08 februari, 2008

Etanolen och växthuseffekten

Biobränslen ger mer utsläpp av växthusgaser, ropar medierna ut idag igen och baserar sig på två nya artiklar i Science. Det har blivit väldigt ”inne” att skriva ner biobränslen och peka på att de inte ger någon minskning i växthusgasutsläpp jämfört med fossila bränslen. Jag är väl inte heller övertygad om att etanol i bränsletanken leder till guld och gröna skogar, men man ska väl inte överdriva åt endera hållet.

Enligt författarna i en av Science-artiklarna1 som jag har läst, har man tagit hänsyn till effekter av förändrad markanvändning, genom att skogsmark världen över görs om till jordbruksmark. Och det gör enligt författarna en väldig skillnad. I ett första steg har man gjort uppskattningar om hur världens markanvändning påverkas när USAs jordbruk ställer om från livsmedelsproduktion till drivmedelsproduktion, vilket i sig naturligtvis rymmer många osäkerheter. I steg två beräknar nettoavgångenförändringen av kol i mark och växter av förändrad markanvändning och det är framför allt där jag (som markvetare) har invändningar. Man verkar ha gjort en rätt detaljerad analys över hur markanvändningen kan tänkas förändras, (hur väl den nu stämmer…?), men när det gäller markkolet har man nog gjort det lite för enkelt för sig.

För det första så räknar man, efter vad jag har lyckats förstå i alla fall, med att skogsbiomassan som försvinner bränns eller ruttnar bort utan att utnyttjas till energi. Och för det andra så räknar man schablonmässigt med att marken förlorar 25% av kolinnehållet i översta metern när man går från skog till jordbruk. Till grund för det ligger två review-/metaanalys-artiklar 2,3 från 2002, som jag har tittat igenom och där är man väldigt försiktiga med slutsatser, eftersom man har ett litet dataunderlag att basera analyserna på. Dessutom trycker man på kolförlusterna beror på en mängd olika faktorer, både klimat, typ av skog och jordbruksmetoder. Effekten på markens kolförråd av att omvandla skogsmark till jordbruksmark är inte så enkelt som att det alltid försvinner 25%, som man räknar på i Scienceartikeln.

Slutsatsen som jag drar av Science-studien är att skötselåtgärder för både skogsmark och jordbruksmark är otroligt viktiga för kolförråden och att en förändrad markanvändning kan ha konsekvenser för nettoutsläppen av växthusgaser. Studien visar nog mest på den potentiella risk som finns med biobränslen på jordbruksmark om man inte brukar marken rätt. De absoluta siffrorna däremot ska man ta med ett stort lass salt.

Referenser:
1. Timothy Searchinger, Ralph Heimlich, R. A. Houghton, Fengxia Dong, Amani Elobeid, Jacinto Fabiosa, Simla Tokgoz, Dermot Hayes, and Tun-Hsiang Yu (2008) Use of U.S. Croplands for Biofuels Increases Greenhouse Gases Through Emissions from Land Use Change Science DOI: 10.1126/science.1151861

2. Murty D, Kirschbaum MUF, McMurtrie RE, McGilvray A (2002) Does conversion of forest to agricultural land change soil carbon and nitrogen? a review of the literature. Global Change Biology 8:105-123.

3. Guo LB, Gifford RM Soil carbon stocks and land use change: a meta analysis Global Change Biology 8: 345-360.

10 kommentarer:

Harald Cederlund sa...

Själv lyckades jag inte få tag i ngn av Scienceartiklarna idag - verkar inte som att SLU-biblioteket prenumererar på Science Express så jag avstår tills vidare att kommentera (åtminstone på min egen blogg).

Men även om man inte helt säkert kan uppskatta den absoluta storleken på koldioxidavgången så tycker jag nog ändå intuitivt att det låter rimligt att en omställning från skogsmark till jordbruksmark innebär att kolförrådet i marken kommer att minska avsevärt och att det är viktigt att inte bortse från den aspekten när man räknar på ett bränsles koldioxidbudget. (Vilket man ju har gjort tidigare.) Och då jag personligen var ganska skeptisk till det lämpliga med biobränslen producerade på jordbruksmark redan tidigare (då jag ansåg att de åtminstone gav reduktioner av koldioxidutsläppen) kan jag ju inte direkt påstå att jag blir positivare inställd av det här...

Sedan är det ju intressant att som du skriver diskutera hur vi kan sköta vår befintliga jordbruksmark på ett sånt sätt att vi ökar halten organiskt material i marken. Kanske går vägen genom ökad användning av organiska gödselmedel, genom odlingssystem utan plöjning eller så ska man satsa på "Black Carbon"?

