| 1. |
- Morin Zetterberg, Malin, et al.
(författare)
-
Optimization of lipodisk properties by modification of the extent and density of the PEG corona
- 2016
-
Ingår i: Journal of Colloid and Interface Science. - : Elsevier BV. - 1095-7103 .- 0021-9797. ; 484, s. 86-96
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Lipodisks are nanosized flat, circular, phospholipid bilayers that are edge-stabilized by polyethylene glycol-conjugated lipids (PEG-lipids). Over the last decade, lipodisks stabilized with PEG of molecular weight 2000 or 5000 have been shown to hold high potential as both biomimetic membranes and drug carriers. In this study we investigate the possibilities to optimize the properties of the lipodisks, and widen their applicability, by reducing the PEG molecular weight and/or the density of the PEG corona. Results obtained by cryo-transmission electron microscopy and dynamic light scattering show that stable, well-defined lipodisks can be produced from mixtures of distearoylphosphatidylcholine (DSPC) and distearoylphosphatidylethanolamine conjugated to PEG of molecular weight 1000 (DSPE-PEG(1000)). Preparations based on the use of DSPE-PEG(750) tend, in contrast, to be polydisperse in size and structure. By comparing immobilization of lipodisks stabilized with DSPE-PEG(1000), DSPE-PEG(2000), and DSPE-PEG(5000) to porous and smooth silica surfaces, we show that the amount of surface bound disks can be considerably improved by the use of PEG-lipids with reduced molecular weight. Further, a modified preparation protocol that enables production of lipodisks with very low PEG-lipid content is described. The reduced PEG density, which facilitates the incorporation of externally added ligand-linked PEG-lipids, is shown to be beneficial for the production of targeting lipodisks.
|
|
| 2. |
- Ahlgren, Serina, 1976-, et al.
(författare)
-
Att räkna med markkol i livscykelanalys av nötkött
- 2020
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Markanvändning och förändringar i markkol kan ha en stor påverkan på klimatpåverkan från livsmedelsproduktion. En vanlig metod för att beräkna klimatpåverkan av livsmedel är livscykelanalys (LCA). Här räknar man ihop alla utsläpp från produktionskedjan till ett tal.Det finns idag dock ingen konsensus kring hur vi bör räkna med markkol i LCA vilket innebär att många studier helt enkelt inte tar med markkol eller gör väldigt olika val vilket försvårar tolkning av resultaten. Det finns också en begreppsförvirring som gör det svårt att kommunicera kring markkol och dess effekter.I denna rapport ger vi en bakgrund till problemen, varför det är så svårt att räkna med markkol. Vi gör ett försök att reda ut begreppen, och att ge några råd för hur markkol kan inkluderas i LCA. Rapporten vänder sig till utförare av LCA men även till dig som vill veta mer om markkol i LCA på ett generellt plan och för att kunna tolka resultat.I rapporten delar vi upp markkolsförändringar som kan ske på fyra principiellt olika nivåer:1. Ändring mellan olika kategorier av markanvändning, till exempel från skog till jordbruksmark.2. Odling av en mark som inte är i jämvikt, till exempel att bruka en torvmark eller mark som bytt kategori för länge sen men som fortfarande inte kommit i jämnvikt.3. Ändring i marknyttjande, till exempel byte av gröda från ettåriga till fleråriga grödor.4. Att ändra eller införa skötselåtgärder, till exempel tillförsel av organiskt material.För att inkludera markkolsförändringar i LCA, behövs tre steg (1) uppskatta ändringen i markkol (2) fördela påverkan över tid och (3) beräkna klimatpåverkan. I rapporten går vi systematiskt igenom dessa tre steg och pekar ut vilka svårigheter som finns.Det är svårt att ge specifika råd kring markkol, då alla val är tätt kopplade till syftet med studien som ska utföras. Vi tycker att det viktigaste är, att LCA-utövaren är medveten om de olika alternativen i varje steg och tydligt beskriver och motiverar sina val, så att det för slutanvändaren av resultaten är tydligt vad som ligger grund för resultaten.
|
|
| 3. |
|
|
| 4. |
|
|
| 5. |
- Ahlgren, Serina, et al.
