Några intressanta debatter från Davos

Har ni inget bättre för er än att glo på tv i kväll? Varför inte titta på de här intressanta debatterna från World Economic Forum 2008 istället? Toppolitiker, företagsledare och forskare samlades i Davos för att diskutera ekonomiska frågor och framtiden - och du kan lyssna på vad som sades. Allt ligger nämligen ute på YouTube!

Själv har jag tittat på debatten om hållbar ekonomisk tillväxt - som var väldigt intressant och också bitvis ganska underhållande (även om den startade lite lamt). Olika perspektiv från olika hörn i världen - panelen enades om att tillväxt var nödvändig för mänsklig utveckling men knappast om vad tillväxt är för någonting.



Tittade också på debatten om vattenförsörjning "Time is running out for water" - där man finner några oväntade debattörer nämligen VD:arna för Nestlé, Coca Cola och Dow Chemicals. Efter 15 minuter av introduktion av FN-chefen Ban Ki-moon och ömsesidigt utbytande av hedersbetygelser så ger de sina perspektiv på frågan (kanske snarare det än debatterar frågan). De framför bland annat åsikten att vi måste börja sätta ett pris på vattnet för att komma till rätta med slöseriet.



Och just nu tittar/lyssnar jag på "Climate Change Divide" som handlar om klyftan mellan den rika och fattiga världen och hur den kan överbryggas samtidigt som klimatförändringen bekämpas. Även om det tycks vara ganska mycket snack och lite hockey...



Samtliga debatter kommer dessutom in på det där med biobränslen - och åsikterna går såklart vitt isär! Finns säkert flera andra väldigt intressanta debatter att titta på också.

Andra bloggar om: Davos World Economic Forum, ekonomi, miljö, politik, hållbar utveckling, vatten, vattenförsörjning, klimatförändring, fattigdomsbekämpning, biobränslen, etanol

Första posten som skribent på forskarbloggen

Slängde iväg min första post som skribent på forskarbloggen - den intresserade hittar den här. Temat var utvärdering av biodrivmedels miljöeffekter.

ES&T diskuterar biobränslenas klimatpåverkan

Har inte hunnit blogga så mycket på sistone (trots massor av ämnen och uppslag för nya bloggposter) - så jag tänkte att jag kanske skulle kunna utmana mig själv att skriva något kort och kärnfullt istället för långt och resonerande.

Därför kommer här helt sonika ett litet lästips - på tidskriften Environmental Science & Technologys nyhetsförmedlingstjänst diskuteras om biobränslen motverkar eller bidrar till växthuseffekten.

En inte helt enkel fråga visar det sig - de tillfrågade forskarna svarade karakteristiskt nog "det beror på..." på frågan. Bl.a. diskuteras nobelpristagarens Paul Crutzens rön om att jordbruksmarken bidrar med mer lustgasutsläpp än vad tidigare uppskattningar har visat (ca 3,5% av tillfört kväve istället för den tidigare uppskattningen på ca 1%) - vilket om det stämmer naturligtvis förändrar mycket (detta har tidigare svenska medier rapporterat om).

Ett budskap som jag tycker att ni ska ta med er är att det inte är möjligt att dra alla biobränslen över en kam. (Som vi t.ex. gör i Sverige idag då alla etanolbilar räknas som miljöbilar oavsett var bränslet kommer ifrån.) Biobränslen måste också miljöklassas!

Andra bloggar om: vetenskap, miljö, biobränslen, etanol

Är Eco reko?

Kan inte låta bli att kort kommentera att OKQ8 börjar sälja en diesel med 20% inblandning av biodiesel - producerad från palmolja och slaktavfall. Detta ska leda till en 12 % reduktion av koldioxidutsläppen - hur de kommer fram till denna siffra framgår inte.

Miljöorganisationerna är dock kritiska - och detta är ju knappast konstigt. Faktum är att forskning visar att dagens produktion av palmolja inte alls är koldioxidneutral utan ofta har en negativ påverkan på klimatet. Produktionen av varje kg palmolja leder till utsläpp av 2,8-19,7 kg koldioxidekvivalenter - jämför det med förbränningen av en liter diesel som ger ett utsläpp på ca 2,5 kg koldioxid (dvs ca 3 kg CO2/kg).

En utökad efterfrågan på palmolja för biodiesel leder också ofrånkomligen till att efterfrågan på land ökar, att skogskövlingen tilltar och att livsmedelspriserna stiger. Läs mer hos Naturskyddsföreningen och hos Grain. Att köpa certifierad palmolja är heller knappast någon lösning - man bidrar hursomhelst till att öka efterfrågan - och så länge det finns andra aktörer med ett rymligare samvete...

Andra bloggar om: miljö, forskning, palmolja, biodiesel, OKQ8, växthuseffekten, biobränslen

Bortglömd vattenkonferens?

Jag snubblade över en artikel ("World faces new threats of water scarcity") på Oneworld.net där man finner lite citat från både Anders Berntell (chef på Stockholm International Water Institute) och Fredrik Reinfeld och insåg till min förvåning att det den här veckan har varit World Water Week i Stockholm där ledande internationella experter på vattenfrågor har samlats för att diskutera, ja. vattenfrågor...

