För ett par år sedan kännetecknades debatten om Bioenergins framtid av olycksdigra generaliseringar. Det hävdades bland annat att en tankning av en stadsjeep med etanol motsvarar en människas spannmålskonsumtion per år. När priset på majs temporärt steg i juni 2008 på grund av marknadsspekulationer, ansågs detta vara ett bevis på att energipriset kommer att diktera matpriset i all framtid. Idag, efter hundratals konferenser och andra arrangemang i Europa, Asien och i USA om hållbar odling av bioenergi och biobränsle, går debattens vågor inte lika höga som tidigare. Nu är det energiväxter, som präriegräs och Jatropha, som präglar debatten bland forskare.
Enbart i Tyskland har det i år hållits ett fyrtiotal internationella konferenser och kongresser bara om detta ämne.
När det gäller utvecklingen av olika former av biobränsle, betraktas landet som ledande i Europa, med Sverige som god tvåa. Den senaste i raden av internationella diskussioner kring biobränsle ägde rum i samband med miljömässan RenExpo i Augsburg med 350 utställare från 14 länder. Cirka 15 000 besökare kunde informera sig bland annat om hur biobränsle och biokraftvärme genereras på ett betydligt mer hållbart sätt än tidigare.
En av mässans mest intressanta debatter om bioenergi drog drygt tusen deltagare, däribland experter från USA, Sverige, Finland, Singapore, Filippinerna och Rumänien. Intresset för tyska erfarenheter och nyheter inom landets biobränslemarknad var påtagligt.
Även vid denna konferens visade det sig att den tidigare så hårt diskuterade frågan om mat kontra biobränsle har återförts till den sakliga och vetenskapligt grundade nivån som frågeställningen är förtjänt av.
Etanolen, som fått motta en hel del kritik under de gångna åren, upplever idag en renässans. Insikten om att biobränsle också kan framställas i stora mängder utan att livsmedelsproduktionen påverkas negativt, har förstärkts. Idag handlar debatten mer om graden av miljönyttan med fossila energiformer samt om den så kallade andra generationens biobränsle.
Gott om odlingsareal
Föredragen och diskussionerna om biobränsle på Augsburgsmässan hade i första hand fokus på decentraliserade lösningar. Det är följden av en ökad insikt om att skillnaderna ifråga om naturförhållanden och prisutveckling mellan länder och regioner varierar avsevärt.
Finland har till exempel cirka 2,2 miljoner hektar i odlingsareal och av den arealen behövs bara 1,5 miljoner hektar för att täcka det inhemska behovet av livsmedel och foder. I Sverige ligger stora arealer i träda, men kan inte användas för energiväxter på grund av gällande lagar och förordningar.
I flera afrikanska länder finns det visserligen gott om jordar som är lämpliga för odling av sådana energiväxter, som inte kan användas för livsmedelsproduktion, men jordarnas kvalité tillåter endast en eller två arter av dessa energiplantor. Lokala lösningar utesluter ändå inte det faktum att det är det gemensamma globala ansvaret som anses vara viktigast. Många amerikanska biobränsleforskare, av vilka flera deltog även i konferensen i Augsburg, har tidigare ställt sig skeptiska inför ökad markanvändning för odling av energiväxter.
Dessa forskare presenterade i slutet av förra året en närmast historisk rapport, som visar att det råder ett stort samförstånd om vikten av att även utveckla andra generationens mer effektiva biodrivmedel. En viktig faktor är också frågan om vilka jordar odlingen bedrivs på.
Erkänner fel
Enligt Robert Socolow, ställföreträdande direktör för Carbon Mitigation Initiative vid Princetons Universitet, offentliggjordes en konsensusrapport parallellt med en debatt i USA:s kongress om klimatförändringar. Syftet med rapporten var att korrigera riktlinjer för de former av markanvändning, som under senare år har lett till lidelsefulla diskussioner bland forskare och allmänheten.
Vissa experter ansåg att biobränsle orsakar mer hälsoproblem än bensin och diesel gör. De hade beräknat hälsorelaterade kostnader för olika typer av bränsle och dragit följande slutsats:
– Det är viktigt att lagstiftningen tar hänsyn till vetenskapens senaste rön även om det kräver att vi tvingas erkänna och ångra tidigare misstag, betonade Robert Socolow vid konferensen.
Socolow är professor vid Princeton University, USA, och har tidigare varit chef för universitetets centrum för energi - och miljöstudier.
Redan för fem år sedan tog Socolow upp frågan om minskning av globala koldioxidutsläppet. Han är en mycket väl etablerad forskare och mycket engagerad i Princetons så kallade Carbon Mitigation Initiative, ett biobränsleprogram, som nyligen stöttades av BP och Ford med 20 miljoner dollar.
