Jonas hållbara blogg

Det har rapporterats om problem med tillgången på biogas tidigare. Nu senast läste jag om det i SvD:

Det pyser till framme vid biogaspumpen när gasslangen ansluts till ytterligare en bil. Det går oändligt långsamt. Trycket i slangen är dåligt. En kvinnlig taxichaufför kliver resolut fram och utropar: ”Det är ju som i Ryssland, titta på kön!”. Hon får medhåll av andra som letar sig ur bilarna.

Att det är så stora problem med gasleveranserna trots att det inte finns speciellt många gasbilar är knappast bra för biogasens rykte. Tyvärr är det nog så det kommer att se ut under överskådlig framtid om antalet gasbilar fortsätter att öka snabbare än vad produktionen byggs ut.

Det har ju varit ganska tyst om vätedrivna fordon de senaste åren. Fokus har legat på etanolinblandning och effektivisering av befintliga drivlinor med förbränningsmotorer som drivs av bensin eller diesel.

Frågan gnager dock:  Var ifrån ska flytande drivmedel komma i en värld där bensin och diesel inte längre finns tillgängligt i de mängder vi förbrukar idag? Olika biodrivmedel såsom etanol, biodiesel och biogas kan ersätta en del, men det stora problemet med alla biodrivmedel är att de tar mark i anspråk, oavsett om den används för livsmedelsproduktion eller skogsbruk. Det finns också en faktisk begränsning eftersom biologiska processer är extremt dåliga på att omvandla solens energi till biomassa.

Ett alternativ som i alla fall i teorin skulle kunna fungera även i stor skala är att med hjälp av elektrolys omvandla vatten till vätgas som sedan kan användas antingen i en bränslecell, eller en förbränningsmotor. Som av en slump driver National Renewable Energy Laboratory ett projekt som gör precis detta. De använder sol och vind för att driva elektrolysatorer som genererar vätgas. Projektet har pågått ett antal år och har genererat ett par rapporter som är intressanta att läsa:

• The Wind-To-Hydrogen Project: Operational Experience, Performance Testing, and Systems Integration (PDF 3.6 MB). K.W. Harrison, G.D. Martin, T.G. Ramsden, and W.E. Kramer. (March 2009)
• Renewable Hydrogen: Integration, Validation, and Demonstration (PDF 551 KB). K.W. Harrison and G.D. Martin. (July 2008)
• Summary of Electrolytic Hydrogen Production (PDF 720 KB). J. Ivy. (September 2004)

Department of Energy (DoE) har som mål att 2012 kunna leverera vätgas vid pump för $3,1/kg och 2017 vara nere under $2/kg. Ett kg vätgas motsvarar ungefär en amerikansk gallon (3,79 l) bensin i energiinnehåll. Det skulle alltså betyda någonstans mellan 14-21 kr för ett kg vätas med nuvarande dollarkurs. Det som är intressant är att det här är teknik som finns redan idag. I projektet använder de kommersiellt tillgängliga vindkraftverk, solceller och elektrolysatorer. Mycket av forskningen är inriktad på att förbättra verkningsgraden i systemet och pressa kapitalkostnaden för de ingående komponenterna. Om man jämför deras prismål med vad vi idag betalar för bensin skulle det betyda att vi skulle betala mellan 1-2 gånger så mycket för samma energimängd som vi gör idag när bensinen ligger runt 12 kr. Vilka skatter som sedan skulle ligga på detta går förstås att diskutera. Ingen dramatisk skillnad här i alla fall jämfört med idag.

Okej, det här låter ju rätt bra. Frågan är då hur många elektrolysatorer vi skulle behöva för att producera tillräckligt med vätgas för att driva runt en vagnpark av samma storlek som vi har idag? Om vi antar att vätgasbilarna skulle ha en förbränningsmotor med ungefär samma verkningsgrad som en vanlig bensin- eller dieselmotor skulle vi behöva ersätta 4 929 554 000 liter bensin och 4 835 302 000 liter diesel per år. Enligt NRELs genomgång (gjordes 2004) av tillgängliga elektrolysatorer på marknaden så kan den största producera ungefär 380 000 kg vätgas per år. Det betyder att det skulle behövas (((4 929 554 000 + 4 835 302 000) / 3,79) / 380 000) = 6780 st elektrolysatorer i Sverige för att ersätta all bensin och diesel. (Om man räknar in det högre energiinnehållet i diesel och dieselmotorns högre verkningsdrag ska denna siffra ner 20-30 %. Orkar inte räkna ut exakt.)