Bland annat har det delats ut ett Stockholm Water Prize till en Professor Perry L McCarty bland annat för hans arbete med att utveckla biologisk kväverening av avloppsvatten och biofilmsreaktorer. Läs pressreleasen (pdf).

Svenska medier (åtminstone de tryckta medierna) tycks detta år ha hoppat över bevakningen av evenemanget - vilket ju är tråkigt - men möjligtvis får vi någon slags summering i slutet av veckan?

En av slutsatserna från konferensen (eller åsikterna som luftades?) tycks ha varit att den ökande biobränsleproduktionen drastiskt ökar vattenkonsumtionen och förvärrar vattenbristen. Här kan ni läsa några experters uttalanden.

Andra bloggar om: vetenskap, biobränslen, World Water Week, Stockholm Water Prize, vatten, vattenbrist

Är miljöbranschen den nya IT-branschen?

Några nattliga reflektioner: När jag började läsa miljövetenskap på universitetet för en sisådär 10 år sedan var sinnesbilden som frammanades när man sade "miljövetare" en skäggig och lite mysig gubbe i stickad tröja och fjällrävenjacka (ungefär en sån typ som jag alltså) som envetet mumlade fram lite invändningar varje gång något storföretag gjorde en ny miljöblunder. Det var något mossigt - men också lite tryggt och rogivande över den sinnesbilden.

Man kunde lite på miljövetaren - han beskrev symptomen men drog liksom aldrig igång alltför stora projekt på egen hand (utom möjligtvis då en och annan kompost). Denna relativa overksamhet berodde inte på att han var lat utan på att han hade begripit att den enkla lösningen på miljöproblemen ju var att sluta konsumera så mycket, sluta åka bil så mycket, sluta bygga så mycket - och gud förbjude sluta sträva efter tillväxt hela tiden...

Idag tycks detta sätt att tänka inte längre vara giltigt - man talar istället om grön tillväxt. Faktum är att jag lite tveksam till om miljörörelsen som jag kände den då ens existerar idag - miljövetare tycks det iaf inte finnas några längre - de är numer entreprenörer inom något som kallas för "cleantechbranschen". Tidskriften Dagens miljö är numer misstänkt lik tidskriften Dagens industri och det är till och med tal om att det finns risk för en cleantech-bubbla!

Jag är inte riktigt säker på att jag känner mig bekväm med den här utvecklingen utan känner ett behov av att mumla fram några invändningar på gammal fint manér. Visst - jag inser att miljöföretagen måste tillväxa för att vi på sikt ska kunna få en "grön ekonomi" (ännu en klyscha - usch!) - problemet är bara att allteftersom mer pengar strömmar in i cleantechbranschen och fler företag investerar i cleantech tycks proportionen aktörer som faktiskt bryr sig om ifall det gröna verkligen är grönt minska betänkligt. Speciellt stör jag mig på hypen kring biobränslen - som inte alls är särskilt miljövänliga när man granskar dem närmare och som knappast kommer räcka till för att täcka vårt bränslebehov framöver...

Sitter just och läser det senaste numret av tidskriften Seedling från organisationen Grain - ett temanummer om biobränslen - eller agrobränslen som tidskriftens redaktion föredrar att kalla dem eftersom de inte tycker att det är något "bio" med biobränslen. Numrets ledare är betitlad "Stop the agrofuel craze!" Ladda ned tidskriften (pdf) och läs om de förödande sociala och ekologiska konsekvenser som den exploderande efterfrågan på biobränslen får i tredje världen! Det är också långt ifrån säkert att expansionen av bioenergisektorn, som ofta sker på bekostnad av tidigare outnyttjade ekosystem som regnskogar, ens leder till en minskning av koldioxidutsläppen!

I senaste numret av Science hittar vi också en debattartikel om biobränslen med titeln "Carbon mitigation by biofuels or by saving and restoring forests?" (artikeln har begränsad tillgänglighet) - författarna ställer där just koldioxidbesparingarna av att använda biobränslen producerade på tidigare skogsmark mot koldioxidtillförseln till atmosfären av att skövla skogen - och kommer, föga överraskande, fram till att det lönar sig bättre ur klimatsynpunkt att låta skogen växa kvar än att konvertera om den till biobränsleproduktion.

Vad presenteras då som lösningen på problemen i nämnda artiklar? Jo, att ställa om vårt globala ekonomiska system så att dagens slöseri med energi upphör (Seedling) - och att man om man vill minska koldioxidutsläppen bör satsa på att göra bilarna bränslesnålare snarare än att konvertera om dem till etanoldrift (Scienceartikeln).