Socolow, som tilldelades år 2003 Leo Szilard Lectureship Award, kunde på ett pedagogiskt sätt förklara hur världen borde angripa problemet med ökade utsläpp av koldioxid. Hans tes är att vi måste utnyttja varje form av tillgänglig teknologi som redan finns, eller är i stark utveckling, på ett effektivt sätt.
– Förutseende och försiktiga resonemang inom ramen av vetenskapliga redovisningsregler skyddar oss från självförstörande strategier. Mängden koldioxid i framtidens atmosfär kommer att visa oss hur mycket vi har lurat oss själva, när det gäller att bedöma vad som faktiskt fungerar. Atmosfärens optimala funktion är att granska våra räkenskaper ifråga om koldioxidmängdens verkliga omfattning, sade Socolow.
Konkurrens om resurser
I framtiden handlar hållbar energiförsörjning också om energiväxter, bioenergi från trähantering och avfallsrester, som inte konkurrerar med livsmedelsproduktion. Genom förgasning av råvaran kan etanol på sikt göras av organiskt avfall som exempelvis sopor. Forskning pågår om andra generationens etanol. Det innebär att cellulosa, som bryts ner till socker, blir etanol.
Här kan trä användas som råvara, men också majsväxternas stammar eller Jathropa - plantan och sockerrörens rester, som bagass, lämpar sig.
– Det innebär att etanol inte blir en konkurrent om maten, sade Socolow.
Jatropha curcas, som plantan heter, är en mycket uthållig växt som kan växa på de flesta marker även i öken. Växten lever i vilt tillstånd i bland annat i Indien. Jatropha kan även växa på sämre marker och behöver inte direkt konkurrera med matproduktionen i dessa länder. Både växten och biobränsleoljan, som kan produceras från växten är giftiga för människor. Vissa arter av Jathropa - växtens kaka, som blir kvar när oljan har pressats ut, kan användas som djurfoder.
En annan intressant idé med hållbarhetsprofil presenterades av amerikanske naturbiologen David Tilman. Han föddes i Aurora, Illinois 1949 och studerade zoologi vid University of Michigan.
Parallellt med arbetet med sin doktorsavhandling om alger, konstruerade Tilman en matematisk modell för att kunna förutspå resultatet av naturens resurskonkurrens. I år tilldelades David Tilman det holländska Kungliga sällskapets så kallade Heineken – utmärkelse på 150 000 dollar. Tilman fick den för nya matematiska teorier, laboratorieförsök och fältexperiment, som av prisjuryn betraktades som “ett grundläggande bidrag till vetenskapliga studier av samspelet mellan organismer och deras miljö”.
När arter i ett ekosystem konkurrerar om en begränsad mängd mat, är det viktigt enligt Tilman, att veta vilka som kommer att överleva och vilka inte. Denna teori om resurskonkurrens använder sig av en matematisk modell för att förutsäga vinnare och förlorare.
David Tilmans forskning gick ut på att utveckla samspelsteorin, som har varit en viktig del av praktiskt taget varje amerikansk lärobok om ekologi sedan början av 1980-talet.
Biologisk mångfald
Tilman har själv tillämpat teorin på växter och kom därigenom till en revolutionerande upptäckt. Det gjorde han efter att ha tillbringat tjugo år för att observera mer än två hundra enskilda tomtlotter på prärien.
Han upptäckte att de platser där ett stort antal arter växte tillsammans utvecklades mycket bättre under svåra omständigheter, exempelvis under långa perioder av torka, än jordlotter med ett fåtal arter.
Tilman visade därmed för första gången att den biologiska mångfalden har en stabiliserande verkan på ett ekosystem, vilket i sin tur visar att skyddet av utrotningshotade arter är viktigt för överlevnaden av jordens ekosystem.
– Ängsmark, eller så kallat präriegräs, förvandlad i cellulosa, som sedan blir etanol, kan utgöra ett alternativ till odling av monokulturer för energiutvinning. Detta kan spara både jordbruksmark för matproduktion och ge ökat energiutbyte, sade Tilman.
Enligt forskaren kan präriegräset ge 65 till 140 procent lägre utsläpp av växthusgaser jämfört med bensin, enligt en forskarrapport, som Tilman sammanställde tillsammans med kollegorna vid Minnesotas Universitet. Tilman kritiserades häftigt i början av andra amerikanska universitet, men numera har även dessa erkänt att etanol från präriegräs kanske “inte är så dum idé” som Tilman uttryckte sig.
– Produktionen får dock inte bli för massiv. Då kan miljön ta skada, konstaterade David Tilman.
Ekologiskt hållbart präriegräs
David Tilman sysselsatte sig länge med frågan om biologisk mångfald och markens produktivitet på prärien vid Cedar Creeks naturhistoriska område i Minnesota .
– Jag upptäckte att produktiviteten av gräset, som kunde användas för alstring av bioenergi, var 238 procent högre på arealer där det växte olika arter av gräs än på områden där det bara hade odlats en enda art av gräs, berättade Tilman.
