Biomassa är och kommer vara en viktig komponent i omställningen till en hållbar ekonomi och ett hållbart energisystem. Under hösten avser BioInnovation genomföra en områdesanalys för biogena kolflöden och söker nu en utförare som vill ta sig an uppdraget.
Bakgrund
Biomassa är, och kommer att vara, en viktig komponent i omställningen till en hållbar ekonomi och ett hållbart energisystem. Många delar av klimatomställningen kan göras genom att frigöra sig från fossila energibärare som innehåller kol och bildar koldioxid vid eller efter användning, t.ex. genom elektrifiering av transporter eller övergång till förnybar vätgas i vissa industriella applikationer. Men kolinnehållande energibärare och material kommer att fortsätta spela en viktig roll även på längre sikt i många sektorer, tex i olika material och i drivmedel för flyg och sjöfart. Dessa kolatomer måste då vara biogena och komma från biomassa i olika former.
Dock är biomassa en begränsad resurs och kommer även att vara det framåt, i samband med en ökad efterfrågan i en framväxande bioekonomi. Därför är viktiga faktorer för en hållbar omställning mot en cirkulär och biobaserad ekonomi inte bara god klimatprestanda hos de biobaserade produkter som produceras utan också en hög resurseffektivitet för biomassans värdekedjor. När konkurrensen om förnybart kol hårdnar i takt med att energiomställningen accelererar behöver de sektorer som förädlar biomassa förbereda sig för att: (1) ökad efterfrågan på hållbara biomassasortiment kommer kräva en balans mellan kommersiella och samhälleliga prioriteringar, och (2) att ”slöseri” av biogent kol kommer vara oönskat. Det är alltså viktigt att beakta hur man väljer att använda biomassan (det biobaserade kolet), eftersom det delvis avgör hur mycket av det inlagrade biogena kolet som bidrar till långtidslagring i produkter och hur mycket som avgår i någon form av restström/genom nedbrytning och eller förbränning av restprodukter och avfall.
I Sverige baseras en stor del av den framväxande bioekonomin på skoglig biomassa. Detta är naturligt då Sverige har ett aktivt skogsbruk idag och skogens värdekedjor utgör en stor del av dagens bioekonomi sett till både volym och förädlingsvärde. För att öka resurseffektiviteten finns i princip två alternativ; 1) Att identifiera flöden (restströmmar av olika slag) där biobaserat kol inte hamnar i produkter och/eller 2) att identifiera processer, applikationer och produkter med potential att ge förbättrad funktion/ökad mängd produkt av samma mängd råvara. Båda dessa fall bör utgå från en kartläggning av de skogliga biogena kolflödena.
Ser man till de flöden, i form av restströmmar av olika slag, där biobaserat kol idag inte hamnar i produkter så handlar det främst om två typer av flöden:
- ”fasta” restströmmar (bark, grot, slam, etc), vilka ibland förvisso används som bränsle för produktion av el och värme (bark, del av grot t.ex.) men ibland får avge sitt kol till atmosfären vid naturlig nedbrytning (del av grot, vissa typer av slam t.ex.)
- gasformiga restströmmar så som koldioxid, som uppstår direkt i processerna eller vid förbränning för processernas energiförsörjning
Vad gäller effektivisering i massabruket är ett exempel förbättrad flisimpregnering och massakok som ger ett högre utbyte, ett annat exempel är att i större utsträckning använda halvkemiska massor i applikationer som idag använder helblekta kemiska massor. I produktionsprocessen kan en ökad recirkulering av fibrer ge mer produkt per mängd råvara.
Identifiering/infångning av restströmmar och uppgradering till produkter så som exempelvis biodrivmedel eller biobaserade kemikalier och material kan förbättra kolutnyttjandet och öka utbytet till produkter. För koldioxid kan detta göras med hjälp av elektricitet och är då ett exempel på BECCU (bioenergy carbon capture and utilisation). Genom att i stället lagra kolet permanent (BECCS, carbon capture and storage eller genom produktion av biokol) kan i stället negativa CO2-utsläpp åstadkommas. Genom att minska energibehovet i värdekedjans processer, eller tillgodose detta på andra sätt, kan även mängden biomassa som behöver förbrännas minskas. De produktionsprocesser för uppgradering av lignocellulosarika restströmmar som finns kommersiellt tillgängliga idag eller är under kommersiell utveckling har ofta begränsad resurseffektivitet, sett till utnyttjandet av biomassans kolatomer. Det finns flera faktorer som leder till att förnybara kolatomer förloras genom bildning av koldioxid och/eller oönskade biprodukter när lignocellulosarika restströmmar omvandlas och nyttiggörs för produktion av till t.ex. drivmedel eller kemikalier. Dels är den kemiska sammansättningen på råvara och produkt olika, dels används biomassaråvaran både som kolkälla och som energikälla och dessutom bildas ofta biproduker.