Samtidigt tycks efterfrågan på etanolbränsle i Sverige öka för varje dag som går, och ingen tycks riktigt bry sig om hur grönt det gröna bränslet egentligen är. Så sent som igår kunde vi ju också läsa om Volvos nya miljösatsning -där de bl.a. lovar att avsätta pengar för CO2-neutralisering - men bara för de 15% av etanolbränslet E85 som består av bensin - de andra 85 procenten lämnar man karakteristiskt nog helt därhän... - Men man ska inte klaga alltför mycket - det är en positiv satsning - även om den som vill köpa en miljövänlig bil nog gör klokt i att köpa en bränslesnål småbil istället - listan över bränsleförbrukningen hittar ni hos konsumentverket.

Fast man kan fråga sig om det är någon som lyssnar till såna här mumlande gamla miljövetare som mig och våra mossiga invändningar nuförtiden...

Andra bloggar om: vetenskap, energi, etanol, E85, bioenergi, biobränslen, Volvo, cleantech, miljö, miljöbilar, Intressant

Några SLU-relaterade nyheter, lite skvaller och lite gnäll

Sveriges Lantbruksuniversitet är en förunderlig organisation - häromåret hade vi ekonomisk kris och det sades upp lokaler och personal och skulle slås samman institutioner och reformeras fakulteter så att det bara sjöng om det - och byta namn till Swedish Life Science University (alltjämt SLU) skulle vi också eftersom det där med Lantbruk ju låter lite otrendig och inte appelerar till studenterna som tycktes svika SLU:s utbildningar (förutom veterinärutbildningen då - för det är ju drömyrket för 90% av alla tjejer). Ett slag skulle vi anlägga golfbanor på hela campusen (som till viss del alltjämt består av bördig åkermark) och starta ett golfbaneskötarutbildning - för där fanns det visst pengar att hämta.

Men det knorrades i leden och av namnbytet bidde intet. - Här minns jag med ett leende mina doktorandrådkollegors Daniel och Johannas bejublade framträdande på en doktorandfest, när de iförda en röd och en grön kroppsstrumpa, gestaltade passande logotyper till några av våra alternativa förslag till namnbyten, Swedish Love University, Swedish Lagom University, Swedish Lightsaber University etc.


Vad symboliserar SLU:s logotyp? Lommar eller groddar - det är frågan?


Av institutionssammanslagningarna bidde det institutionskluster - ett slags mer eller mindre lösa institutionssamarbeten istället - förutom i Alnarp där upplöstes institutionerna och det blev en bara fakultet med verksamhetsområden istället.

Och så plötsligt, bara något år efter den djupa ekonomiska krisen så kunde man plötsligt läsa att SLU:s ekonomi var på fötter igen - och rentav vid så god vigör (knystades det om) att det fanns risk att staten skulle ta tillbaka pengar från statsanslaget. Och vips kom en våg av nyanställningar, lokalrenoveringar och nybyggen (jag ska t.ex. flytta till Biocentrum uppskattningsvis vid en 2010 sisådär när det står färdigt och x antal 100 miljoner har gått åt). Därtill spenderades miljontals kronor på relativt kostsamma studentrekryteringskampanjer, och reklamkampanjer för att göra SLU mer känt - man kan hitta helsidesannonser om utbildningsprogram på SLU på de mest överaskande ställen. En 20 minuters reklamfilm för SLU av Mattias Klum blev det också som jag undrar om någon har sett? Vi anställda fick varsitt ex iaf. - tur var väl det...

Hursomhelst, det gick visst si och så med att boosta studentintresset (läs notis i UNT) och staten fortsätter ju envist med att inte räkna upp statsanslagen till universiteten för inflation vilket leder till att en ny ekonomisk kris hägrar. Nu beror ju visserligen det bristande studentintresset på att vi infört mastersprogram (á la Bologna) men att vi ännu inte några studenter har gått våra kandidatprogram (á la Bologna) utan istället är antagna till magisterprogram - som vi av någon märklig anledning också ska ha kvar parallellt.

Det senaste som diskuteras är tydligen om vi ska bli en stiftelse (UNT) - eftersom vi då kan bedriva vår verksamhet effektivare (ur ekonomisk synvinkel då - kvalitén på forskning och undervisning är såklart av lägre prioritetsgrad).

Nåja, vi ska inte klaga - vi har ju iaf. en karriärcoach som kan hjälpa oss att finna vår plats i organisationen (min är gnällspikens i kistan :)). Och fler positiva nyheter är ju att förtroendet för forskare är lågt (UNT) - kanske för att de börjat läsa forskarbloggar såsom den här och på så vis fått en inblick i forskarens och forskningens sanna natur frågar jag mig? - fast just det var ju iofs. inte så bra... - men i artikeln kan man också läsa att 9 av 10 anser att miljöforskning är ett prioriterat område - och det är ju bra! För då kanske de är villiga att investera mer pengar i detta område - och då kanske jag kan få min lön betald framöver...

Några av mina institutionskollegor har lyckats ganska bra med att håva in lite "miljöpengar" och har startat MicroDrivE-projektet med syfte att optimisera etanolproduktion genom att studera diverse mikrobiella faktorer i processen. Jämför med mitt inlägg häromveckan om etanolbränslen. Av bara farten har de satt upp mig som webmaster för det hela - vilket ju är lite kul eftersom jag ju faktiskt inte har varit inblandat alls i att göra sidan (däremot är jag ju institutionens webmaster. Men, jag kanske kan få lite betalt för besväret?

