Framtiden med biokol – ett helhetsgrepp på nya hållbara värdekedjor
Även om industrins omställning innebär en hög grad av elektrifiering kommer det alltjämt krävas insats av kolatomer för olika materialapplikationer, som i metallurgiska processer och batterier. Biokol ses som ett nyckelmaterial för att komma ifrån fossilt kol, samtidigt som det finns förväntningar att biokol ska användas som kolsänka och bidra till negativa utsläpp. Nya användningsområden ställer nya krav på försörjningskedjor, produktkvalitet och marknader för biokol. Detta tvärvetenskapliga doktorandprojekt tar sin utgångspunkt i uppbyggnaden av storskalig produktion av biokol för att möta framtidens utmaningar, särskilt för användning i industrin. Vi utforskar möjligheter för och hinder mot utvecklingen av biokolsystemet från tre, delvis överlappande, hållbarhetsperspektiv för biokolets hela värdekedja: socioekologi (råvaruförsörjning), teknoekonomi (produktion och användning) och socioekonomi (marknader och styrmedel).
Industrin står för runt 40% av energianvändningen i Sverige. Industrins energianvändning förväntas vara minst lika hög 2040 men med fossila bränslen ersatta främst av el. I olika materialapplikationer, som elektroder, anodmaterial och i metallurgiska processer, behövs ändå kolatomer, och fast kol från biomassa (biokol) ses som ett nyckelmaterial. Samtidigt finns det förväntningar på biokol som kolsänka för att uppnå negativa utsläpp. Efterfrågan på biokol förväntas öka kraftigt och bedöms till 2040, bara för den svenska järn-/stålindustrin, uppnå 200–300 kton per år, även med masugnsbaserad ståltillverkning ersatt med vätgasbaserad reduktion. Inhemsk biokolproduktion uppgår idag till ca 2 kton per år, främst för jordförbättring och grillkol och mycket lite av industriellt godtagbar kvalitet. Behovet att bygga upp system för industriell försörjning av biokol som möter dagens och framtidens hållbarhets- och kvalitetskrav är därför stort.
Biokolsystemet bör betraktas som ett sociotekniskt system. För att få en helhetsbild om hur en till stora delar helt ny biokolsindustri kan komma till stånd krävs en tvärvetenskaplig ansats som studerar systemet ur olika perspektiv. Projektet utgår därför från tre olika hållbarhetsperspektiv: socioekologiskt med fokus på råvaruförsörjning, teknoekonomiskt med fokus på produktion och användning, och socioekonomiskt med fokus på marknader och styrmedel. Råvaruförsörjning kommer med en rad kriterier som måste uppfyllas, kopplat till bl.a. ursprung, kvalitet, kostnader och möjlighet att integrera med befintliga råvarusystem. Ur svenskt perspektiv hamnar fokus för ökad bioenergianvändning ofta på olika skogsrelaterade restströmmar. Hållbarhetsaspekten för dessa råvaror är dock under konstant diskussion i ett komplext policylandskap, där mål om förnybar energi, skogen, inlagring av kol, LULUCF mm ofta står i konflikt med varandra.
Marknader för biokol bara för stålindustrins behov kan skattas till ca 2 000 Mkr. En kritisk marknadsaspekt gäller konkurrens med framväxande råvarubehov från andra sektorer, t.ex. hållbara flygbränslen eller kemikalier. Tidigare forskning visar att introduktion av biomassa i järn- och stålindustrin skulle medföra regionala omfördelningseffekter och ny konkurrens, med förändrad marknad och potentiellt förändrad lönsamhet för biomassaanvändning såväl i järn- och stålindustrin som i andra sektorer. Hinder för en utbyggnad av biokol kan även förekomma i form av marknads- och politikmisslyckanden, vilket kan komma att kräva nya eller utökade samhällsekonomiskt motiverade styrmedel. Medan fossilt kol handlas globalt , är den internationella marknaden för hållbart biokol för industriella tillämpningar fortfarande under uppbyggnad, och möjlighet att i framtiden importera tillräckliga volymer är osäker.
Om projektet
Projektet finansieras av Energimyndigheten inom ramen för Forskarskolan Energisystem (FoES) och pågår fram till september 2029. Tre doktorander är involverade i projektet tillsammans med professor Robert Lundmark och professor Elisabeth Wetterlund (projektledare) från Luleå tekniska universitet, samt docent David Agar och docent Dan Bergström från Sveriges lantbruksuniversitet.
Kontakt
Uppdaterad:
Sidansvarig: Forskning