Mats Fröberg sa...

Ja biobränslen på jordbruksmark verkar rätt tveksamt, men mycket verkar bero på hur man gör det. Det är så många aspekter att ta hänsyn till när det gäller biobränslen, så jag blir alldeles förvirrad! Helt klart ett intressant och viktigt forskningsområde.

Magnus Andersson sa...

Tjena etanol-relativister ;)

Jag har inte läst dessa nya rapporter, och nu får jag be om ursäkt, men jag skrev just en rad påståenden i en annan vanlig enkel blogg, fär att förklara varför jag ser etanol som hopplöst dålig, och det klipper jag in här. Kursiv text nedan, minimalt ändrad.

Jag söker alltså visa att etanol är hopplöst fel Kommentera gärna!

Vissa detaljer, såsom 10 ggr högre CO2-emissoin för palmoljeetanol vicavi fossilbränsle kan lika gärna vara 5 eller 20 ggr högre utsläpp (jag tror att det ligger i den vida häraden) men övriga siffror tror jag är försedda med "kansken" och de är approximativt korrekta.

START:

Jag har ett några saker att säga. Du talar om intressen. Det finns enormt stora intressen och enormt stor prestige i detta, och då menar jag enorma subventioner i biobränslet, kanske mångmiljardbelopp bara i Sverige.

För det andra förlorar inte biltillverkarna -- i alla fall inte kortsiktigt -- på att vara för etanol. De får del i det genom att de säljer teknik och bränslet. OK-Q8 fixade palmoljebränslet t ex. (Gav 10 ggr högre CO2-utsläpp och hotar att utropa Malaysias apor.)
-

Nästa sak är att det försvinner regnskog i Brasilien och att det beror på brist på odlingsbar mark, men allt mer mark används för att odla för subventionerad etanol. Källa: Miljörapporten

Lösning? En första klok sak vore att sluta med etanol, och det har miljömässiga fördelar då det *alltid* minskar CO2 (se nedan). Så det borde man göra.
-

Nästa sak är att Brasilien bränner mycket olja och kol för att få energi (wikipedia). En del av den energin används när man ska göra om sockerrör till etanol. Även om man säger att sockerrör är effektiv att göra etanol på så innebär det bara att mindre energi sätts in. Kanske 60 procent av energiinnehållet i etanolen? För vete eller majs är kan det vara 100 procent eller mer. Men även om det bara skulle sättas in 25 procent (vilket knappast är möjligt vid produktion i dag) så skulle CO2-utsläpp reduceras mycket mer om man istället för att göra etanol brände sockerrören (eller den växt man odlar på marken) direkt! Då kan man få ut energi i form av värme och/eller el som ersätter den fossila energin i Brasilien.
-

Nästa sak är att etanolen, eller andra biobränslen, endast kan tillgodose fordon med 5 eller 10 procent biobränsle. Resten måste fortsatt vara fossilt. Detta kom forskning fram till som presenterades i Nature förra året (Guardian). Där stå att 10 procent inblandning i fordonsbränslet tar 40 procent av Europas (högavkastande) åkrar i anspråk.
-

Sammanfattning:
Etanolen är alltså ingen lösning för fordonstrafiken. Den bör realistiskt räcka till maximalt till 1/20 av behovet. Men om man istället för att göra etanol av växterna bränner dem och med all energi man får ut ersätter fossilkraft, ja då sänker man CO2 MYCKET MER än om man i en energikrävande process omvandlar växten till etanol, och sen bränner etanolen i en bilmotor.

Att etanolen är så stort nu beror på subventioner, och Brasilien är glada att få pengar från Europa, och OK-Q8 är glada att köpa och sälja etanol och annat som inte sänker CO2 utsläppen. Problemet är att dessa subventioner i dag leder till att skog på Malaysia, i Brasilien samt på andra håll bränns för att skapa odlingsmark. Och även om inte just etanolbönder i Brasilien bränner regnskog (men det gör de delvis) bidrar deras markanvändande till att andra bönder bränner regnskog.

Och även om vi skulle bränna varenda regnskog på jorden och odla etanol på den marken skulle det inte på långt när räcka till alla världens bilar (Europa har ju på sätt och vis bränt sin "regnskog", men ändå räcker inte alla åkrar till att producera mer än 25 % av vårt etanolbehov för den fordonstrafik som motsvarar kanske 15-20 procent av fossilbränslena.) Tänk på det.


-

Nå? Fick ni några funderingar ...eller aha-upplevelser :-) ?