Andra bloggar om: SLU, Sveriges Lantbruksuniversitet, forskning, vetenskap, gnäll

Är etanol ett miljövänligt drivmedel?

Den senaste tiden har det varit svårt att bilda sig en uppfattning om vad man ska tro om etanol som drivmedel. Förespråkarna hävdar att biobränslen som etanol är framtidens melodi och att en omställning till etanol kommer att hjälpa oss både att minska våra utsläpp av växthusgaser och att minska vårt användande och beroende av fossila bränslen. Kritikerna tycks hävda att det tvärtom åtgår mer energi i produktionen än vad man får ut vid förbränningen av etanol och att etanolbränslen därför har en negativ miljöpåverkan.

Hur kan olika debattörer ha så olika uppfattningar om etanol som drivmedel? – Finns det ekonomiska eller ideologiska intressen inblandade, eller rör det sig kanske om ett klassiskt fall av äpplen vs. päron? Jag beslöt mig för att försöka bilda mig en egen uppfattning om hur bra för miljön etanol egentligen är – vilket inte visade sig vara helt lätt att göra i en handvändning – det här är hursomhelst vad jag har kommit fram till.


Livscykelanalyser

För att kunna jämföra olika bränslens klimatpåverkan på ett vettigt sätt gör man en livscykelanalys (LCA). Oftast rör det sig om en så kallad ”Well-to-Wheels”-analys, dvs. ungefär ”från-källan-till-hjulet” (el. ”från-åkern-till-hjulet”), där man förutom bränslenas utsläpp av växthusgaser i själva förbränningssteget räknar in all energi som åtgår för att producera bränslet och alla utsläpp som kommer från produktionen.

Slutresultatet räknas sedan om till något jämförelsemått som t.ex. mängd energi som krävs för att producera en liter bränsle eller till koldioxidekvivalenter per färdad km (dvs. växthusgasutsläpp per km).

I bensinfallet kan det alltså röra sig om att man förutom de direkta koldioxidutsläppen vid förbränningen också räknar in energin som åtgår för att borra efter olja, transportera råoljan och raffinera den. För biobränslen medför utsläppen av CO₂ vid själva förbränningen ingen nettotillförsel till atmosfären eftersom förbränningen ju bara frigör den CO₂ som bands in i råvarugrödan när den odlades – så dessa utsläpp räknas inte in. Men istället räknar man med energin och förbrukningen av fossila bränslen som åtgår för att plöja, harva och så, för produktion och spridning av gödsel och bekämpningsmedel, för skörd och transport av råvaran och för själva etanolproduktionen. Kan man få avsättning för restprodukterna som uppstår vid etanolproduktionen t.ex. för kraftvärmeproduktion gör man avdrag för detta.

Självklart är det inte helt lätt att få in tillförlitliga eller generaliserbara uppgifter för energiåtgången i de olika stegen i odlingen och det hela kompliceras ytterligare av att en omställning från en typ av odlingssystem till ett annat kan leda till förändrade utsläpp av växthusgaserna lustgas (N₂O) och metan (CH₄) från jordbruksmarken. Speciellt lustgas är en potent växthusgas (ca 300 ggr kraftigare än CO₂) och även små fluktuationer kan därför få stora effekter.

Denna typ av livscykelanalyser har visat att etanolbränslen generellt sett släpper ut mindre växthusgaser än bensin per färdad km – men att detta är beroende på vilken typ av råvara som används och på hur produktionen går till.


Råvarans och produktionssättets betydelse

Majs är vad som huvudsakligen används vid etanolproduktion i USA och tycks också vara den mest studerade råvaran. Jag har läst två metastudier, dvs. studier som har granskat och jämfört data från ett flertal olika livscykelanalyser och dragit slutsatser utifrån dessa, som har granskat etanolproduktion från majs. Båda artiklarna granskade sex stycken livscykelanalyser, varav en LCA överlappade mellan studierna.

Båda artiklarna kom fram till att majs i de flesta fall gav reduktioner av både förbrukning av icke-förnybar energi och utsläpp av växthusgaser – men att växthusgasreduktionen var ganska blygsam. Den ena studien räknade fram att investeringen av fossil energi var från 65 % lägre till 16 % högre än energivinsten vid förbränning (dock alltid lägre än investeringen för bensin) - och den andra studien räknade fram att minskningen av växthusgasutsläpp jämfört med bensin var i genomsnitt 18 % men att den varierade mellan en reduktion på 36 % till en ökning på 29 % [2].

Brasiliansk etanol produceras från sockerrör och kan ge ganska betydande reduktioner av växthusgasutsläpp jämfört med vad majs klarar av. Kvoten mellan energiinnehåll och investerad fossil energi har beräknats till 8 (dvs. man får ut 8 gånger mer energi än vad man investerar) [3] och till 3,7 i en annan studie [4]. (När det gäller sockerrör som råvara kan man dock notera att det har förts fram kritik mot arbetsförhållandena på sockerrörsplantagen.)

