E-fuels og biodrivstoff

Elektrifisering med batterier løser mye av transportutslippene, men ikke alt. Langdistanseskip, fly og deler av tungtransporten er vanskelige å drive på batteri alene, fordi energitettheten i flytende drivstoff fortsatt er overlegen. Derfor knyttes det store forventninger til flytende drivstoff uten fossilt opphav: biodrivstoff laget av biomasse, og e-fuels (elektrodrivstoff) syntetisert fra hydrogen og CO₂. Begge kan i prinsippet brennes i dagens motorer og distribueres i dagens infrastruktur. Men de er ingen mirakelkur – de er dyre, energikrevende og finnes i begrensede mengder. Denne artikkelen ser nøkternt på hva som er realistisk.

Hva er forskjellen på biodrivstoff og e-fuels?

De to teknologiene løser samme problem – å lage flytende drivstoff uten å pumpe opp ny fossil olje – men på helt ulike måter.

Biodrivstoff

Biodrivstoff lages av biomasse: planteoljer, sukker, stivelse, trevirke eller avfall. CO₂-en som slippes ut når drivstoffet brennes, ble tatt opp av plantene mens de vokste, og derfor regnes biodrivstoff som tilnærmet karbonnøytralt i bruksfasen. Men regnestykket er omstridt. Såkalt førstegenerasjons biodrivstoff fra matvekster (raps, palme, mais) kan presse ut matproduksjon og føre til avskoging når ny dyrkingsmark ryddes – den indirekte arealbruks- effekten (ILUC). Palmeolje knyttet til avskoging i Sørøst-Asia kan i verste fall gi høyere reelle utslipp enn fossil diesel, fordi nedhugging av karbonrik regnskog frigjør store mengder lagret karbon. Avansert biodrivstoff fra avfall og rester (brukt frityrolje, skogsavfall, husdyrgjødsel) har langt bedre klimaregnskap, fordi råstoffet ellers ville gått til spille, men tilgangen på slike råstoffer er begrenset. Dette henger sammen med de bredere spørsmålene om avskoging og arealbruk og landbruk og matproduksjon.

E-fuels (elektrodrivstoff)

E-fuels lages ved å spalte vann til hydrogen med fornybar strøm (elektrolyse), og deretter kombinere hydrogenet med CO₂ til flytende hydrokarboner – e-metanol, e-kerosen eller e-diesel. CO₂-en kan fanges fra industri eller direkte fra lufta. Hvis både strømmen og CO₂-en er klimanøytral, blir drivstoffet det også. Problemet er energitapet: hvert ledd i kjeden koster energi, og totalvirkningsgraden fra strøm til framdrift er lav. Teknologien bygger på hydrogen som energibærer og er nært beslektet med karbonfangst.

Hvor gir de mening?

Nøkkelen er å bruke knappe ressurser der de erstatter utslipp som ellers er svært vanskelige å fjerne. IEA og en samlet fagverden peker på de samme nisjene:

• Luftfart: Bærekraftig flydrivstoff (SAF), enten avansert biodrivstoff eller e-kerosen, er trolig den eneste skalerbare måten å kutte utslipp fra langdistansefly på de neste tiårene. Se flytrafikk og klima.
• Skipsfart: E-metanol og e-ammoniakk er blant de mest lovende alternativene for store skip. De første metanoldrevne containerskipene er allerede i drift.
• Tungtransport og anleggsmaskiner der lading er upraktisk – selv om batterilastebiler tar stadig større andeler. Se fremtidens transport.

Drop-in eller ny infrastruktur?

En stor fordel ved noen av disse drivstoffene er at de er såkalte drop-in-drivstoff: de kan brukes i eksisterende motorer og fylles på dagens infrastruktur uten endringer. E-kerosen til fly og e-diesel til lastebiler hører til denne kategorien. Andre, som e-metanol og e-ammoniakk til skip, krever nye motorer og tanker, men byttes ut i takt med at fartøy uansett fornyes. Drop-in-egenskapen er verdifull fordi den unngår «høna-og-egget»-problemet som ofte bremser ny teknologi: man trenger ikke vente på at et helt nytt forsynings- og påfyllingssystem er på plass før drivstoffet kan tas i bruk.

Prisen er den store bremsen

I dag koster e-fuels typisk tre–seks ganger mer enn fossile alternativer. Prisen drives av kostnaden på fornybar strøm, elektrolysører og CO₂-fangst. IEA anslår at e-fuels kan falle betydelig i pris fram mot 2040 hvis fornybar kraft og elektrolyse skaleres opp, men de ventes å forbli dyrere enn fossile drivstoff uten en tydelig karbonpris eller innblandingskrav. Avansert biodrivstoff er billigere i dag, men begrenset av råstofftilgang.

Hvordan lages e-fuels steg for steg?

