Biogas

Biogas

Tomas Liljenfors Vd på Bryne

Svenska aluminiumgjuterier använder främst gasol som energibärare för att smälta tackor och skrot. Vad är gasol och varför används gasol i grillen när man använder naturgas i bilar? Är det korrekt att säga att svenska aluminiumgjuterier har en konkurrensfördel av den svenska elmixen när den största energiförbrukningen är gasol? Kan naturgas verkligen ses som ett hållbart alternativ när den kommer från fossila källor och ofta från länder som inte är demokratier? Vi försöker reda ut frågetecknen och luta oss tillbaka på fakta.

Förnyelsebart kontra fossilt bränsle

Bilar liksom smältugnar drivs främst av bränslen som är uppbyggda av kolskelett eftersom de har ett ursprung från organiska föreningar från växt- och djurriket. Fossila bränslen härrör från växter och djur som förmultnade för många tusen år sedan. Biobränslen härrör också från djur- och växtdelar som blir över från jordbruk, industrier eller skogsbruk som sedan omvandlas till gas i en tillverkningsprocess. Vid förbränning spjälkas kolskeletten upp i vatten och koldioxid samt diverse biprodukter från inblandning av förbränningsluft som kväveoxider. Biobränsle har samma mängd CO2-emissioner som fossilt bränsle men med skillnaden att koldioxiden från det använda biobränslet snabbt binds till växter och djur när liv åter växer upp. Även om CO2-emissionen vid förbränning är densamma för biogas som motsvarande mängd fossil gas så finns det en avgörande skillnad mellan förnyelsebara bränslen som biogaser och fossila bränslen. Förnyelsebara bränslen bidrar inte till växthusgaser eftersom koldioxiden från förbränningen binds i nytt liv och den totala CO2-emissionen är noll. Därför betraktas naturgas och gasol som fossila produkter och biogas som förnyelsebar.

Biometan

Biometan, ofta benämnt som biogas i kommersiella sammanhang, är gas som bildas när organiska material som mat- och växtavfall ruttnar i en syrelös miljö. Det sker i magen på kossor, i komposter, i jordbruk och skogsindustri, men också industriellt. De många källorna till metan innebär många möjligheter att ta tillvara metan. Biometantillverkning kan därför vara flexibel och bedrivas lokalt där avfallskällorna finns nära till hands. Den bildade gasen är en blandning av metan och koldioxid som huvudingredienser men innehåller också andra delar som vatten och andra molekyler. I biometan är det främst metan som efterfrågas. Övriga ingredienser benämns som föroreningar. Det är främst föroreningarna som svavelföreningar och längre kolkedjor som skapar den karakteristiska lukten. Industriell biometangas är renad och innehåller en metanhalt på över 95 % och betraktas därför som luktlös.

Den industriella processen för utvinning av biometan görs antigen genom rötning eller termisk förgasning. Rötning innebär att man förser mikroorganismer med organiskt avfall och låter dem bryta ned det organiska avfallet i en syrefri miljö med neutralt pH och stadig temperatur. När mikroorganismerna bryter ned kolet i avfallet frigörs bland annat koldioxid och metan. Rötning är den vanligaste formen av biometanutvinning och avloppsreningsverk och samrötningsanläggningar står sammanlagt för 80 % av den totala mängden biogas som produceras i Sverige. Rötningsprocessen lämnar också kvar en näringsrik restprodukt som kallas rötrest, vilket kan användas som biogödsel inom jordbruket. Termisk förgasning bygger på att integrera metanisering och förgasning i samma process för att utvinna biometan med hög kvalitet ur främst skogsavfall. Utvinningen sker i flera steg och tar därför längre tid och med högre kostnader än rötning. Termisk förgasning är idag under utveckling och är än så länge inte ekonomiskt lönsamt.