Ser man till alternativ för förbättrad funktion/ökad mängd produkt av samma mängd kol alternativt samma funktion/mängd produkt med mindre mängd kol så finns det flera möjliga åtgärder. Exempelvis kan tunnare och lättare produkter med samma funktionalitet ge en ökad koleffektivitet.
Bioinnovation har identifierat ett stort behov av att öka kunskap och grundläggande förståelse av biogena kolflöden och var det finns potential till en ökad resurseffektivitet. Det finns vidare ett behov av att identifiera forskningsbehov för att möjliggöra en ökad resurseffektivitet av det biobaserade kolet. Det är möjligt att det kommer införas styrmedel för en ökad resurseffektivitet i nyttjandet av biobaserat kol och med en kartläggning av kolflödena kan industrin i god tid förbereda sig och agera proaktivt.
Projektmål och genomförande
Projektets mål är att kartlägga dagens biobaserade kolflöden i de skogliga värdekedjorna, identifiera områden för en effektivare användning av biomassan, identifiera nya användningsområden för restströmmar samt genom intressentdialog diskutera utvecklingsbehov.
Kartläggningen avgränsas till att omfatta nationella flöden av skoglig biomassa från punkten för avverkning i skogen till produkter, avfall och outnyttjade restströmmar (inkl. koldioxid) samt återvinning och återanvändning av den biobaserade råvaran nationellt. Återvinning och återanvändning av exporterade flöden exkluderas.
Arbetet innefattar litteraturgenomgång, intressentdialoger med syfte att samla in data samt analys. I syfte att identifiera strategiska utvecklingsbehov och framtida möjligheter för en ökad koleffektivitet samt för att förankra resultaten ska även rundabordssamtal genomföras.
Genomförande
- Kvantitativt, men översiktligt, kartlägga Sveriges biogena kolflöden i de skogliga värdekedjorna inklusive kolflöden i återvinningssystemet (avgränsat till att starta vid avverkning, det vill säga ej inkludera upptag av kol till mark under tillväxt)
a. Identifiera och beskriva flöden där kolet inte hamnar i produkter
b. Identifiera var det finns kunskapsluckor om hur kolflödena ser ut och där ny kunskap behöver tas fram - Genomföra intressentdialog med uppföljande rundabordssamtal för en mindre grupp där identifierade utvecklingsbehov diskuteras och förankras
- Ange viktiga kompletteringar utifrån samtalen till punkterna 1 a och 1 b.
- Ta fram en rapport som sammanfattar kartläggningen och de förankrade strategiska utvecklingsbehoven. Tyngdpunkten ska vara på analys av insamlat material och tydliga slutsatser kring nuläget vad gäller de biogena kolflödena i de skogliga värdekedjorna
- Tillsammans med BioInnovations programkontor genomföra ett seminarium för begränsad grupp om hur resultaten bör tas vidare.
Förväntade resultat och effekter
Resultatet av arbetet redovisas i en skriven rapport samt ett presentationsmaterial i powerpoint som illustrerar både själva kartläggningen och presenterar de forsknings- och utvecklingsbehov som identifierats och som syftar till en ökad koleffektivitet. Resultaten visar var hur kolflödena ser ut i en nulägesbeskrivning och beskriver koleffektiviteten, dvs andelen kol som hamnar i produkter av olika typer, samt vilken tekniska utvecklingsbehov som finns.
Formalia
Uppdragsgivaren förväntar sig att:
- ha en tät dialog med utföraren för att kunna följa framdriften på ett konstruktivt sätt.
- uppdragsbeskrivningen utformas som ett projekt med tydlig tidsplan, förväntad tidsåtgång och gärna ett Gantt-schema.
Projektstart: september 2022
Projektavslut: februari 2023
Budget: total kostnad: 400 kSEK
Intresseanmälan
Skicka din intresseanmälan senast den 31 augusti 2022 per e-post till sverker.danielsson@skogsindustrierna.se .
Frågor
Har du frågor är du välkommen att kontakta Sverker Danielsson, biträdande programchef BioInnovation, tfn: 46 (0)70 963 15 17 eller e-post: sverker.danielsson@skogsindustrierna.se.
Uppdragsbeskrivning- Områdesanalys – kartläggning av biogena kolflöden (pdf)