For å forstå hvorfor e-fuels er dyre og energikrevende, hjelper det å se hele kjeden. Først spaltes vann til hydrogen og oksygen ved elektrolyse, drevet av fornybar strøm. Deretter må man skaffe CO₂ – enten fanget fra industripiper eller, mer ambisiøst, suget direkte ut av lufta med direkte luftfangst. Hydrogen og CO₂ kombineres så i en kjemisk prosess (for eksempel Fischer–Tropsch eller metanolsyntese) til et flytende hydrokarbon. Hvert av disse leddene krever energi og kostbart utstyr, og energien som går tapt underveis er grunnen til at totalvirkningsgraden blir lav. Til gjengjeld får man et drivstoff som er kjemisk nesten identisk med fossilt, og som kan brukes i dagens motorer og fylles på dagens bensinstasjoner uten ombygging.

Hvor mye biomasse og kraft har vi egentlig?

Den harde virkeligheten er at begge råstoffene er begrenset. Bærekraftig biomasse – altså avfall og rester som ikke konkurrerer med mat eller binder karbon bedre der den er – finnes det bare en viss mengde av. Globalt er det langt fra nok til å erstatte all fossil transport. For e-fuels er flaskehalsen fornybar kraft: fordi hver liter krever fire–fem ganger så mye strøm som en elbil ville brukt på samme strekning, ville full erstatning av fossile drivstoff med e-fuels kreve enorme mengder ny kraftproduksjon. Det er nok et argument for å reservere disse drivstoffene til sektorer der det ikke finnes bedre alternativer, og elektrifisere direkte overalt ellers – et poeng vi utdyper i oversikten over fremtidens klimaløsninger.

Norge: avgiftskutt og innblanding

Norge har et omsetningskrav som pålegger drivstoffselgere å blande inn en viss andel biodrivstoff. Mye av dette har historisk vært importert, og debatten om palmeolje og avskoging har vært skarp – importert palmeolje knyttet til avskoging kan i verste fall gjøre vondt verre, og norske myndigheter har derfor strammet inn på hva som godkjennes. Samtidig har Norge sterke industrielle forutsetninger for e-fuels: rikelig med fornybar kraft, kompetanse på hydrogen og flere planlagte anlegg for e-metanol og e-ammoniakk rettet mot maritim sektor. Med en stor skipsfartsnæring og verdens mest elektrifiserte fergeflåte har Norge et naturlig hjemmemarked for grønne maritime drivstoff. Det knytter denne teknologien tett til Norges klimastrategi og industripolitikk – og til spørsmålet om hva små land kan oppnå ved å gå foran, som vi drøfter under hvorfor handle uansett.

Fordeler og ulemper

• Kan kutte utslipp fra fly, skip og tungtransport der batteri ikke strekker til
• Bruker eksisterende motorer, fartøy og distribusjonsnett – ingen ny infrastruktur
• E-fuels gir en mulig anvendelse for fanget CO₂ og overskuddskraft
• Avansert biodrivstoff fra avfall har lavt klimaavtrykk

• Lav energieffektivitet – e-fuels sløser med knapp fornybar kraft
• Høy pris uten subsidier eller innblandingskrav
• Førstegenerasjons biodrivstoff kan gi avskoging og matkonflikt
• Begrenset tilgang på bærekraftig biomasse og fanget CO₂
• Slipper fortsatt ut helseskadelige avgasser i bruk

Hva med folk flest?

For de aller fleste privatpersoner er e-fuels og biodrivstoff lite relevant i hverdagen – og det er et viktig poeng i seg selv. Bilprodusenter og oljeselskaper har tidvis fremmet e-fuels som en måte å «redde» forbrenningsmotoren på, slik at man slipper å bytte til elbil. Men gitt energitapet og prisen er dette en lite realistisk vei for personbiler: en e-fuel-bil ville være dramatisk dyrere i drift enn en elbil og samtidig sløse med fornybar kraft. For den enkelte er elbil, sykkel, kollektivtransport og det å fly mindre fortsatt langt mer effektive klimavalg, slik vi viser under de mest effektive tiltakene. E-fuels og biodrivstoff hører hjemme i de tunge, kollektive delene av transportsystemet – ikke i garasjen din.

Nøktern konklusjon

E-fuels og biodrivstoff er verken løsningen på alt eller en blindvei. De er spesialverktøy for de delene av transportsektoren som er vanskeligst å elektrifisere – først og fremst fly og skip. Å bruke dem til personbiler, der elbilen er langt mer effektiv, ville sløse med fornybar kraft vi trenger til andre formål. Realistisk sett vil de spille en viktig, men avgrenset rolle i et fremtidig nullutslippssamfunn, sammen med batterier og direkte elektrifisering. Se hele bildet i vår oversikt over fremtidens klimaløsninger.