Biometan som kommer direkt från rötning har ett lägre metainnehåll och används till största delen till värmeproduktion. Biometan som renas för att höja metanhalten över 95 % kallas uppgraderad. 63 % av all

biometan som produceras i Sverige uppgraderas till fordonsbränslekvalitet, vilket innebär att biometan renas från koldioxid, vatten och partiklar. Den uppgraderade biometan har en kvalitet som är likvärdig med naturgas.

Metangas är en brandfarlig gas som används som fordonsgas men också i industrier anslutna till ett metannätverk.

Naturgas

Naturgas är metangas hämtad från fickor under jordens yta. Ursprunget är organiskt material som förmultnat för många år sedan och är därmed en fossil gas. Metanhalten vid utvinningen kan variera från 70 % och uppåt. I det svenska nätet innehåller naturgasen typiskt 90 % metan och resten främst etan och propan. Naturgas är lukt- och färgfri. Metan är lättare än luft, vilket gör den säkrare genom att gasen snabbt blandas med luft om utsläppen sker i det fria. Naturgas är svår att komprimera och transportera, och lagras därför i gasform. Om naturgasen däremot kyls ner till minus 162°C övergår den till flytande form, så kallad flytande naturgas (LNG). Det är dock energikrävande att kyla ner gasen varför detta oftast endast är ett alternativ för till exempel båttransporter.

Fordonsgas

Majoriteten av all uppgraderad biometan används inom transportsektorn, som en beståndsdel i så kallad fordonsgas. Fordonsgas är naturgas med inblandning av biometan. Idag finns drygt 55 000 gasdrivna fordon i Sverige och majoriteten av dessa fordon är personbilar. Även inom kollektivtrafiken används fordonsgas och ungefär en fjärdedel av dagens bussar som går i kollektivtrafik drivs med fordonsgas. Antalet gasdrivna fordon i Sverige har dock under de senaste åren planat ut till förmån för eldrivna fordon. Eldrivna fordon har ökat mycket de senaste åren, medan gasdrivna fordon inte har sett samma utveckling. Fordonsgas nämns därför ofta som ett andra-alternativ till el, vilket bidrar till att allmänheten är mer fokuserade på och intresserade av omställningen till el. En viktig anledning till att gasbilar inte ökat är ekonomiska faktorer. Att biometaninblandning gör det mer miljövänligt med gasbil syns sällan i miljödebatten. Naturgas orsakar koldioxidutsläpp på 248 g/kWh, medan koldioxidutsläpp för biometangas är 46-97 g/kWh, beroende på vilken råvara som används vid tillverkning. För att ersätta naturgas helt med biometangas krävs utökad produktion av biometangas.

Fordonsgas innehåller en blandning av naturgas och biogas. Kemiskt är båda lika men ursprunget skiljer sig åt. Naturgas är fossil och biogasförnyelsebar.

Tankning med fordonsgas sker genom att handtaget ansluter till ett gasrör på bilen. När det blå handtaget är låst till bilen och den grön astartknappen intryckt början metan flöda från pumpen till bilen. När ett visst tryck uppnåtts i bilen avslutas gasflödet direkt.

Varför ser man naturgas som ett miljöalternativ i Europa när den är fossil?

Att man anser att naturgas är ett miljöbränsle har flera anledningar. Naturgas släpper ut 40 % mindre koldioxid än kol och 25 % mindre än olja. Utsläppen av tungmetaller, svavel, kväveoxider, stoft och sot, är väsentligt högre för kol och olja än för naturgas.