Sen måste man förstås skaffa fram el för att driva runt alla dessa elektrolysatorer. NREL skriver att man kan räkna med att det går åt ungefär 50 kWh för att få ett kg vätgas. Det skulle då gå åt runt (((4 929 554 000 + 4 835 302 000) / 3,79) * 50) = ~129 TWh. Även denna siffra ska ner 20-30 % om vi tar hänsyn till skillnaden i energiinnehåll och verkningsgrad mellan bensin och diesel. Sveriges elproduktion idag är ungefär 150 TWh per år.

Återkommer till ungefär vad som skulle behövas i form av ny genereringskapacitet för att tillföra dessa TWh!

Jag följer Robert Rapier och hans blogg R-squared energy blog troget. Robert har format min syn på energifrågor mycket och min lekmannasyn på vilka energiutmaningar vi står inför stämmer ganska väl överens med Roberts. I hans senaste inlägg postar han en länk till en presentation som han höll på Orlando Energy Conference den sextonde november. En bra sammanfattning av hur sitationen kring flytande transportbränslen ser ut just nu. Det finns ingen video av presentationen tillgänglig, tyvärr.

Nu har IEA publicerat sin World Energy Outlook 2009. Kolla på den här grafen:

Nu menar alltså IEA att all ny produktion kommer att komma från icke konventionella källor som NGL och den berömda tjärsanden i Kanada.

IEA har successivt fått backa i sina prognoser de senaste åren från en prognos på 120 mbpd (WEO 2005) till årets 105 mbpd och ändå kommer rapporter om att IEA utsatts för påtryckningar att inte dra ner prognosen ytterligare.

The Guardian har pratat med en hemlig källa inom IEA:

Key oil figures were distorted by US pressure, says whistleblower

Svenska tidningar kopierar i princip The Guardians artikel rakt av:

Varning för energikris
“IEAs prognoser felaktiga”
“IEA ljuger om tillgången på olja”

Bra inlägg på Cornucopia: Kommentarer till World Energy Outlook 2009

Ny rapport från Aleklett m.fl. som såger WEO 2008: The Peak of the Oil Age

Affärsvärlden och Veckans Affärer verkar inte ha skrivit om det ännu, men det kommer säkerligen. Förhoppningsvis med lite mer egen analys. Jag hoppas verkligen att svenska medier börjar lägga mer tid och resurser på att bevaka energifrågan framöver, det behövs verkligen.

Det vi ser nu är ungefär det man kan förvänta sig. Gradvis ansluter sig fler och fler, ofta ovilligt, till synen av vi verkligen står inför en oljetopp. Det går liksom inte att blunda för fakta hur länge som helst.

Tidigare på Jonas hållbara blogg om peak oil:
Peak oil
Det rör på sig när det gäller oljan
Oljan och samhället: Maten
Oljan och samhället: Flyget
Oljan och samhället: Plast och kemikalier
Oljan och samhället: Bilen

Saxat från Stockholm Vattens hemsida:

På Stockholm Vattens två avloppsreningsverk bildas årligen cirka 76 000 ton avloppsslam. Slammet rötas (bryts ned i en syrefri miljö) tillsammans med fett från stadens fettavskiljare och en mindre mängd kvalitetssäkrat matavfall.

Vid rötningen bildas rötgas som är den rågas som sedan omvandlas till biogas. Genom att låta nedbrytningen ske kontrollerat kan biogasen samlas upp och stora mängder energi tas om hand.

Varje år bildas 76 000 ton slam som rötas och ger rötgas som sedan renas och blir biogas.

4,1 miljoner m³ gas blir bränsle

Det två reningsverken har idag kapacitet att tillsammans producera 8 miljoner kubikmeter biogas. I dagsläget produceras dock bara runt hälften, som är den mängd biogas Stockholm Vatten säljer. 4,1 miljoner m³ gas levereras varje år som fordonsbränsle till AGA Gas, SL och Fortum. Resterande rötgas som inte omvandlas till biogas används till uppvärmning och elproduktion.

En kubikmeter biogas motsvarar ungefär en liter bensin. 8 miljoner liter bensin låter ju ganska mycket, men sett i förhållande till Sveriges förbrukning 2008 på 4 929 554 kubikmeter bensin och 4 835 302 kubikmeter diesel kan alltså hela Stockholms avlopp bara ersätta lite mindre än 0,08 procent av den nuvarande förbrukningen av drivmedel. Självklart ska vi utvinna biogas ur vårt avlopp, men vi kommer aldrig kunna ersätta mer än en bråkdel av den bensin och diesel vi behöver för att hålla vår nuvarande bensin- och dieseldrivna transportapparat i gång.

