Dagens transportsektor är beroende utav fossila drivmedel. Detta är problematiskt eftersom fossila bränslen är en ändlig resurs samtidigt som användningen utav dessa bidrar till den förstärkta växthuseffekten. Enligt EU:s klimatmål ska utsläppen av växthusgaser reduceras med 20 procent till år 2020. Handeln med utsläppsrätter, som flygsektorn inkluderas i från och med år 2012, har införts som ett styrmedel som skall verka för att företag ska minska sina utsläpp. Flygföretag kommer härigenom att ha ökade incitament att blanda in en viss procenthalt biojetbränsle i det fossila jetbränslet. Mycket forskning och utveckling pågår kring framtagandet av andra generationens biodrivmedel, till vilka algbaserat biodrivmedel räknas. Algbaserat biodrivmedel tros ha god framtidspotential då alger kan odlas på mark som ej är lämplig för matodling, har en hög tillväxttakt, högt oljeinnehåll samt förmågan att ta upp koldioxid från sin omgivning. Syftet med denna rapport var därmed att skapa en bred bild kring möjligheterna att med ekonomisk vinning producera algbaserat biodrivmedel för flyg i Sverige, vilken kan ligga till grund för vidare forskning på området. Målet var att utföra en lönsamhetsanalys för en produktionsprocess med lämpligt vald odlingsanläggning, algart, skördeteknik, vattenavskiljningsteknik samt teknik för vidare förädlingsprocesser. Detta efter att marknaden först, med hjälp av Porters femkraftsmodell, hade bedömts som lämplig att gå in på. Valen fattades med utgångspunkt i en litteraturstudie baserad på intervjuer, faktasökning i rapportdatabaser och i sökmotorer på Internet samt ett studiebesök på Käppala reningsverk. Valen kring produktionsanläggningen samt projektets uppskattade kostnader och intäkter motiverades i en fallstudie som sedan låg till grund för modellen. I modellen beräknades ett konkurrenskraftigt pris på biojetbränsle utifrån kostnaden för fossilt jetbränsle plus detta fossilbränsles relaterade utsläppsrättskostnad vid år 2020. Utifrån modellens huvudscenario uppskattades på så vis det konkurrenskraftiga priset år 2020 till 7,2 kronor per liter. För odling valdes öppna raceway-dammar i anslutning till ett reningsverk där det finns fri tillgång på näringsämnen och koldioxid. Algarten Chlorella Vulgaris valdes då den lämpar sig väl för denna odlingsanläggning. Produktionen beräknades uppnå en volym av 60 400 liter färdigt biojetbränsle per odlingssäsong (juni till september). Den årliga intäkten för huvudscenariot blev 455 100 kronor per år, medräknat det reningsverket antas betala för den koldioxidminskning algodlingen medför. Genom att alternera råoljepriset och utsläppsrättspriset togs fyra grundscenarion fram. Det utgicks ifrån att anläggningen tas i bruk år 2017 och en resultaträkning för en sjuårsperiod utfördes utifrån den årliga intäkten, framräknad grundinvestering och framräknade driftskostnader. Det årliga resultatet visade sig vara negativt eller strax över noll för samtliga fyra scenarion samt för huvudscenariot. Först vid ett försäljningspris på 10,8 kronor per liter blev projektet lönsamt med ett positivt nuvärde beräknat på sju år och en internränta på 15 procent. Återbetalningstiden beräknades till max fyra år. Huruvida ett premiumpris på 10,8 kronor per liter, flera kronor högre än det som ansågs vara konkurrenskraftigt, är möjligt att ta betalt för det algbaserade biojetbränslet är osäkert. Utifrån uppskattad kostnads- och intäktsbild är dock detta ett måste för att produktionen skall vara lönsam. I annat fall krävs externa förändringar såsom exempelvis kraftigt höjda råoljepriser, forskningsframsteg och effektiviseringar för framställningen av algbiodrivmedel eller att ytterligare politiska styrmedel gynnar biodrivmedel. Miljökostnader och miljövinster med en algbaserad biodrivmedelsproduktion samt förslag på ytterligare effektivisering av produktionen är vidare forskningsområden som denna rapport ämnar ligga till grund för. / Today’s transportation sector is in a path dependency of the using of fossil fuel. This is problematic since there are limited oil sources in the world and since the use of fossil fuels increases the green house effects. According to EU’s climate goals the emissions of green house gases should be reduced by 20 percent by year 2020. The European emission trading system, which the airline industry will be a part of from 2012, raises the incentives for companies to lower their emissions. Airline companies will therefore be more likely to add a certain percentage of biofuels into their aircraft engines. A lot of research and development is currently being made about the second generation of biofuel. One raw material for a second generation biofuel is algae, which is believed to have great potential due to the fact that it can be cultured on marginal land, fast growth rate, high oil content and consumes carbon dioxide while growing. The aim with this report was to create a picture of the opportunities in Sweden to economically feasible produce algae biofuel for aircraft, from which continuous research can be made. The goal was to create an evaluation of whether it is profitable or not to have a production with carefully chosen growth facility, algae specie, harvest method, drying method and other refining steps. The market was first evaluated and found to be attractive, using the model of Porter’s five forces. Different decisions regarding the production was made based on interviews, information found in report databases and search engines online and based on the study visit at Käppala wastewater treatment plant. These decisions and the costs they are associated with were later used in the model. A competitive bio jet fuel price year 2020 is regarded to be the price on fossil jet fuel plus the cost for the related certificate of emission cost. In the model’s main scenario the competitive liter price year 2020 was calculated to be 7.2 Swedish kronor. The growth facility was designed as an open raceway pond integrated in a wastewater treatment plant, since the wastewater contains nutrition and carbon dioxide used in the algae photosynthesis. The algae specie chosen was Chlorella Vulgaris. The production will run every year from June to September and the produced volume is estimated 60 400 liters of bio jet fuel each production season. The yearly sales in the main scenario, including the money the wastewater treatment is paying for lowered carbon dioxide emissions, are estimated at 455 100 Swedish kronor. By altering the price of fossil fuel and of emission trading certificates four different scenarios were created. The production will begin in 2017 and the result was calculated for the first seven years based on the yearly income and the estimated start-up costs and running costs. The result turned out to be negative or just above zero for all four scenarios. The project was profitable at the price 10.8 Swedish kronor per liter with a positive net current value over seven years and internal rate of return at 15 percent. The payback time was calculated to be four years at the most. Whether or not it is possible to charge 10.8 Swedish kronor per liter is not certain. However, this is the price needed in order for the project to be profitable. Otherwise external changes are needed such as increased raw oil prices, successful research and development in the field of algae bio fuel production or increased political incentives in favor of bio fuels. Environmental costs and environmental gains with an algae fuel production as well as proposals for further efficiency are suggestions on further work that need to be done on this field.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-41498 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Andersson, Sanna, Edfeldt, Erica |
| Publisher | KTH, Energiteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0034 seconds