(författare)
-
Biofuels from agricultural biomass – Land use change in Swedish perspective
- 2017
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- The Swedish parliament has decided that by 2045, Sweden will not be a net emitter of greenhouse gases. There is also a goal to have a fossil fuel free transport sector by 2030. However, the transport sector is still dominated by fossil fuels and many efforts are needed to lower emissions. Sweden has a relatively high share of biofuels, around 20% of the energy use in domestictransportation. However, almost 90% of these fuels are imported or produced from imported feedstock.In this study it was investigated whether and how the forecast biofuel demand for 2030 (20 TWh) can be met by biofuels produced from domestic feedstock. The scope was narrowed to biomass that does not cause land use change effects, since the European Commission has communicated that useof biofuels based on feedstock which could be used instead for food or feed will not be supported in the future. The reason for this policy decision is that increased biofuel production could stimulate direct land use change (dLUC) or indirect land use change (iLUC), leading to release ofsoil carbon and other greenhouse gases. We found that about 4-10 TWh of biofuels can be produced from iLUC-free agricultural feedstockin Sweden; the range is dependent on the assumed biofuel conversion rate. The raw material studied was (1) agricultural residues, (2) ley produced on previously unused arable land, (3) crops from arable land such as intermediate crops and (4) intensification of ley cultivation.Literature indicates that iLUC-free feedstock from other sectors (forest residues, industrial byproducts and residues, and residues from other parts of society in Sweden, marine feedstock not included) could contribute 8-11 TWh biofuel. In other words, there is good potential to reach the required 20 TWh of biofuels by 2030 based on domestic iLUC-free feedstock. Lowering domesticconsumption of meat and alcoholic beverages and lowering land use for recreational horse keeping could provide additional space for biofuel production.However, steering towards iLUC-free feedstock would mean higher production costs compared to conventional biofuel production. It is therefore of particular interest to study the potential trade-offs between greenhouse gases and economics. The production of ethanol and biogas based on wheatgrain and wheat straw was studied, where wheat grain represented the current production system and wheat straw represented an iLUC-free production system.We conclude that wheat straw-based biofuels do not compete with food production and have lower greenhouse gas emissions than those based on wheat grain, but higher production costs. The reasons for higher production costs are mainly the lower biofuel yield and more expensive pretreatment.In order to enable general conclusions on trade-offs when steering towards iLUC-free feedstock, more case studies are however needed with a larger set of studied feedstocks, biofuels and including other environmental impacts.
|
|
| 6. |
- Ahlgren, Serina, et al.
(författare)
-
Biofuels from agricultural biomass – land use change in Swedish perspective : report from a project within the collaborative research program Renewable transportation fuels and systems, October 2017
- 2017
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Riksdagen har röstat igenom ett nytt klimatpolitiskt ramverk, vilket innebär att Sverige senast 2045 inte ska ha några nettoutsläpp av växthusgaser. Transportsektorn domineras fortfarande av fossila bränslen, och det behövs kraftiga insatser för att sänka utsläppen. Sverige har en relativt hög andel biodrivmedel, cirka 20% av energianvändningen inom transportsektorn. Närmare 90% av dessa biodrivmedel importeras dock, eller produceras från importerad biomassa. I denna studie undersöktes om och hur det går att tillgodose transportsektorn år 2030 med den mängd biodrivmedel som behövs (20 TWh), baserad på inhemsk råvara. Omfånget på studien begränsas till biomassa som inte orsakar förändrad markanvändning. Detta eftersom EU har meddelat att biomassa som istället skulle kunna användas för mat eller foder inte kommer att stimuleras som råvara framöver. Anledningen till detta politiska beslut är en rädsla för att ökad produktion av biodrivmedel kan ge direkt eller indirekt förändrad markanvändning (förkortad iLUC, efter engelskans indirect land use change), vilket kan leda till utsläpp av kol och andra växthusgaser från mark. I denna studie visar vi att cirka 4-10 TWh biodrivmedel kan produceras från iLUC-fri jordbruksråvara, det stora spannet beror på antagen omvandlingseffektivitet till biodrivmedel. De studerade råvarorna var (1) restprodukter från jordbruket, (2) vall odlad på nerlagd åkermark, (3) grödor från existerande odling så som mellangrödor (4) vall från intensifiering av pågående odling. Genom litteraturstudier bedömdes den iLUC-fri råvara från andra sektorer (skogsrester, industriella biprodukter och avfall från andra delar av samhället, marina råvaror exkluderade) till 8-11 TWh biodrivmedel. Med andra ord har vi goda möjligheter att nå de 20 TWh biobränslen som krävs år 2030 baserat på inhemskt iLUC-fri råvara. Om vi minskar vår konsumtion av kött och alkohol, samt minskar markanvändning för hästar, kan vi producera ännu mer biodrivmedel. Styrning mot biomassa med lägre iLUC skulle dock kunna innebära högre produktionskostnader jämfört med dagens biodrivmedelsproduktion. Det är därför intressant att studera potentiella tradeoffs mellan växthusgaser och ekonomi. I det här projektet undersökte vi produktion av etanol och biogas baserat på vetekärna och vetehalm. Här representerar vetekärna det nuvarande produktionssystemet, och halm representerar ett iLUC-fritt produktionssystem. