\n\n\n\n Syftet med RFNBO-klassificeringen \u00e4r bland annat att driva fram \u00f6kad produktion av f\u00f6rnybar el, till framst\u00e4llning av gr\u00f6n v\u00e4tgas, och att minska beroendet av biomassa som \u00e4r en begr\u00e4nsad resurs.<\/p>\n\n\n\n Men kolatomerna till det syntetiska flygbr\u00e4nslet m\u00e5ste h\u00e4mtas n\u00e5gonstans ifr\u00e5n. Biomassa f\u00f6rv\u00e4ntas bli den minst kostsamma fossilfria kolk\u00e4llan till RFNBO, och forskarna bed\u00f6mer att dagens regelverk kommer att leda till en mycket h\u00f6g efterfr\u00e5gan p\u00e5 koldioxid fr\u00e5n f\u00f6rbr\u00e4nning av biomassa. I st\u00e4llet f\u00f6r att minska behovet av biomassa riskerar EU-reglerna tv\u00e4rtom att driva fram en mindre energieffektiv anv\u00e4ndning av den begr\u00e4nsade biomassaresursen.<\/p>\n\n\n\n \u2013 Regelverket tar inte tillr\u00e4cklig h\u00e4nsyn till hur effektivt olika system anv\u00e4nder energi och resurser, s\u00e4ger Henrik Thunman. Studien belyser d\u00e4rmed en strukturell fr\u00e5ga i EU:s energi- och industripolitik: styrningen riskerar att motverka sina egna m\u00e5l n\u00e4r definitioner av h\u00e5llbara br\u00e4nslen inte ligger i linje med grundl\u00e4ggande energiprinciper och med unionens \u00f6vergripande ambitioner f\u00f6r resurseffektivitet.<\/p>\n\n\n\n Forskarna hoppas att deras resultat ska bidra till \u00f6kad kunskap om vilka tekniker och system som st\u00e5r till buds.<\/p>\n\n\n\n \u2013 Det \u00e4r f\u00f6rv\u00e5nande att EU:s regler inte styr tydligare mot de mest effektiva alternativen, s\u00e4ger Johanna Beiron. Dagens regelverk riskerar att leda till en inl\u00e5sning i f\u00f6rbr\u00e4nningsbaserade energisystem, trots att det redan finns tekniskt mogna processer som skulle ge b\u00e5de l\u00e4gre energianv\u00e4ndning och kostnad \u2013 exempelvis f\u00f6rgasning och elektrifiering av fj\u00e4rrv\u00e4rme.<\/p>\n\n\n\n \u2013 V\u00e5r studie visar att vissa delar av regelverket sannolikt beh\u00f6ver justeras f\u00f6r att EU ska kunna n\u00e5 sina l\u00e5ngsiktiga m\u00e5l, s\u00e4ger Henrik Thunman. Det beh\u00f6vs b\u00e4ttre samordning mellan klimatm\u00e5l, resurseffektivitet och industriell genomf\u00f6rbarhet f\u00f6r att komma till r\u00e4tta med den os\u00e4kerhet som r\u00e5der nu. Den g\u00f6r det sv\u00e5rt att fatta rationella investeringsbeslut f\u00f6r de kommande \u00e5rens storskaliga expansion av h\u00e5llbart flygbr\u00e4nsle.<\/p>\n\n\n\n Mer om: forskningen<\/strong><\/p>\n\n\n\n Studien Locked in on RFNBOs \u2013 Will EU mandates for drop-in synthetic aviation fuels lead to decreased energy- and cost-efficiency?<\/u><\/em><\/u><\/a> <\/em>\u00e4r publicerad i tidskriften Fuel<\/em>. Den har utf\u00f6rts av Chalmersforskarna <\/em>Johanna Beiron, Simon Harvey och Henrik Thunman.<\/p>\n\n\n\n Forskningen \u00e4r en del av projektet FUTNERC, Transformative change towards net negative emissions in Swedish refinery and petrochemical industries<\/em>. Det \u00e4r ett fem\u00e5rigt forskningsprojekt som finansieras till 50 procent av Energimyndigheten och till 25 procent vardera av f\u00f6retagen VaroPreem och Borealis. Projektet har som m\u00e5l att driva p\u00e5 omst\u00e4llningen inom kemiindustrin f\u00f6r att senast 2050 uppn\u00e5 nettonegativa utsl\u00e4pp av v\u00e4xthusgaser fr\u00e5n raffinaderier och kemiindustrier.<\/p>\n\n\n\n Mer om: de tre metoderna f\u00f6r framst\u00e4llning av syntetisk metanol<\/strong><\/p>\n\n\n\n Forskarna valde att unders\u00f6ka produktionen av just metanol eftersom den \u00e4r ett tydligt exempel f\u00f6r att visa hur den totala effektiviteten vid br\u00e4nsleframst\u00e4llning p\u00e5verkas av om kolet anv\u00e4nds direkt i form av kolhaltig gas fr\u00e5n biomassa, eller f\u00f6rst omvandlas till koldioxid som sedan byggs upp igen med hj\u00e4lp av v\u00e4tgas. I studien j\u00e4mf\u00f6rs tre etablerade, men \u00e4nnu inte kommersiellt anv\u00e4nda, produktionsv\u00e4gar som baseras p\u00e5 f\u00f6rnybar v\u00e4tgas och biomassa i form av restmaterial fr\u00e5n skogsindustrin.<\/p>\n\n\n\n 1. F\u00f6rbr\u00e4nning med koldioxidinf\u00e5ngning<\/p>\n\n\n\n Biomassa f\u00f6rbr\u00e4nns och koldioxid f\u00e5ngas in ur r\u00f6kgaserna. D\u00e4refter tillf\u00f6rs v\u00e4tgas som har producerats separat med vatten och elenergi. Koldioxiden reagerar med v\u00e4tgas i en katalytisk process som bildar metanol.<\/p>\n\n\n\n 2. F\u00f6rbr\u00e4nning med koldioxidinf\u00e5ngning och samtidig energiproduktion 3. F\u00f6rgasning av biomassa Mer om: EU:s regelverk<\/strong><\/p>\n\n\n\nStor skillnad p\u00e5 olika v\u00e4gar mellan samma r\u00e5vara och slutprodukt<\/h4>\n\n\n\n
Direkt produktionsv\u00e4g kan v\u00e4ljas bort p\u00e5 grund av regelverkets utformning<\/h4>\n\n\n\n
Styrningen riskerar att motverka sina egna m\u00e5l<\/h4>\n\n\n\n
Justerade regler kan beh\u00f6vas f\u00f6r effektiv omst\u00e4llning<\/h4>\n\n\n\n
\n
Liknar den f\u00f6rsta v\u00e4gen, men f\u00f6rbr\u00e4nningen anv\u00e4nds \u00e4ven f\u00f6r att producera el eller v\u00e4rme, exempelvis till fj\u00e4rrv\u00e4rmesystem. I studien inkluderas \u00e4ven den extra el som kr\u00e4vs f\u00f6r att ers\u00e4tta denna form av energi.<\/p>\n\n\n\n\n
Biomassa omvandlas genom f\u00f6rgasning till en syntesgas, best\u00e5ende av kolmonoxid och v\u00e4tgas, som d\u00e4refter anv\u00e4nds direkt i metanolsyntesen. Vid f\u00f6rgasningen bildas \u00e4ven en del koldioxid, som ocks\u00e5 kan bilda metanol tillsammans med begr\u00e4nsade m\u00e4ngder extra v\u00e4tgas som tillf\u00f6rs.<\/p>\n\n\n\n\n