Stora negativa utsläpp av koldioxid kan skapas på Sveriges massabruk genom att nyttja regional grot

Bakgrund

De flesta av IPCC:s scenarier i linje med Parisavtalets 1,5°C-mål kräver negativa emissioner. Dessa kan skapas genom att koldioxid fångas in och lagras långsiktigt i till exempel gamla gasfält, så kallad Carbon Capture and Storage (CCS). Generellt kan koldioxidinfångning användas i två syften: (1) antingen för att fånga in fossil koldioxid från sektorer som är svåra att ställa om; eller (2) för att skapa negativa emissioner genom att fånga in biogen koldioxid (Bio-CCS).

EU har som långsiktigt mål att vara klimatneutralt till 2050. För Sveriges del anger det klimatpolitiska ramverket att vi ska nå nettonollutsläpp till 2045 och därefter ha negativa utsläpp. Det kräver stora utsläppsminskningar, men också kompletterande åtgärder. En viktig sådan åtgärd är infångning, avskiljning och långsiktig lagring av koldioxid från förnybara källor (bio-CCS).

Bio-CCS och massabruk

Sverige har goda förutsättningar för bio-CCS. Detta eftersom man kan bygga vidare på den omställningsresa som redan gjorts i många industrisektorer när fossil energi bytts mot bland annat restprodukter från skogsbruket och skogsindustrin. Inom skogsindustrin och fjärrvärmesektorn finns stora punktutsläppskällor av biogen koldioxid. Att ha de biogena utsläppen samlade är fördelaktigt vid en implementering av bio-CCS. Statens offentliga utredning ”Vägen till en klimatpositiv framtid” anger en målsättning för bio-CCS på 1,8 miljoner ton/år till 2030 och 3–10 miljoner ton/år till 2045. Den nyligen beslutade omvända auktioneringen är styrmedlet Sverige valt för att åstadkomma dessa negativa utsläpp. Kort kan systemet beskrivas som att den som kan leverera bio-CCS till lägst kostnad vinner anbudsförfarandet (Regeringen, 2021).

De stora massabruken är idag de största punktutsläpparna av biogen koldioxid i Sverige där flera av dem ligger på över 1 miljon ton/år. Att fånga in koldioxid vid dessa anläggningar skulle kunna skapa stora negativa utsläpp, men en sådan process är också energikrävande. Om inte det ska påverka brukens ordinarie verksamhet måste en betydande mängd biobränslen levereras dit för att driva infångningsprocessen. Det finns flertalet tidigare studier av bio-CCS som fokuserar på kostnad för infångning och behov av processånga utifrån ett teknoekonomiskt perspektiv. Den här studien syftade till att komplettera tidigare forskning med att zooma in på hur det extra energibehovet kan täckas. Det gjordes genom att i en fallstudie analysera fyra massabruks interna process och deras regionala kontext med avseende på tillgänglig biomassa och konkurrens om den samma.

Arbetet är en del i ett större forskningsprojekt finansierat av Energimyndigheten och lett av Chalmers som tar sikte på den svenska industrins omställningsresa mot nettonoll till 2045.

Metod

En fallstudie med fyra massabruk (Värö, Mönsterås, Skutskär och Östrand) genomfördes för att visa på möjligheten att använda regional grot för att driva koldioxidinfångningsprocessen. Analysen utgick från bibehållen produktion och ingen övrig effektivisering genomfördes. Steg ett var att analysera massabrukens interna energibalans i detalj för att se om överskottsånga i rätt tryck och temperatur fanns tillgänglig. I analysen kartlades sedan tillgänglig regional grot i anslutning till massabruken. Dagens grotanvändning i fjärrvärmesektorn kartlades också för att skapa en bild av konkurrenssituation och möjligt överskott som skulle kunna användas för att skapa negativa utsläpp.

Kort kan metoden beskrivas som att massabruken analyserades var för sig med ett upptagningsområde för grot avsedd för bio-CSS på 0–200 km. När upptagningsområdet för grot ökar kommer också fler av dagens värmeverk in och konkurrerar. Olika nivåer av koldioxidinfångning, olika upptagningsområden för grot samt leveranskostnad i relation till infångning analyserades.

Figur 1. De fyra massabruken inkluderade i casestudien visas med gröna symboler samt deras upptagningsområdet för den grot som krävs för att driva koldioxidinfångningsprocessen som svarta cirklar, upp till 200 km. Värmeverken som använder grot och därigenom konkurrerar om samma sortiment visas med orange symboler.

Resultat och diskussion

I analyserna för casestudierna framkom att möjligheten och kostnaden för koldioxidinfångning inte bara påverkas av förutsättningarna på massabruken utan också starkt kopplar mot regionala försörjningsmöjligheter av biobränsle för att driva processen. I casestuden valdes regional grot vilket gör att konkurrenssituationen spelar stor roll. Mindre befolkningstäta och industrialiserade regioner har bättre förutsättningar att kostnadseffektivt skapa negativa utsläpp.

Av analysen framgår att massabruket Östrand kan nå sin maximala infångning, 81 procent av de biogena koldioxidutsläppen, genom att nyttja regional grot från närområdet, inom cirka 80 km (tabell 1 och figur 2). Skutskär har också möjlighet att nå sin maximala potentiella infångning, 81 procent, men måste då lite längre ut i regionen, cirka 130 km. I analysen har det antagits att Stockholm Exergis Värtaverk inte kan försörjas av grot uteslutande från närområdet utan förlitar sig på mer långväga tåg- och båtalternativ och därigenom inte påverkar Skutskärs möjligheter till regional grotförsörjning. För de två södra bruken, Mönsterås och Värö, råder en mer uttalad konkurrens om groten vilket påverkar hur mycket koldioxid som kan fångas in genom regional överskottsgrot (Tabell 1, Figur 2).

Tabell 1. Potential för koldioxidinfångning baserad på anläggningarnas egenskaper, tillgången på överskottsgrot samt den kombinerade potentialen då båda dessa aspekter beaktas.

Figur 2. Andel av massabrukens totala biogena CO2-emissioner som kan fångas givet olika stora upptagningsområden för grot.

Vid storskalig Bio-CCS-implementering kommer den systemmässiga kostnaden bli avgörande. Utöver vad som analyserats här tillkommer kostnaden för koldioxidhantering, transport och lagring. I det sammanhanget ligger de fyra casestudieanläggningarna dock strategiskt med hamntillgång och väl utbyggd infrastruktur och dessutom vana att hantera stora råvaruflöden in.

Slutsats

Det finns en stor potential för Sveriges massabruk att skapa ytterligare klimatnytta genom att fånga in redan biogen koldioxid och på så vis skapa negativa utsläpp. Totalt för de fyra massabruken handlar det om negativa utsläpp på 4,6 miljoner ton koldioxid per år vilket motsvarar cirka 10 procent av Sveriges inhemska utsläpp. Outnyttjad regional grot, som annars skulle förmultna på hygget, kommer in som möjliggörare för koldioxidinfångningsprocessen. För skogsägaren öppnas en ny stabil marknad för grot och för massabruken en ny intäktsmöjlighet genom värdet på klimatnyttan. Hur mycket koldioxid som kan fångas in och till vilken kostnad är starkt beroende av tillgänglig mängd grot i regionen vilket gör att stora nationella skillnader finns. I norra Sverige, där grot i många fall är en outnyttjad resurs, kan koldioxid fångas in till lägst kostnad.