4. Miljøkonsekvenser

 
 
>> 4.1 Klimagassutslipp
>> 4.2 Utslipp til luft
>> 4.3 Aske fra biomasse
>> 4.4 Bærekraftkriterier for biomasse

 

 

Miljøkonsekvensene ved bruk av bioenergi kan skje ved produksjon og uttak av biomassen, ved transport og ved forbrenning. Miljøkonsekvensene er mer sammensatte enn for andre fornybare energikilder. Uttak og produksjon av biomasse kan ha omfattende brukerkonflikter, for eksempel i forhold til matproduksjon og vern av naturressurser. Med storskala produksjon av biomasse, finnes det en risiko for redusert biodiversitet og forringelse av produktive arealer gjennom erosjon.

I dag produseres det mye bioenergi med utgangspunkt i restprodukter som har lav alternativ verdi. F.eks. produseres pellets og briketter fra sagflis og kutterflis på sagbruk. Disse gir også liten miljøpåvirkning ved produksjon av ressursen, ettersom biomasseressursen blir produsert og tatt vare på likevel. Det er ikke uvanlig at utnyttelse av restproduktet til energiformål gir en miljøgevinst, ettersom det ellers ville ha forurenset på ulike måter.

Dersom bioenergi skal ta over for fossile brensler i stor skala, vil imidlertid den relative andelen av energien som kommer fra restprodukter minske. Hvis for eksempel 10 prosent av verdens bensinforbruk skal erstattes med alkohol fra sukkerrør, må Brasil 40-doble sin produksjon [Nature, 2006]. I et slikt scenario vil restprodukter fra sukkerproduksjon utgjøre en liten andel av råvaren. Det er derfor viktig å forbedre kunnskapsgrunnlaget når det gjelder de samlede konsekvensene av en storskala utnyttelse av bioenergi.

Bærekraftig produksjon av biobrensel i stor skala er avhengig av en ansvarlig forvaltning av naturressursene. Land som for eksempel Brasil og Malaysia har viktige regnskogressurser, og det ligger en utfordring i å sikre at eksport av bioenergi fra slike land ikke fører til rovdrift på naturressurser, kommer i konflikt med lokal matproduksjon eller naturverninteresser, eller involverer sosial dumping i land med svakt vern av arbeidsvilkår.

 

4.1 Klimagassutslipp

En viktig fordel med bioenergi er at bruken av den regnes som nøytral med hensyn på klimagasser. Det karbondioksidet som dannes ved forbrenning er tidligere tatt opp av planten, og representerer derfor ikke noe nettoutslipp så lenge de stående bioenergireserver ikke utarmes. En kompliserende faktor er imidlertid virkningen på karbon som er bundet i jorden under planten. Her mangler det fortsatt mye forskning før vi har en fullstendig forståelse av prosesser og systemeffekter.

Det er viktig å understreke at nøytralitet i forhold til klimagasser avhenger av en bærekraftig skogdrift og produksjon av biomasse. Det må ikke tas ut mer skog, sukkerrør eller lignende enn det som vil vokse opp igjen. Hogst og uttak av biomasse til energi, som skjer i for stor grad, uten ny planting og bærekraftig drift kan føre til økt ørkenspredning, at regnskogene forsvinner og mindre CO2 kan tas opp av skogen fra atmosfæren. Hvert år forsvinner 130 000 kvadratkilometer tropisk skog på grunn av hogst, veier, landbruk, plantasjer og industri.

Uttaket, transporten og videreforedlingen av biomassen og biobrenselet vil også bidra med klimagassutslipp hvis man ser på en livsløpsanalyse.

I debatten om bruk av biomasse fra skog til energiformål har man i den senere tid også diskutert tidsaspektet ved klimagassutslipp. Vi ønsker jo å redusere klimagassutslipp raskt for å unngå å komme i en situasjon hvor naturen selv akselererer egne utslipp, en situasjon ofte betegnet som ”tipping point”. Da vil for eksempel temperaturen være økt såpass mye at permafrosten mange steder tiner, med tilhørende utslipp av metangass.

Når vi tar ut tømmer, reduseres skogens karbonlagringsevne. Samtidig vil mye biomasse, bl.a. røtter og hugstavfall som ikke tas ut, råtne og dermed produsere CO2. På denne måten kan CO2-konsekvensen, når vi bruker biomasse fra skogen til energiformål, i sum tenkes å være negativ, når man legger et forholdsvis kortsiktig tidsperspektiv til grunn.