I Europa är det främst vete och sockerbetor som används för etanolproduktion. Beroende på hur produktionen ser ut och hur man använder restprodukterna beräknas etanol från dessa grödor ge reduktioner av växthusgasutsläppen på mellan 30 - 65 % jämfört med bensin [5]. Enligt en litteraturstudie som utförts av Pål Börjesson på Lunds Tekniska Högskola tycks energibalansen vara ungefär jämförbar för majs, spannmål och sockerbetor (se figur).



Energibalans över 1 indikerar att man får utt mer energi än vad man har investerat, från Börjesson (2006).

I framtiden verkar det vara cellulosabaserad etanol som gäller – cellulosan kan utvinnas ur trävirke eller restprodukter från skogsbruket (det förstnämnda är en idé som inte skogsnäringen gillar), eller genom odling av energigrödor på åkermark. Etanolbränsle producerad från cellulosa uppskattas kunna ge reduktioner av växthusgasutsläppen på uppemot 90 % [1, 2, 6]. Än så länge sker dock ingen kommersiell produktion av etanol från cellulosa – däremot investeras det mycket pengar i forskning kring detta.

Kritik mot livscykelanalyserna

Koldioxidreduktioner och energivinster alltså – allt är frid och fröjd eller? Nja, av det faktum att man kan minska utsläppen av växthusgaser genom en omställning till etanol, om man räknar enligt ovan, ska man dock inte dra slutsatsen att användandet av biobränslen är energieffektivt om man räknar med den totala energin. Räknar man in den energin som finns lagrad i grödan som används inser man snart att det åtgår åtminstone 2-3 ggr mer total energi per färdad km än det gör för bensin [5] – och att det förmodligen finns mer energikonserverande sätt att använda biomassan på än att konvertera den till flytande bränsle.

Men energin som finns lagrad i grödan är ju förnyelsebar, grön energi – leder inte det fel att räkna in den på det sättet? – Jo, det är det nog många som anser, och helt säkert etanolproducenterna, men det vete fanken om de har rätt. Bara för att grön energi är förnyelsebar betyder det ju inte att den är obegränsad. I det här fallet är det den areal land/havsyta som vi kan använda för att ”skörda” solenergin som är begränsande. Och för att fullfölja tankegången: om vi investerar mer av den totala energin i bränsleproduktionen kommer det kanske att uppstå energibrist någon annanstans i systemet – och detta kan paradoxalt nog leda till att efterfrågan på fossila bränslen ökar.

Emergianalyser

Den kritiker som främst har gjort sig hörd i svenska medier har varit forskaren Torbjörn Rydberg från Institutionen för stad och land (tidigare fanns han på CUL – Centrum för uthålligt lantbruk) på Sveriges Lantbruksuniversitet. Han hävdar att etanolbränslen kostar betydligt mer än de smakar [7]. Läs gärna:

”Etanol inte hållbart” – Intervju med Torbjörn i DN

”Vi får inte tveka om etanolen” – han får mothugg (också i DN) av Bengt Håkansson och Kenneth Werling från Lantmännen Energi (en etanolproducent)

”Det behövs energi för att göra energi” – Torbjörn svarar i VLT

När han gör sina uttalanden utgår han ifrån en så kallad emergi-analys. I en sådan analys (som liknar livscykelanalysen) räknar man om alla energiflöden som ingår i processen till solenergiekvivalenter för att kunna jämföra den totala energiåtgången. Man går dessutom betydligt längre än vad man gör i en traditionell livscykelanalys och försöker verkligen räkna in all resursförbrukning i hela tillverkningskedjan dvs. alltså även solenergi, arbete som utförs av människor i processen etc [8]. Om man utgår ifrån det här sättet att räkna framstår etanolbränslen tvärtom som sämre alternativ än fossila bränslen [7, 9, 10].

Jag tycker att emergi-konceptet är ganska tilltalande – men jag inser också att om det är svårt att få tillförlitliga uppskattningar och siffror till en livscykelanalys så finns det än mer felkällor i en emergiberäkning. Det skulle behöva publiceras fler studier utförda på det här sättet av olika forskare för att kunna vi ska kunna få en säkrare uppfattning om hur emergieffektiva biodrivmedel är.


Ekologiska fotavtryck

Vi har redan varit inne på att solenergin begränsas av arealen vi kan använda för att fånga in den med. Det är också viktigt att inse att samma areal som vi potentiellt kan använda för att fånga in solenergi genom att odla biobränslen också kan användas för att producera, bostäder, mat, kläder, prylar till konsumtionssamhället och dessutom både natur och biologisk mångfald.

Ett sätt att illustrera hur beroende vi är av våra knappa landresurser och ett alternativt sätt att åskådliggöra miljövänligheten hos produkter eller mänskliga aktiviteter är att räkna ut deras ekologiska fotavtryck. Dvs. till exempel hur stor yta som krävs för att driva en bil under ett år med ett visst bränsle. Jämförelser mellan ekologiska fotavtryck för etanol och bensin utfaller (föga överraskande) inte till etanolens fördel [4, 11].

