Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nr. 46: Scenarier for biobrændstof i transport sektoren - miljømæssige og velfærdsøkonomiske konsekvenser

Frederiksen, P. (ed). 2012. Scenarios for biofuels in the road transport sector - environmental and welfare economic consequences. Synthesis report from the REBECa project. Aarhus University, DCE – Danish Centre for Environment and Energy, 69 pp. Scientific Report from DCE – Danish Centre for Environment and Energy No. 46 http://www2.dmu.dk/Pub/SR46.pdf.

Sammenfatning

“Renewable energy in the transport sector – using biofuels as energy carrier” (REBECa) er et integreret projekt som blev udført i perioden fra 2007 til 2011. Projektet var designet på baggrund af den politiske beslutning i EU om at opnå anvendelse af 5,75 % biobrændstof i transport sektoren fra 2010. Den samfundsmæssige kontekst for denne beslutning udviklede sig imidlertid hastigt i denne periode. Oliepriserne steg voldsomt i 2008 og fluktuerede derefter med en generelt stigende tendens. Den økonomiske krise slog igennem globalt og i Europa, og knaphed på fossile energiressourcer såvel som andre ressourcer blev sat på den politiske dagsorden. EU vedtog et direktiv om vedvarende energi i 2009, som satte mål for andelen af vedvarende energi i energiforbruget i 2020, herunder et mål på 10 % for transportsektoren. På baggrund af en løbende diskussion om bæredygtigheden af biobrændstoffer, indeholdt direktivet kriterier for bæredygtigheden af disse. For projektet betød disse omstillingsdagsordener at tilpasninger i projektet blev nødvendige, og herunder blev et alternativ scenarie med højere oliepriser udarbejdet. Projektet var designet til at undersøge mulighederne for at forsyne transportsektoren med biobrændstof produceret indenlands og de nationale miljø-, sundheds- og velfærdsøkonomiske konsekvenser af en sådan produktion. I forlængelse af diskussionen af de konsekvenser der kunne opstå i andre lande af biobrændstofproduktionen blev et mindre review af international perspektiver på dette udarbejdet.

To scenarier for introduktionen af biobrændstof blev udarbejdet – et konservativt, som fulgte EU’s målsætninger for andelen af vedvarende energi i transportsektoren, som var 10 % i 2020, og efterfølgende at bevare dette niveau til 2030, samt et mere ambitiøst scenarie, der øgede andelen lineært til 25 % i 2030. Bioethanol og biodiesel blev valgt som de anvendte brændstoffer og de respektive andele blev antaget at være ens. Herudover blev det antaget at væksten i bioethanol løbende blev overtaget af 2. generations bioethanol, mens andelen af 1. generations bioethanol vedvarende lå på ca. 5 %. Fremskrivninger af vejtrafikken til 2030 blev udarbejdet – først baseret på en oliepris på 65$ pr tønde og senere blev en variant med 100$ pr tønde udarbejdet. De resulterende energibehov for de fire scenarier blev beregnet og efterfølgende andelen af biobrændstof og det resulterende arealbehov, baseret på den aktuelle produktivitet i landbruget. Emissionsændringer som følge af fremskrivningerne af transporten blev analyseret og sammenlignet med en reference uden biobrændstof, og efterspørgslen på arealer blev undersøgt under forskellige scenarier for udviklingen i landbruget. En udvidet well-to-wheel-analyse og en velfærdsøkonomisk analyse af produktionen af biobrændstof relativt til produktion af fossil brændstof blev gennemført i den samme analyseramme, hvilket tillader sammenligninger af scenariernes konsekvenser for emissioner, energiforbrug og velfærdsøkonomi.

Projektets resultater viste at ændringer i emissionsfaktorer som funktion af biobrændstof til fossilt brændstof ratioen varierede, både i forhold til brændstof-, køretøjs- og emissionstype. Ændringerne i absolutte emissioner (NOx, VOC, CO, PM) mellem reference og biobrændstofscenariet viste sig imidlertid at være små i forhold til det generelle fald i emission som kan forventes som konsekvens af de allerede vedtagene emissionsnormer i EU. Derfor viser resultaterne ingen betydelige ændringer i luftkvaliteten som konsekvens af introduktionen af biobrændstof. Supplerende målinger på forskellige typer af motorer og efterfølgende studier af farligheden af de emitterede partikler for processer i forskellige celletyper viste, at skønt forskelle mellem partikler fra biobrændstof og fossil brændstof kunne påvises til fordel for biobrændstof, synes der at være en betydeligt større effekt af anvendelsen af partikelfiltre for eksponeringen for partikelforurening.

Landbrugsscenarierne viste at landbrugsarealet må forventes at indskrænkes i perioden, på grund af by- og infrastrukturel udvikling og ændringer i arealanvendelsen med henblik på beskyttelse af natur og miljø (f.eks. gennem skovrejsning eller udtagning af landbrugsjord). Dette betyder at muligheden for at dyrke de bioenergiafgrøder som antages i scenariet (raps, hvede og halm) er begrænset under de nuværende landbrugsstrategier. Afgrøder dyrket til det globale marked kan substitueres, men konkurrence med indenlandsk producerede afgrøder til foderkoncentrat vil opstå allerede i 2012-2013 i scenariet med lav oliepris og lav indfasning – en situation, som måske nok kan udskydes nogle år gennem øget produktivitet eller lavere brændstofefterspørgsel, men som uafvendeligt vil lede til øget import af enten biobrændstof, bioenergiafgrøder til raffinering eller fodermidler. Disse muligheder vil alle øge behovet for intelligente bæredygtighedsskemaer.

Sammenligningen af energiforbrug, emissioner og velfærdsøkonomiske omkostninger blev kun beregnet for den aktuelle situation, og er baseret på et estimat af produktionen af et kilo biobrændstof relativt til et kilo fossil brændstof.

Tabellen viser at resultaterne for forbruget af fossil energi og drivhusgas-emissionerne i forhold til de velfærdsøkonomiske konsekvenser er modsatrettede. Mens de største gevinster for reduktionen af fossil energi viser sig i Raps Methyl Ester(RME)-produktionskæden, viser de største velfærdsøkonomiske gevinster sig for 2. generations biobrændstof. Dette er afgørende relateret til antagelserne vedrørende sideprodukter og den metode der anvendes til allokering af energi til disse. På den anden side er de velfærdsøkonomiske tab forbundet med RME-produktion stærkt påvirket af den tabte hvedeproduktion. Denne værdi ville til en vis grad ændre sig hvis vi antog at det var afgrøder med en lavere værdi, der blev substitueret. Prisen på olie og halm er også afgørende for resultaterne, hvilket illustreres ved at scenariet med høj oliepris ville reducere det velfærdsøkonomske tab betydeligt for RME (til -0.06 € per kg).

Denne analyse har fokuseret på de indenlandske potentialer for produktion af biobrændstoffer og de nationale konsekvenser for miljø, sundhed og velfærdsøkonomi. Givet den høje efterspørgsel efter biodiesel og korresponderende landbrugsarealer i disse scenarier vil konkurrences om jord øges, med konsekvenser for direkte og indirekte arealanvendelsesændringer udenfor landets grænser. Uden denne produktion af raps vil import af biodiesel stadig have sådanne effekter. For at sikre bæredygtigheden af disse ændringer i arealanvendelse som følge af produktionen af bioenergi afgrøder er bæredygtighedskriterier- og skemaer blevet udviklet i EU samt i enkelte lande og organisationer. Et mindre review af international problemstillinger viste, at der stadig er behov for at videreudvikle metoder og viden med henblik på evaluering af bæredygtigheden af biobrændstoffer.