 

4.2 Utslipp til luft

Forbrenning av biomasse leder som regel til dannelse av uønskede utslipp til luft. Dette handler først og fremst om uforbrente gasser og partikler (CO, PAH, TOC), NOx, SO2, støv, tungmetaller og dioksiner. Moderne forbrenningsteknologi og metoder samt gode renseløsninger gjør det som regel mulig å redusere utslippene til akseptable nivåer, ofte med god margin til grenseverdiene som myndigheten setter.

Uforbrente gasser og partikler inneholder energi når de forlater skorsteinen. Å unngå utslipp av slike partikler ved bedre mer rentbrennende ovner er derfor ikke bare miljøvennlig, det er også god økonomi og utnytte all energien inne i brenselet. Utvikling av forbrenningsteknologi som minimaliserer dannelse av flyveaske og renseteknologi som effektivt kan håndtere disse avfallsstrømmene er viktige komponenter for å bedre økonomien for bioenergi.

Utslippene unngås ved å sørge for at brenselet har tilstrekkelig lang oppholdstid i forbrenningssonen i ovnen slik at alt brennes ut. Ovnen må være tilfredsstillende konstruert og operatøren må finne driftsrutiner der temperaturen (800-850 grader C), innmatingshastighet, oppholdstid i brennkammer (1,5-2 sekunder) lufttilførsel med mer er tilpasset. Moderne ovner med velutformede sekundærbrennkammere og tilførsel av sekundær og tertiærluft skaper gode forutsetninger for å få dette til. Utfordringen er kanskje først og fremst knyttet til at ovnen ofte skal levere varierende varmemengder over kort tid, og kanskje viktigst; brenselkvaliteten varierer mye mellom hver leveranse, særlig med tanke på fuktinnhold, finstoff, brennverdi mm.

Utslipp av partikler og støv består for det meste av flammesot, flygeaske og karbon i uforbrent flygeaske. Flammesot er veldig små partikler som dannes når oksygentilførselen er utilstrekkelig. Flygeaske oppstår når primærluft tilføres brenselet og drar med seg partikler inn i strømmen av røykgasser. Både flygeaske og flammesot kan fjernes ved hjelp av ulike rensemetoder. Bruk av multisyklon fjerner hovedmengdene, men skal renseeffekten være best mulig er posefilter eller elektrofilter å foretrekke. Begge de sistnevnte løsningene kan rense 99% av partikkelutslippene bort. Elektrofiltere er imidlertid forholdsvis kostbare.

Forbrenning og forgassing av biomasse gir ofte lavere utslipp av nitrogenoksid enn forbrenning av fossile brensler. Utslippene av svoveldioksid er også lave, da trevirke normalt inneholder lite svovel. Likevel må større anlegg ha rensing av eksos og/eller produktgass dersom man ikke skal få miljøskadelige utslipp til luft. De fleste renseprosesser er laget slik at det ikke oppstår utslipp til vann

Statistisk sentralbyrå anslår at små ildsteder fortsatt er en betydelig kilde til partikkelutslipp i tettsteder, selv om rentbrennende ovner nå utgjør ca. 30 prosent av alle ildsteder. Små, moderne pelletsovner og -kjeler gir lavere utslipp. Utslippene fra en vedovn avhenger i stor grad av kunnskapene til brukeren.

Bioenergiteknologier bidrar også positivt til løsning av miljøproblemer gjennom sluttbehandling av avfall i forbindelse med avfallsforbrenning, gassifisering av farlig avfall og produksjon av biogass fra våtorganisk avfall.

 

4.3 Aske fra biomasse

 

Forbrenning av faste brensler gir også opphav til både bunnaske og flyveaske. Bunnasken kan ofte deponeres på vanlige deponier, og i noen tilfeller benyttes som fyllmasser. Flyveasken er mer problematisk, fordi den inneholder bl.a. helseskadelige tungmetaller. For å unngå at disse lekker ut må flyveasken enten deponeres på spesialdeponier eller inngå som tilslagsmateriale i sementproduksjon. Studier har vist at tungmetallene blir varig bundet i sementen. Utvikling av forbrenningsteknologi som minimaliserer dannelse av flyveaske og renseteknologi som effektivt kan håndtere disse avfallsstrømmene er viktige komponenter for å bedre økonomien for bioenergi.

 

4.4 Bærekraftkriterier for bioenergi

Utnyttelse av bioenergi vil i de fleste tilfeller innebære ulike typer påvirkning av natur og miljø. Et eksempel på dette kan være biodrivstoff som er basert på palmeolje som råstoff. Dersom slikt drivstoff erstatter fossil diesel vil de fleste oppfatte at tiltaket innebærer en positiv klimaeffekt, fordi man da bruker en fornybar ressurs som inngår i karbonkretsløpet. Men dersom produksjon av palmeolje betyr avskoging av tropisk regnskog kan det i sin tur ha negative miljøkonsekvenser, bl.a. fordi det frigjør klimagasser gjennom nedbryting av organisk restmateriale og reduserer biodiversitet ved at skogen erstattes med plantasjer og introduserer monokultur.