International Energy Agency (IEA) är OECDs organ för energirådgivning. Från att tidigare förespått en oljeförbrukning på runt 106 Mbpd (Miljoner tunnor per dag) år 2030 talar deras chefsanalytiker idag öppet om peak oil som nära förestående. Från DN:

Enligt Birol verkar många regeringar omedvetna om att oljan håller på att ta slut snabbare än man tidigare beräknat. Den globala produktionen bedöms ha nått kulmen inom de kommande tio åren, vilket är minst ett decennium tidigare än de flesta hade räknat med.

IEA har under en tid backat från sina tidigare prognoser och verkar nu aktivt ha börjat varna för att vi står inför en kommande prekär situation. När världsekonomin återhämtar sig är det mycket sannolikt att vi kommer att se en snabb stegring av priset för råolja upp mot de nivåer vi hade innan krisen slog till och högre. Att vi när hela världen befinner sig i recession har ett pris på runt $60 per fat säger en del om hur ansträngt utbudet är. Investeringar i utökad kapacitet tar år att genomföra och många projekt har stoppats i väntan på att ekonomin ska återhämta sig.

IEAs World Energy Outlook 2009 kommer den tionde november. Jag väntar med spänning…

Länkar:
Artikel i DN
Artikel i The Independent
IEAs World Energy Outlook 2008 executive summary

Tidigare på Jonas hållbara blogg om peak oil:
Peak oil
Det rör på sig när det gäller oljan
Oljan och samhället: Maten
Oljan och samhället: Flyget
Oljan och samhället: Plast och kemikalier
Oljan och samhället: Bilen

Jag har länge tänkt gräva lite djupare i kostnaden för att bygga nya elkraftanläggningar av olika slag. När det diskuteras kärnkraft kontra vindkraft så lyfts just den ekonomiska aspekten ofta fram som ett argument för än det ena än det andra. Exempelvis hävdade Lester Brown vid sin bokpresentation i Stockholm att kärnkraft inte kunde konkurrera med vindkraft om alla kostnader togs med i beräkningen.

Nu faller det sig så bra att Elforsk med jämna mellanrum undersöker hur det ligger till på området och publicerar en rapport. Den senaste  heter El från nya anläggningar 2007. Den innehåller mycket matnyttig information. Jag har valt att koncentrera mig på att jämföra kostnaderna för kärnkraft och vindkraft eftersom de är de två kraftkällor som diskuteras mest just nu.

Jag jobbar inte inom elkraftområdet utan litar på att Elforsk saknar incitament att framställa något energislag som bättre samt att de har gjort korrekta antaganden i sin analys.

Investeringskostnad och driftkostnad

När det gäller vindkraft så uppskattar rapportförfattarna kostnaden för investeringen inkl. nätanslutning till 11 000 kr/kW för en mindre landbaserad park och 12 500 kr/kW för en större. Drift och underhållskostnaden uppskattas till 9 öre/kWh för båda storlekarna.

För kärnkraften tittar man på kostnaden för de olika typerna av reaktorer som säljs kommersiellt idag: Areva EPR, Westinghouse AP-1000, GE ABWR och GE ESBWR. Investeringkostnaden uppskattas till mellan 1500-2000 $/kWe. Omräknat i svenska kronor blir det för den billigaste ungefär 10 500 kr/kWe. Drift och underhållskostnaden uppskattas till 10-12 öre/kWh inkluderat bränsle och kostnaderna för att ta hand om avfallet och montera ned reaktorn när den är slut.

När rapportmakarna sammanfattar alla aspekter landar de på följande produktionskostnad i öre per kWh:

Kolumn 3-4 är kostnad utan skatter, avgifter och bidrag, kolumn 5-6 med skatter, avgifter och bidrag.

Jag antar att anledningen till att kärnkraften ligger betydligt bättre till jämfört med vindkraft trots likvärda investerings- och driftskostnader är att en kärnkraftsanläggning har en betydligt högre nyttjandegrad än en vindkraftanläggning. Där en vindkraftanläggning kanske ligger på 30-40% av teoretiskt max på årsbasis ligger en kärnkraftanläggning på över 90%.

Sett ur ett strikt ekonomiskt perspektiv ser det onekligen ut som att kärnkraften har en upp på vindkraften.