Det är viktigt att inse att om vi vill utöka vår produktion av biobränslen så kommer denna produktion att inkräkta på arealer som idag används till något annat, eller på arealer som idag inte används för produktion. Det finns en uppenbar risk att mer natur kommer att ersättas av monokultur – och detta är inte miljövänligt!

Slutsatser

Frågan i rubriken kan besvaras med vad en tvättäkta forskare svarar på 95 % av alla frågor som ställs till honom, nämligen med ett: ” – Det beror på…”:

Etanol producerad från biomassa betraktas som energieffektiv och ger reduktioner av växthusgasutsläpp jämfört med bensin om man utvärderar bränslena med hjälp av traditionella livscykelanalyser.

Om man däremot gör en emergianalys eller räknar ut de ekologiska fotavtrycken för bränslena framstår inte längre etanol som ett miljövänligt alternativ. Etanolproduktion tycks inte heller vara ett effektivt sätt att använda våra resurser (energi, biomassa eller mark).

Huruvida det är relevant att bedöma bränslenas miljövänlighet utifrån en emergianalys eller utifrån deras ekologiska fotavtryck beror (såvitt jag begriper) på hur begränsad vi anser att den totala tillgången till energi och mark är. Anser vi att det finns energi och mark i överflöd så kan vi ju välja att investera dessa i produktion av biobränslen och i en reduktion av koldioxidutsläpp. Anser vi däremot att energi och/eller mark är begränsade blir det genast en annan femma…

Jag tycker personligen att begrepp som emergi och ekologiska fotavtryck bättre återspeglar den faktiska miljöpåverkan som en mänsklig verksamhet medför än vad den traditionella livscykelanalysen förmår – studier som är alltför snävt avgränsade säger oss egentligen inte något meningsfullt – men jag inser också att sådana analyser är svårare att genomföra och resultaten förmodligen också svårare att kommunicera utanför forskarleden.

Slutklämmen får väl bli att konstatera att man kan beskriva de olika sätten att räkna som äpplen och päron om man vill - men att det kan vara mycket relevant att jämföra äpplen och päron ibland - i alla fall om man bara har en fruktodling!

(Ha ha, där fick jag till det! - Tror jag?)

Uppdatering 2008-02-13:
Det här med etanol är ju ett mycket omdebatterat ämne och den här artikeln är nog min mest lästa och mest googlade post här på bloggen. Detta är ju glädjande, men sedan jag skrev det här inlägget så har nya forskningsrön publicerats som visar att etanol producerad på jordbruksmark inte alls leder till minskade utsläpp av växthusgaser. För att inte missleda mina läsare lägger jag därför till denna uppdatering. En utökad användning av etanol producerad med råvaror odlade på jordbruksmark leder till att den totala efterfrågan på jordbruksmark ökar. Detta leder i sin tur till att naturmark (skogsmark, torvmark, gräsmark etc) tas i anspråk och i processen släpps stora mängder växthusgaser ut. Den intresserade kan läsa mer om saken i ett inlägg jag skrivit på SLU:s forskarblogg.

Såvitt vi kan bedöma så leder alltså etanol i tanken (producerad på jordbruksmark) till ökade utsläpp av växthusgaser, till ökad förstörelse av naturmark, till ökad vattenanvändning och till höjda livsmedelspriser jämfört med att köra sin bil på bensin eller diesel. Detta är inte miljövänligt! Om man vill minska utsläppen av växthusgaser så är det ett klart mycket bättre alternativ att satsa på bränslesnålare bilar, mer kollektivtrafik och mindre bilåkande.

Situationen tycks se betydligt bättre ut för etanol producerad från restprodukter och/eller avfallsprodukter. Man ska dock komma ihåg att restprodukter och avfallsprodukter även kan ha andra användningsområden som eventuellt kan vara bättre sätt att uttnyttja dem på (som t.ex. biogasproduktion). Effekterna av att i stor skala använda skörderester till etanolproduktion är dock dåligt utredda och är inte helt självklart positiva. Att inte plöja ned skörderesterna efter skörd kommer helt säkert att leda till att jordbruksmarken kolförråd utarmas ytterligare - det kan också få konsekvenser för markens struktur och mikronäringsstatus.

Referenser

1. Hammerschlag, R. 2006. Ethanol's energy return on investment: a survey of the literature 1990-present. Environmental Science & Technology 40: 1744-1750. (Abstract)

2. Farrell, A.E., R.J. Plevin, B.T. Turner, A.D. Jones, M. O'Hare and D.M. Kammen. 2006. Ethanol can contribute to energy and environmental goals. Science 311: 506-508. (pdf)

3. Macedo, I.d.C., M.R.L.V. Leal and J.E.A.E.d. Silva. 2004. Assessment of greenhouse gas emissions in the production and use of fuel ethanol in Brazil. Secretariat of the Environment; Government of the State of São Paulo. (pdf)

4. Oliviera, M.E.D.D., B.E. Vaughan and E.J. Rykiel. 2005. Ethanol as fuel: energy, carbon dioxide balances, and ecological footprint. BioScience 55: 593-602. (pdf)

5. Okänd. 2007. Well-to-Wheels analysis of future automotive fuels and powertrains in the European context. IES - Institute for Environment and Sustainability; European Commission. (Finns att hämta här, tillsammans med flera andra filer.)