Frågan om hur stor effekten blir på miljön, beror enligt David Tilman på det så kallade växtnäringsläckaget och på andra produktionsförhållanden.
Minnesotaprofessorn studerade även olika typer av biobränslen och deras positiva och negativa egenskaper. Tilman upptäckte att fram- för allt den amerikanska Mellanvästern med hög mångfald gräsmarker skulle kunna ge betydligt mer energi per hektar än majs för etanol eller soja för biodiesel.
– Förutom att det är mera lönsamt att göra biobränsle från präriegräs, är det också mer hållbart. Präriegräs absorberar mer CO2 från atmosfären. Inte heller duger gräset som föda till människor, till skillnad från majs och sojabönor, betonade Tilman.
Han betonade i slutet av föredraget att första steget i tillverkning av andra generationens biodrivmedel ofta är förgasning. Under högt tryck och hög temperatur och under tillförsel av luft, syre och eller vattenånga omvandlas råvaran till rågas som bland annat innehåller vätgas och kolmonoxid, men även vatten, koldioxid, metan och tyngre kolväten.
– Gasen renas därefter till syntesgas som består av vätgas, kolväten och kolmonoxid. Även biogas kan omvandlas till syntesgas. Syntesgasen kan sedan konverteras till metanol, DME, vätgas eller syntetisk diesel, sade Tilman.
Bioenergikonsensus
Under senare år har Tilman ägnat sig även åt att studera hållbara jordbruksmetoder, som behövs för att möta den snabbt växande efterfrågan på livsmedel och energi. I syfte att balansera produktionen av biobränsle, öka livsmedelssäkerheten och minska utsläpp av koldioxid, anser amerikanska forskare, däribland David Tilman och Robert Socolow, som tog fram den ovannämnda konsensusrapporten, att den globala biobränsleindustrin måste fokusera främst på att använda fem viktiga basregler när de alstrar el och värme med hjälp av bioenergi.
Följande kriterier måste vara fyllda:
• Fleråriga växter, som odlas på ofruktbara jordar, som har övergivits av jordbrukare
• Skörderester
• Hållbart avverkad skog och skogsavfall
• Blandade grödor och dito odlingssystem
• Kommunalt avfall och industriavfall
Dessa biprodukter kan enligt professor David Tilman, ge betydande mängder biomassa, minst 500 miljoner ton per år bara i USA, utan att markanvändningen leder till några större koldioxidutsläpp. Enligt senaste uppgifter har även denna siffra uppdaterats till det dubbla.
Vid Augsburgskonferensen rådde stor enighet om att de tidigare så hårt kritiserade biobränslena; etanol, RME och biogas gör stor klimatnytta och minskar utsläppen av koldioxid med 65 -140 procent, jämfört med bensin och diesel. Det visar rapporten samt även en svensk rapport “Livscykelanalys av svenska biodrivmedel” som tagits fram på Institutionen för teknik och samhälle vid Lunds Tekniska Högskola, under ledning av docent Pål Börjesson.
Frågan om framställning
– Det går inte att generalisera om biodrivmedel, sade Pål Börjesson, en av rapportens författare.
Enligt honom går det till exempel inte att säga att etanol är bra eller dåligt, eftersom allt beror på hur etanolen framställs.
– Den etanol vi framställer från spannmål i Sverige och som görs på sockerrör i Brasilien, kategoriserade Pål Börjesson som “finetanol”.
En bil som körs på sådan etanol, släpper ut 70 - 80 procent mindre koldioxid jämfört med om samma bil körts på bensin.
– Amerikanerna gör etanol av majs i anläggningar som drivs med naturgas eller stenkol. Denna etanol kan vi räkna som så kallad fuletanol, påpekade Börjesson.
När fossil naturgas används för att göra etanol från majs, blir den sammanlagda koldioxidreduktionen bara cirka 15 procent. I de fall man använder stenkol som energikälla, blir slutresultatet att bilen pustar ut mer fossil koldioxid om den körs på etanol än om den skulle drivas med vanlig bensin.
Indirekta markeffekter.
– Men det är viktigt i sammanhanget att komma ihåg att USA aldrig påstått att man använder majsetanolen som ett sätt att minska utsläppet av CO2. Amerikanernas syfte i första hand är att minska sitt beroende av importerad olja från Mellanöstern, konstaterade Börjesson.
Flera svenska debattörer har på senare år kritiserat etanolen för att orsaka koldioxidutsläpp på grund av indirekta markeffekter. Enligt dem undantränger etanolen matproduktionen och tvingar istället fram nyodlingar på kolrika marker i exempelvis Sydamerika eller Asien. Detta påstods leda till att det kan ta upp till femtio år innan biodrivmedlen betalat tillbaka sin klimatskuld på grund av nyodlingarna.
Även dessa resonemang avvisades med eftertryck i rapporten från Lunds Tekniska Högskola och vid konferensen i Augsburg.
