Skip to main content
SLU publication database (SLUpub)

Report2014Open access

Åkerböna som råvara för bioraffinaderier : en studie av klimatpåverkan

Karlsson, Hanna; Ahlgren, Serina; Hansson, Per-Anders; Strid, Ingrid

Abstract

Företaget Eco Etanol AB har utvecklat ett koncept där helgrödesensilerade ärt-eller åkerbönplantor processas i en stationär tröska för att separera bönan från grönmassan. Grönmassan valsas sedan för att utvinna en proteinrik pressvätska och en fiberrik halmrest, och bönorna mixas i vatten för att separera proteinet från stärkelsen. Denna process resulterar i tre fraktioner: protein, stärkelse och fiber. Dessa fraktioner kan förädlas till en mängd olika produkter. I denna studie antogs att halmen förädlas till bränslepellets medan proteinet i bönan och pressvätskan används som djurfoder och stärkelsen används för etanolproduktion. Konceptet som helhet kallas i denna studie för bioraffinaderiet. Klimatpåverkan av de tre produkterna studerades med hjälp av metoden livscykelanalys (LCA). Studien inkluderar odling, skörd och ensilering, transport från fält samt processande och förädling till färdiga försäljningsbara produkter, och slutar vid fabriksgrinden vilket innebär att distribution av varorna till slutanvändare eller användning av produkterna inte inkluderats. Studien inkluderar inte heller byggnader och övrig infrastruktur. Åkerbönans kvävelevererande och luckrande effekter i växtföljden har beaktats. De emissioner som uppkommer från odling och bioraffinaderi fördelas över de tre samprodukterna med hjälp av ekonomisk allokering. Det innebär att en produkt som har ett högt ekonomiskt värde får en högre miljöbelastning. Resultatet för respektive produkt jämfördes också med ett antal referensprodukter som har samma eller liknande funktion som de studerade produkterna. Referensprodukterna var för proteinfoder: värmebehandlat rapsmjöl ExPro ®, sojamjöl och drank, för etanol: etanol producerad från vete och sockerbetor samt bensin, för briketter: skogsflis, flis av gallringsvirke och pellets. Datainsamlingen bygger delvis på uppgifter från företaget Ecoetanol at Sweden AB bland annat vad det gäller skörd, tröskans kapacitet och energibehov samt näringsanalyser som beställts av Ecoetanol at Sweden AB och utförts av Eurofins Food & Agro Testing Sweden AB. Eftersom prototypen för bioraffinaderiet inte var färdigställd när denna studie genomfördes så baserades en stor del av beräkningen på data från litteraturen och delvis också på egna antaganden t.ex. vad gäller kapaciteten på bioraffinaderiet. Resultatet visade att dieselanvändning vid odling samt lustgasemissioner från åkermark har störst påverkan under livscykeln, båda respektive ca 30 % av den sammanlagda påverkan på klimatet. Energianvändning och insatsmedel i bioraffinaderiet hade relativt begränsad påverkan på klimatprofilen. Viktigt att notera är att egenproducerade briketter antogs användas för processens värmebehov, vilket täcker en betydande del av processens energibehov. Klimatpåverkan för proteinfodret, etanolen och briketterna samt referensprodukterna presenteras i tabell 1. Proteinfodrets klimatpåverkan uppskattades till ca 0,16 kg CO2ekv per kg torrsubstans (TS) proteinfoder, ca 50-68 % lägre än de undersökta referensprodukterna. Klimatpåverkan per liter etanol (21,2 MJ) uppskattades till ca 0,43 kg CO2ekv, ca 76 % lägre än bensin, men 2,5 % högre än veteetanol och ca 84 % högre än etanol gjord på sockerbetor. Klimatpåverkan per kWh briketter uppskattades till ca 16 g CO2ekv, vilket var nästan 1,4 gånger högre än flis från gallringsvirke och 19 % högre än pellets och 90 % högre än skogsflis.
Årligen antogs ca 490 m3 etanol, ca 1000 ton proteinfoder och ca 5 600 MWh bränslebriketter produceras i bioraffinaderiet. Klimatpåverkan av den sammanlagda produktionen uppskattades till 462 ton CO2ekv per år. Detta kan jämföras mot referensprodukter med låg klimatpåverkan dvs. samma mängd produkter av sockerbetsetanol, flis från gallring och drank som ger upphov till ca 477 ton CO2ekv per år, eller referensprodukter med hög klimatpåverkan dvs. samma mängd produkter av bensin, sojamjöl och pellets vilket ger upphov till ca 1 440 ton CO2ekv per år. Ett antal känslighetsanalyser genomfördes. Störst påverkan på produkternas klimatpåverkan (+21%) gav en sänkning av skörden till normskörd samt förändrade antaganden vad gäller lustgasemissioner från kvävet i rot och skörderester (+27%). Jämförelsen mellan bioraffinaderiets årliga produktion och samma mängd referensprodukter påverkades mest om markkolsförändringar inkluderades i analysen av sojan. Det gav 73 % reduktion i klimatpåverkan för bioraffinaderiet jämfört med referensprodukter med hög klimatpåverkan. I grundanalysen var motsvarande reduktion 68 %. Sammanfattningsvis: att investera och driva det studerade bioraffinaderiet kan ge stora klimatvinster, men bara om det är miljöbelastande produkter som ersätts på marknaden. Om produkter med hög klimatpåverkan (fossila bränslen och sojamjöl) kan ersättas kan en minskning på ca 68 % uppnås. Om bioraffinaderiets produkter istället ersätter andra produkter som redan har en låg klimatpåverkan (bioetanol och drank) uteblir i princip vinsten (minskning med endast 3 %). Det är således viktigt att investeringen leder till en expansion av marknaden för produkter med låg klimatbelastning, och inte bara en inbördes omfördelning.

Keywords

LCA; proteinfoder; bioetanol; briketter

Published in

Rapport (Institutionen för energi och teknik, SLU)
2014, number: 067
Publisher: Institutionen för energi och teknik, Sveriges lantbruksuniversitet