I en tid da internasjonal handel med biobrensel begynner å få et betydelig omfang, er det viktig å få på plass et internasjonalt regelverk og systemer som kan garantere opprinnelsen til en ressurs og dokumentere miljøforholdene ved produksjonsstedet.

Bruk av dyrkbar mark til å produsere brensel er omstridt, fordi dette kan komme i direkte konkurranse med matproduksjon. Samtidig kan dyrking av energivekster åpne for et større artsmangfold enn matproduksjon gjør, og de kan ofte dyrkes på arealer som ikke egner seg for matproduksjon. Dette er tilfelle for ulike energigress og for Jatropha-busken, som det gjøres mange forsøk med i tropiske strøk. Riktig gjennomført kan derfor økt bruk av bioenergi gi et mer bærekraftig landbruk og økte inntekter til landsbygd og utviklingsland

Hva som er bærekraftig er imidlertid ofte vanskelig å fastslå. Skogsdrift i Norge drives for eksempel etter visse miljøstandarder som tar hensyn til foryngelse, artsmangfold, erosjon med mer, nettopp fordi man ønsker et bærekraftig skogbruk. Men dersom biobrensel som tas ut av skogen bidrar til forsert klimagassutslipp bl.a. fordi man på kort sikt reduserer skogens evne til å lagre karbon, kan bildet bli annerledes.

EU har jobbet med å avklare hvordan endringen i arealbruk, som følge av økt produksjon av biodrivstoff, påvirker utslipp av klimagasser EU kommisjonen vedtok 10. juni 2010 et system for bærekraftsrapportering for biodrivstoff. For å sikre at biodrivstoff er et miljøvennlig alternativ til fossilt drivstoff, krever EU at man skal kunne dokumentere bærekraftige produksjonsforhold og klimanytten ved biodrivstoff.

Basert på disse ble det 11.september 2012 innført egne bærekraftskriterier i Norge. Fra 1.januar 2014 er det innført krav om at alt biodrivstoff som omsettes i Norge skal oppfylle disse kriteriene.

Hovedelementene i bærekraftkriteriene er:

·        Krav til reduksjon av klimagassutslipp: Klimagassutslipp fra biodrivstoff og flytende biobrensel skal gi en reduksjon på minst 35 prosent sammenliknet med fossil drivstoff. Dette kravet økes til 50 prosent fra 2017 og deretter til 60 prosent fra 2018

·        Arealkriterier: Områder som er viktige for biodiversitet og områder som lagrer mye karbon kan ikke brukes til produksjon av bærekraftig biodrivstoff og flytende biobrensel.

Bærekraftkriteriene innebærer altså at produksjon og bruk av biodrivstoffet eller biobrenselet må føre til reduksjon i klimagassutslipp, sammenliknet med bruk av fossilt drivstoff eller olje. Og det settes krav til at råstoffet, som biodrivstoffet eller -brenselet er laget av, ikke skal være dyrket i et område som er viktig for naturmangfold eller på jordareal med høyt karboninnhold, for eksempel på våtmark..

Bærekraftskriteriene og krav til biodrivstoff kan du lese mer om på Miljøverndirektoratets sider. 

Bærekraftkriteriene  er tatt inn Norsk Lover i produktforskriften. Her står det også beskrevet beregningsmetoder og standardverdier for beregning av klimabelastningen.

I hvilken grad bioenergi vil kunne anses for å være bærekraftig, vil også være knyttet til selve måten vi utnytter det på. Når flis brennes i effektive fyringsanlegg vil energiutnyttelsen være relativt høy, kanskje opp mot 90%. Dersom samme flismengden benyttes til el-produksjon, uten at varmen samtidig utnyttes for eksempel i prosessindustri eller til fjernvarme, vil energiutnyttelsen kunne være så lav som 15-20 %.

Om 10-15 år er det sannsynlig at teknologi for produksjon av såkalt ”annen generasjons biodrivstoff” har blitt industrielt tilgjengelig. Med dagens kunnskap antas det at denne teknologien grovt sett bare vil omdanne halvparten av energien i biomassen til drivstoff, og den andre halvparten vil bli til varme. Skal man få en god totalutnyttelse av energien vil det da bli viktig å finne gode måter å utnytte denne varmen på.