Naturgas bidrar därför till minskad klimat- och miljöpåverkan när man jämför med olja och kol. Att det blir mer ekonomiskt gynnsamt för industrierna har också gjort att många industrier har konverterat från olja, diesel och kol, till naturgas eftersom man kan göra besparing på reningsutrustning och även få lägre miljöavgifter. Dessutom höjer gasformiga bränsle verkningsgraden och effektiviteten i smältningsprocesserna, vilket leder till färre emissioner men också till ekonomisk lönsamhet. I jämförelse med olja och framför allt kol så är naturgas ett betydligt bättre miljöval. Konverteringen från kol till naturgas har pågått under många år i Europa och är ett stort steg mot en mer miljövänlig process. Med odörer och sot från stenkolsproduktion i närminnet så framstår naturgas verkligen som ett miljöbränsle. Men naturgas är trots allt ett fossilt bränsle, visserligen med mindre CO2-avtryck än andra fossila bränsle men fortfarande högt i förhållande till biometan. Min gissning är att det blir psykologiskt svårsmält för industrier som står inför konvertering från kol och olja att ta steget till naturgas om naturgas inte skulle ses som ett miljöbränsle. Att konvertera från naturgas till biometangas är ett betydligt mindre steg att ta. I och med att mängden biometangas idag är begränsad så kan inte alla byta från naturgas till biometangas på en gång. Fram till februari 2022 var det troligen mer hållbart att få fler att gå ifrån olja och kol till naturgas än från naturgas till biometan. Idag finns det nog ingen som ser naturgas som ett hållbart alternativ i och med restriktionerna mot Ryssland, så att satsa på naturgas och kalla det ett biobränsle är, helt enkelt, ingen hållbar idé.

Gasol

Propan, som är mer bekant som handelsnamnet gasol, kommer nästan enbart från fossila källor och är alltså inte förnyelsebar. Gasol är en gas som i huvuddel består av propan, men även andra lätta kolväten som butan, propen och etan. Sammansättningen gör att gasol brinner utan att sota. Gasol framställs vid raffinaderier genom att raffinera råolja men främst på naturgasterminaler, då naturgas lagras i flytande form och gasolgaser separeras från naturgasen. I Sverige kommer 70 % av all gasol från naturgas som produceras främst på naturgasfält, medan resterande del kommer från oljeraffinaderier. Gasol är mycket brandfarligt och klassificeras också som ett nervgift, då inandning av gasen kan orsaka syrebrist i hjärnan och även hjärtrytmrubbningar. Hantering av gasen är därför farligt och gasen måste lagras i en tryckkammare, cistern eller i ett tryckkärl där gasen har ett relativt konstant tryck.

Gasol är liksom metan brandfarlig. Gasol hanteras flytande medan metan i gasform.

Gasol är gasformigt vid rumstemperatur och atmosfärtryck, men vid lätt övertryck på 6-7 bar övergår gasol till vätskefas och väger då ungefär 500 kg/m3, hälften av vad vatten väger vid samma volym. Att transportera gasol i vätskefas blir därför fördelaktigt eftersom det kräver färre leveranser. Gasol benämns därför ofta Liquified Petroleum Gas (LPG) i internationella sammanhang. Vid förvaring i en cistern är större delen av gasolen vätskeformig, men det finns även gasformig gasol över vätskan. Den gasformiga gasolen kan används direkt om endast mindre mängder behövs, om större mängder behövs leds den vätskeformiga gasolen till en förångare där värme tillförs för att göra gasolen gasformig.

Gasledning eller transport med tåg och bil

Anledningen till att gasol främst används när det inte finns möjlighet att koppla upp sig på ett gasnätverk är att gasol är fördelaktigt att transportera flytande och metan fördelaktigt att leverera vida rörnätverk. Industrier belägna runt det västsvenska gasnätverket har ofta tillgång till metan, precis som stadsnätverken. Utanför dessa regioner används i stället gasol som distribueras med lastbil eller tåg. Avgörande för transportegenskaper är bränslets densitet och eftersom energidensiteten är lägre för en gas än bensin och krävs det fler leveranser av gas i jämförelse med olja för att få ut samma mängd energi. Om gasolen jämförs med naturgas, så har naturgas ett energivärde på 10,8 kWh/m3 och gasol har ett energivärde på 25,6 kWh/m3. Det är anledningen till att naturgas levereras via det svenska gasnätet, och sänker miljöpåverkan från transporter. Industrier som ligger nära hamnar där gasol importeras och lagras kan i stället koppla upp sig till ett lokalt gasnätverk.