6. Wu, M., Y. Wu and M. Wang. 2006. Energy and emission benefits of alternative transport liquid fuels derived from switchgrass: a fuel life cycle assessment. Biotechnology Progress 22: 1012-1024. (Abstract)

7. Rydberg, T. and A. Haden. Energikvalitet och nettoenergi - hur värderar vi olika former av energi. in Konferens om Ekologiskt Lantbruk. 2005. Ultuna. (pdf)

8. Börjesson, P. 2006. Energibalans för bioetanol - en kunskapsöversikt. Institutionen för teknik och samhälle - Avdelningen för miljö- och energisystem; Lunds Tekniska Högskola. (pdf)

9. Ometto, A.R., W.N.L. Roma and E. Ortega. Emergy life cycle assessment of fuel ethanol in Brazil. in IV Biennial International Workshop "Advances in Energy Studies". 2004. Campinas, Brazil. (pdf)

10. Giampietro, M. and S. Ulgiati. 2005. Integrated assessment of large-scale biofuel production. Critical Reviews in Plant Science 24: 365-384.(pdf)

11. Holden, E. and K.G. Høyer. 2005. The ecological footprints of fuels. Transportation Research Part D 10: 395-403. (Abstract)

Andra bloggar om: vetenskap, forskning, biodrivmedel, etanol, E85, bensin, livscykelanalys, emergi, ekologiska fotavtryck

Något litet om att tänka efter före

DN rapporterar idag under rubriken ”Etanolbilars utsläpp kan skada hälsan” om en studie som visade att användandet av etanolbränsle (E85) potentiellt skulle kunna ge större negativa hälsoeffekter än vanlig bensin.

Studien de refererar till är:

Jacobson M.Z. 2007. Effects of ethanol (E85) versus gasoline vehicles on cancer and mortality in the United States (pdf). Environmental Science & Technology (ej formellt publicerad ännu).

Slutsatserna därifrån var att en utökad användning av E85 ger ökade utsläpp av ozon vilket kan leda till ökad förekomst av respiratoriska sjukdomar och en ökad dödlighet till följd av dessa.

Vad gäller utsläppen av cancerogena ämnen så leder ökad användning av E85 till en tydlig minskning av vad som brukar kallas BTEX (bensen, toluen, ethylbensen och xylen) vilket ju är ganska naturligt eftersom dessa är konstituenter i bensin och E85 består av 85 % etanol och med bara 15 % bensininblandning (25 % inblandning vintertid i Sverige) och också till en minskning av butadien. Effekten av dessa minskningar uppvägs dock enligt artikelförfattaren av en ökning av utsläppen av de cancerogena ämnena acetaldehyd och formaldehyd.

Nettoeffekten av en omställning till E85 (med nuvarande gränsvärden för utsläpp av de ingående ämnena) skulle därför kunna bli en ökad dödlighet i respiratoriska sjukdomar, främst i tätbefolkade områden. På grund av osäkerheten angående framtida gränsvärden för bränslena är dock den enda riktigt säkra slutsatsen som kan dras att en omställning till etanolbränsle skulle ge åtminstone lika mycket negativa hälsoeffekter som en fortsatt användning av bensin.

En annan artikel som publicerades nyligen är en studie av konsekvenserna av den CO2-skatt på drivmedel som infördes i Storbritannien 2001-2002:

Mazzi E.A. and Dowlatabadi H. 2007. Air quality impacts of climate mitigation: UK policy and passenger vehicle choice. Environmental Science & Technology 41: 387-392.

Författarna konstaterade att skatten där gynnade en omställning till bränslesnålare dieselbilar och att detta i sin tur resulterade i ökade partikelutsläpp och ca 90 extra dödsfall i Storbritannien årligen. Dessa dödsfall hade kunnat undvikas om man hade sett till att kombinera införandet av koldioxidskatten med skärpta krav också på partikelutsläpp hos dieselbränslena.

Skärpta regler för partikelutsläpp hos dieselbilar genomförs stegvis inom EU men först 2009 (i och med införandet av miljöklass Euro V; partikelutsläpp mindre än 0,005 g/km) når man enligt Mazzi och Dowlatabadi dithän att dieselbilarna inte längre är hälsofarligare än dagens bensindrivna bilar.

Budskapet är att det är viktigt att inte stirra sig blind bara på koldioxidutsläppen när man graderar drivmedels miljövänlighet utan att också ta hänsyn till fler aspekter. Hälsoeffekter är en aspekt man bör väga in - vi kan hoppas att detta är något som Anders Borg tar till sig när han utformar eventuella nya koldioxidskatter!

Andra bloggar om: etanolbränsle, E85, bensin, diesel, koldioxid, CO2, koldioxidskatt

Mikroorganismer för elproduktion

Ett väldigt spännande forskningsfält som det mig veterligen inte bedrivs någon forskning kring i Sverige och som det har rapporterats mycket lite om i svenska medier är användandet av mikroorganismer som katalysatorer för att producera elström i så kallade ”Microbial Fuel Cells” (MFC) dvs. mikrobiella bränsleceller.