Forskare vid Monash University har gjort en bränslecell där de bytt ut platina mot gore-tex.

The same way as waste vapour is drawn out of this material to make hikers more comfortable to less prone to hypothermia, so it is able to ‘breathe’ oxygen into our fuel cell and into contact with the conductive plastic – Dr Winter-Jensen

Platina är en väldigt ovanlig och därför dyr metall som hittills använts i bränseceller.

The cost of the platinum component alone of current fuel cells for a small car with a 100kW electric engine is more than the total cost of an 100kW gasoline engine. Also current annual world production of platinum is only sufficient for about 3 million 100kW vehicles, less than one-twentieth of the current annual global production of vehicles.

Ett av problemen med väte som drivmedel i transportsystemet har varit att själva bränslecellen är enormt dyr att producera, bland annat på grund av platinabehovet. Det kvarstår fortfarande många problem att lösa vad gäller framställning, lagring och transport av väte, men om detta stämmer kanske ett av problemen kommit närmare sin lösning. Fortsättning följer!

Läs hela nyheten här. Nyheten uppsnappad hos Robert Rapier.

Igår publicerade Veckans Affärer nyheten att svensk elintensiv industri vill bygga ut kärnkraften. Pontus Schulz och Johan Simu med flera har redan kommenterat detta. "Varför inte rensa bordet, lägga alla nya faktorer på det samma och sedan faktiskt debattera utifrån det?" säger Pontus. Johan menar att det är för tidigt att korka upp champagnen, men han är naturligtvis positivt inställd till det hela.

Själv undrar jag om vi verkligen behöver någon ny kärnkraftreaktor i Sverige. Enligt Energimyndigheten som undersökt vilken genereringskapacitet som är under uppbyggnad just nu går Sverige mot ett elöverskott på 7 TWh 2010 (Läs hela rapporten här).

Industrins problem är att den är exponerad mot elmarknadens prissättning som sker på marginalen. Ett år som detta då vi har elunderskott och tvingas importera det sista från kolkraftverk så blir det dyrt om man inte har sina terminskontrakt i ordning. Frågan är dock om det bästa sättet för industrin att säkra sina energipriser är att bygga ett ännu större elöverskott? Sett ur ett nationellt perspektiv är det ju ren kapitalförstöring att bygga en massa kraftverk som inte behövs.

Den elintensiva industrin är unik på så vis att att energin står för en så stor del av kostnaderna som den gör. Om vi vill behålla den i Sverige måste det finnas en långsiktig och stabil plan för hur den kan försörjas med el till ett rimligt pris. Att vi nu under några år haft ett underskott och tvingats importera tyder på bristande planering. När vi nu åter går mot ett överskott känns det inte som den optimala lösningen att bygga ett ännu större överskott.

Jag skriver för enkelhets skull olja när jag menar råolja eller petroleum.

Den vanligaste direkta kontakten vi har med olja i vardagen är när vi tankar bilen. Men var vi än tittar är världen full av saker som kommer från olja.

Plast
I princip all plast är gjord av råvaror som utvinns ur olja. Förpackningar, flaskor, elektronik, möbler, skor och kläder. Allt är till stor del gjort av plast. Plast är inom många användningsområden överlägset andra material när det gäller exempelvis täthet och styrka. Det är också billigt att tillverka saker av plast eftersom det går att massproducera med hjälp av formgjutning. Det är idag svårt att tänka sig ett liv utan plast.

Kemikalier
En stor del av alla kemikalier är av petrokemiskt ursprung. De vanliga hushållskemikalierna som du har i städskåpet innehåller alla ämnen som kommer från olja. Många läkemedel innehåller molekyler som är syntetiserade från ämnen som kommer från olja. Lösningsmedel, gödningsmedel och bekämpningsmedel. Allt kommer till stor del från olja.

Det är olja som möjliggjorde en kemiska revolutionen under 1900-talet och merparten av alla kemiska processer som används i fabriker idag är beroende av ämnen som kommer från olja. Det är bara 16% av världens oljekonsumtion som används för annat än drivmedel, men tänk vilken viktig del! Det moderna livet i sin nuvarande form är beroende av det billiga råvaruflöde som oljan utgör för att fungera.

Den dag det är så dyrt att utvinna den olja som är kvar i marken att ingen har råd att betala för det kommer vi att ångra att vi brände upp 84% av denna ädla resurs när den kunde ha används till så mycket viktigare saker.