Magnus Andersson sa...
Den här kommentaren har tagits bort av skribenten.
Magnus Andersson sa...
Den här kommentaren har tagits bort av skribenten.
Magnus Andersson sa...

Ska kanske skriva, för den som inte orkat sig igenom min kommentar, att jag anser att inget kan försvara etanol-satsningar eller etanolproduktion!


Jag vet att Christian Azar på riksdagens hearing om energi och klimat sa att man i alla lägen måste göra en kalkyl om det inte finns bättre sätt att använda växten på, och han sa då att spannmåls- majs- och annan etanol inte var vettigt, men att möjligen sockerrörsetanol var det. Han lät alltså ganska negativ. Men trots det uppmuntrade ha till forskning.

Jag kan tänka mig att han kände sig tvungen att anta en position inte alltför långt ifrån politikernas position, vilka redan satsat enorma belopp på etanolen samt att vi importerar 80 procent av vår etanol från Brasilien.

Men jag hävdar alltså att även om viss etanol är CO2-sänkande så är alternativet att elda växten eller odla en ren energigröda på marken långt bättre.

Man måste alltså göra kalkyler på alternativen. En slags "affärsmässig CO2-kalkyl" (egentligen optimalt energiutnyttjande).


Till bilden hör att hela etanolindustrin uppbyggd på subventioner (direkta stöd och skattesubvention), så det liknar mest en slags planekonomisk verksamhet som nu går av sig självt, men som inte förbättrar miljön, vare sig för regnskog, ur fossilreduktions och CO2-minskningssynpunkt eller ur fattigdomsbekämpningssynpunkt (mat som minskar i tillgång och ökar i pris).

Dessa sista nackdelar är dock inte menade som argumentation mot etanol, utan den argumentationen är redan avklarad i CO2-kalkylerna där alternativen är effektivare. Detta med regnskog och matbrist är bara sådant som jag menar följer av en stor politisk satsning. Alltså en satsning som kan kallas planekonomi. Det var mest tänkt för att skapa förståelse för etanolens volymmässiga framgångar trots att den kostar pengar i subventioner och relativt skadar miljö (CO2 och regnskog) och människors välstånd (matpriser plus ev. de två skadorna i föregående parentes).

Att avveckla etanolen genom att ta bort dess subventioner torde ju även utmana i dag starka intressen inom etanolbranschen (den bransch som maximalt bara kan försörja rullande fordon med kanske 5 procent av bränslet på ett hägst mediokert CO2-reducerande sätt, och relativt alternativen CO2-emitterande sätt).

Mats Fröberg sa...

Ja, det är inte lätt att veta vad som är sant eller inte i olika studier, eller vilka effekterna blir av olika sätt att framställa energi.

Hur man än vänder sig, så har man rumpan bak verkar det som!

mj sa...

Jag måste säga att det inte är så ofta jag håller med Magnus i miljösammanhang, men i fallet etanolsubventioner är vi överens. Jag tror över huvud taget att subventioner är ett mycket dåligt sätt att påverka beteenden, oavsett område. Det leder till att man artificiellt tvingar utvecklingen åt ett visst håll, som inte alls behöver vara ett bra håll. Titta bara på hur etanolsubventioner används i USA idag för att köpa röster av majsbönder. Bättre är att satsa på forskning och någon form av cap-and-trade-system (bättre utformat än dagens) där dåliga tekniker betalar och låta marknaden bestämma vad som är bättre alternativ.

Men, några av de alternativ som Magnus för fram, som att odla energiskog löser inte problemet med fordonsbränsle. Det skulle leda till att man sparar in en del fossilt bränsle i elproduktionen, men man behöver fortfarande en energibärare som är lämplig i dagens förbränningsmotorer. Fram tills dagen kommer då bränsleceller / batterier / ultrakondesatorer eller vad det nu blir är effektiva nog för att man skall kunna frångå förbränningsmotorn behöver man arbeta fram en alternativ energibärare, men det är en uppgift för forskning och marknad, och inte för röstköpande politiker.

Matte sa...

Finnarna lyckades göra disel av skogsavfall i en storskalig pilotanläggning. Efter inte allt så länge behövde de inte tillföra energi till processen via fosilbränslen utan kunde självförsörja med energi samt ta ut hyffsat med slutprodukt. Problemet kom när flis priset rusade i höjden, har inte hört något mer om saken sedan dess. Har tyvärr inga siffror på hur mycket disel de kunda framställa netto men det gick tydligen ganska bra i början.

Anonym sa...

Tveksam till att en jordbruksmark kan binda mer kol än en skog.