Föreställ dig att du hade en apparat som du kunde hälla avloppsvatten i ena änden på och få ut koldioxid, vatten och elström i den andra änden. Låter det magiskt? Det är det inte – det är fullt möjligt!


















Principen är att man kopplar samman två behållare med hjälp av elektroder och ett katjonutbytesmembran – dvs. i grundutförandet liknar det en konventionell bränslecell som kan drivas med t.ex. vätgas. Fördelen med den mikrobiella bränslecellen är att man kan köra systemet på socker eller stärkelse, eller åtminstone i teorin på än komplexare saker som avloppsvatten eller olika typer av organiska restprodukter.

I behållaren som innehåller anoden har man bakterier som man matar med sitt ”bränsle”. Bakterierna bryter ned bränslet – och här kommer det fina med kråksången – man tillsätter inte någon terminal elektronacceptor utan låter bakterierna lämpa över sina elektroner på anoden istället. I processen uppstår vätejoner (H⁺) som kan vandra fritt över membranet. I katodkammaren har man däremot fri tillgång på en elektronacceptor, vanligtvis syre – vilket medför att elektronerna vandrar dit, förenas med ett syre och två väten och bildar vatten.

Men vänta här nu – frågar sig den biologiskt oskolade – vad fanken är en terminal elektronacceptor för något?

– Jo, de organismer som får sin energi genom att bryta ned organiskt material, som t.ex. människor eller de nedbrytande bakterier som finns i bränslecellen – använder sig av så kallade elektrontransportkedjor för att konvertera den energi de får ifrån födan till molekylen ATP.

I princip kan man säga att de slussar elektroner från en elektrondonator (dvs. maten) från det ena enzymet till det andra – elektronernas hoppande används i sin tur för att pumpa ut vätejoner ur cellen – koncentrationsskillnaden som uppstår gör att vätejonerna drivs att diffundera tillbaka in i cellen igen och denna kraft används för att producera ATP.

Men för att det hela ska fungera så krävs det att de hoppande elektronerna landar någonstans i slutändan – och det de landar på är alltså den terminala elektronacceptorn. För människor är det alltid syre – det är därför vi andas – tänk på det nästa gång du tar ett andetag – men en del bakterier kan vara betydligt mer flexibla med sitt val av elektronacceptor. Om syre saknas kan de t.ex. respirera nitrat, vilket utnyttjas vid kväverening (där nitrat reduceras till kvävgas), järn, vilket är anledningen till att blålera är blå (det beror på att rödaktigt Fe³⁺ reduceras till gråblåaktigt Fe²⁺ där syre saknas), mangan, eller något annat som erbjuder en tillräckligt positiv redoxpotential.

En del bakterier måste inte heller ha sina terminala elektronacceptorer inne i cellen utan klarar av att växa på fasta ytor och reducera dessa. Dessa egenskaper uttnyttjas i den mikrobiella bränslecellen där bakterierna nekas tillgång på syre utan istället tvingas avge sina elektroner till anoden. Anoden kan bestå av olika material men består oftast av någon form av kol/grafitmaterial – det är alltså lite grann som om du tvingades andas genom en kolbit.

En mikrobiell bränslecell kan teoretiskt alstra upp emot 1,1 V men än så länge uppnår man som bäst 0,6 V när man använder cellen för att generera ström. Det är dock möjligt att seriekoppla cellerna för att få upp spänningen. Många praktiska problem återstår också att lösa innan det går att tillverka en tillräckligt effektiv och tillförlitlig produkt av det hela.

Det finns flera potentiella tillämpningar för MFC:er – en uppenbar användning skulle kunna vara att testa ett sådant system vid ett reningsverk. En annan spännande applikation skulle vara att använda havssediment och mikroorganismer som lever däri – här räcker det med att stoppa ned en elektrod i det syrefria sedimentet och att ha en ovanför i det syreberikade havsvattnet för att generera ström (fast det funkar nog inte på de syrefria bottnarna i Östersjön förstås) – detta kan användas till att driva t.ex. mätutrustning på havsbottnen.

En bra webresurs för mikrobiella bränsleceller med många länkar till vetenskapliga artiklar om bränsleceller finns här. En bra översiktsartikel är:

Logan et al., 2006. Microbial fuel cells: methodology and technology (pdf). Environmental Science & Technology 40:5181-5192.

Eller varför inte pröva att göra en själv? (pdf)

Man bör dock ställa bränslecellernas energieffektivitet och praktiskhet mot andra sätt att utnyttja energin i det organiska materialet t.ex. genom mikrobiell rötning för att producera biogas, eller genom etanolproduktion. Ett större forskningsprojekt med sådan inriktning, MicroDrivE, har just startats upp på min institution på SLU. Kanhända kan det också bli aktuellt med bränsleceller hos oss framöver?

Andra bloggar om: vetenskap, forskning, mikrobiologi, bränsleceller