En mellanlagringstank för gasol. Leveranser med tåg och lastbil fyller på flytande gasol till tanken. Tanken är anslutet till ett industrielltnätverk som förser ortens gasolanvändare med gas.

Biogasol

Gasolanvändningen i Sverige har minskat markant sedan millennieskiftet, från 6 TWh 2000 till knappt 4 TWh 2020 och beräknas minska ytterligare de kommande åren. Minskningen beror främst på framgången av nya, grönare alternativ, såsom biometan och biogasol. Biogasol är en restprodukt från framställningen av biodiesel och pappersmassa, som idag ofta blandas med vanlig fossil gasol för att göra gasolen mer miljövänlig. Så kallad grön gasol innehåller idag 20 % biogasol, men detta förväntas öka de kommande åren. Även ren, dvs 100 %, biogasol finns idag att tillgå, men i mindre utsträckning. CO2 utsläppen för gasol är 259 g/kWh, vilket är lägre än eldningsolja (288 g/ kWh) och kol (385 g/kWh) men högre än naturgas (248 g/kWh). Som jämförelse så släpper el med Sveriges elmix ut 125 g/kWh, men är beroende av hur elen är tillverkad. Grön gasol med en blandning av 20 % biogasol och 80 % fossil gasol släpper ut 217 g/kWh. Att byta från gasol till grön gasol eller biogasol är oproblematiskt, då samtliga gasblandningar har liknande sammansättning. Kostnadsmässigt är dock grön gasol idag dyrare är fossil gasol. Biogasol och biometan fick dock vissa skattebefrielser i början av 2021, vilket ledde till en prisminskning och kan i längden leda till större produktion och förbrukning av biogasol. Biogaskonvertering av aluminiumindustrin

Gasol komprimeras lätt till en vätska. Gasol som vätska har ca 250 gånger mindre volym än gasol som vätska. I kompositgastuberna kan duenkelt se nivån av vätska eftersom höljet är genomskinligt.

Inom aluminiumindustrisektorn finns det stora möjligheter för konvertering till biometan. Metallindustrin är redan den största användaren av naturgas, och naturgasen kan utan större processförändringar ersättas med uppgraderad biometan. Även orenad biometan kan ha en användning inom industrin för att värma lokaler. Idag använder sig metallindustrin av ca 1 TWh naturgas och 2 TWh gasol årligen. Om Sverige ska nå klimatmålen för 2045 kommer i stor utsträckning både naturgas och gasol att behöva ersättas av biometan och andra biobränslen. Man uppskattar att ungefär två tredjedelar av den energin metallindustrin använder skulle behöva komma från biometan och biobränslen om klimatmålen ska uppnås. Detta kommer kräva en stor omställning inom industrin och många företag är idag positivt inställda till att byta naturgas mot biometan. Dock är Sveriges egen produktion av biometan inte tillräcklig för att tillgodose hela industrisektorn i dagsläget. Det finns redan tillräcklig tillgång på material för att producera mer biometangas, främst inom jordbruket och skogsbruket, men produktionskapaciteten i Sverige är i dagsläget för låg. Om tekniken för att producera biometangas effektiviseras eller ges skattelättnader skulle produktionen av biometan i Sverige kunna utökas snabbare. Produktionspotentialen från allt avfall från jordbruket, skogsbruket och avfallssektorn i Sverige beräknas uppgå till över 30 TWh per år, vilket skulle vara mer än tillräckligt för att ställa om all industri i Sverige till biometangas. Det finns därför stor potential i biometangas ifall produktionen ökar och fler industrier väljer att ställa om till biometangas i stället för naturgas eller andra fossila bränslen.