I mitt tidigare inlägg om transporter tog jag upp metanol som ett intressant alternativ till flytande fossila bränslen och gas. Anledningarna till detta är flera och jag tänkte utveckla några av dem nedan.
Ett av de stora problemen med att fasa ut de fossila bränslena är att det inte bara förutsätter nya bränslen utan i de flesta fall också helt nya fordon och ny infrastruktur för att nyttja och fördela den ersättande energikällan. Ett exempel på detta är eldrivna bilar där inte bara drivlinan i fordonet måste ersättas utan dessutom måste möjligheter till laddning utanför hemmet tas fram. Ett annat exempel är gasdrivna fordon där bara delar av drivlinan måste förändras men där förändringarna i infrastruktur är desto större.
De flesta av dessa problem undviks om man istället tittar på ersättande bränslen som helt eller delvis är kompatibla med de fordon och den infrastruktur vi redan använder oss av, till exempel etanol, biodiesel eller metanol. Dessa bränslen kan fortfarande vara delvis inkompatibla med vissa material som idag används i fordon och infrastruktur men detta bedöms vara enklare att komma till rätta med än den totala förändring som krävs i de övriga fallen.
Etanol som ersättare till bensin och biodiesel är idag ganska vanligt runt om i världen. Problemet är att bränslen baserade på jordbruksprodukter inte verkar vara en långsiktigt hållbar lösning. Forskargruppen Globala Energisystem vid Uppsala Universitet har uppskattat att en dryg tiondel av dagens oljebehov skulle kunna ersättas av etanol producerad från jordbruksprodukter utan att inskränka på den befintliga födoproduktionen. Inkluderas dessutom potentialen för biogas hamnar man på ungefär en fjärdedel. Detta under förutsättning att alla restprodukter tas till vara, om inte detta görs återstår mycket få, om några, resurser till eventuell bränsleproduktion. Då det moderna jordbruket i sig är beroende av fossila bränslen fungerar också detta som en inbyggd begränsning. Fortfarande återstår möjligheten att producera etanol från exempelvis alger på platser där de inte konkurrerar med befintlig växt och djurliv, men denna teknik får anses ligga längre fram i tiden. I synnerhet om den skall kunna skalas till att ersätta någon betydande mängd olja.
Till skillnad från exempelvis etanol kan metanol produceras från godtycklig biomassa, exempelvis skog och annat som inte är tjänligt som människoföda. Produktion av metanol från biomassa är dessutom betydligt effektivare än tillverkning av både etanol och Fischer-Tropsch diesel ur ett energiperspektiv. Skulle inte biomassa finnas tillgänglig i tillräcklig omfattning finns dessutom alternativet att tillverka rent syntetisk metanol från vätgas och kolmonoxid. Detta förutsätter dock tillgång till billig och uthållig energi då processen inte är självförsörjande.
Energiinnehållet i metanol är ungefär hälften av det för bensin, vilket innebär att det krävs ungefär två liter metanol för att motsvara en liter bensin. Detta kan jämföras med 1,5 liter etanol som har något högre energiinnehåll. Metanol har dock högre knackningsbeständighet vilket innebär att motorerna kan göras effektivare vilket till viss del löser detta problem. Förutom att fungera i vanliga förbränningsmotorer kan metanol dessutom agera energibärare till bränsleceller där vätet i alkoholen är den intressanta komponenten.
Vad innebär då detta? Skulle vi i Sverige kunna ersätta någon betydande del av vårt beroende av importerad olja med metanol från vårt skogsbruk? Den årliga tillväxten i de svenska skogarna är ungefär 110 miljoner m3 vilket motsvarar ungefär 55 miljoner ton träråvara. MIT’s Methanol Whitepaper anger en genomsnittlig effektivitet vid omvandling av biomassa till syngas på 85 % och en effektivitet vid steget syngas-metanol på 70 %, vilket ger hela processen en effektivitet runt 60 %. Med ett antagande om ett genomsnittligt energiinnehåll om 15 MJ/kg för trä skulle med andra ord metanol motsvarande 49000 TJ eller 136 TWh kunna framställas årligen utan att krympa det svenska skogsbeståndet. Samtliga transporter i Sverige använder idag motsvarande 128 TWh bensin, diesel och fotogen, vilket tyder på att detta åtminstone i teorin är möjligt.
Tittar man närmare på siffrorna ser man dock att endast 70 % av den årliga tillväxten avverkas. Vidare är en stor del av svensk industri trots allt baserad runt produktion och export av träbaserade varor. Med antagandet att det ur samhällsekonomisk synpunkt skulle vara mer gynnsamt att upphöra viss eller all export av trä- och pappersprodukter för att istället producera metanol, då detta skulle innebära en minskad import av olja, bör en del av skogsråvaran kunna avledas till detta ändamål. Vid en snabb anblick verkar åtminstone 2/3 av den totala volymen avverkad skog gå till export (Sverige är idag trots allt en av världens största exportörer av träbaserade produkter). Om 65 % av den avverkade träråvaran kan avvaras till metanolproduktion skulle motsvarande drygt 22000 TJ, eller 62 TWh, metanol kunna produceras. Detta motsvarar nästan 50 % av den energi som årligen förbrukas via olja och betydligt mer än den diesel som årligen förbränns i vår transportsektor.
För alternativet då inte biomassa finns tillgänglig kan en effektivitet på 50 % antas för elektrolys av vatten till vätgas och en effektivitet enligt ovan på 70 % för omvandling till metanol. Detta ger en ungefärlig effektivitet för hela processen på 35 %. Energitillskottet som skulle krävas för att realisera detta är dock avsevärt då det motsvarar mer än hälften av landets nuvarande primärenergiproduktion.
Även om 50 % av våra transporter skulle kunna utföras med metanol innebär inte detta att nationen blir oberoende av fossila bränslen, men det är ett oerhört stort steg på vägen. Om inte annat innebär det att vissa prioriterade områden skulle kunna garanteras tillgång till inhemskt biobränsle, exempelvis blåljusmyndigheterna, jord- och skogsbruket samt vissa kritiska godstransporter. Sist men inte minst skulle det till och med kunna vara rent ekonomiskt lönsamt under förutsättning att oljepriset fortsätter stiga.
Tillägg 2013-05-02: DN rapporterar idag om att Energiutskottet vid Kungliga Vetenskapsakademin identifierar metanol från skogsråvara som det mest lämpliga framtida biobränslet i en ny rapport. Slutsatsen är att biodrivmedel baserade på skogsbiomassa är ett realistiskt alternativ till fossila drivmedel, men att det krävs effektivare produktion av skogsbiomassa och starka politiska styrmedel, via subsidier och/eller beskattning, för att biodrivmedel till större delen i kombination med el ska kunna ersätta fossila drivmedel till år 2050.
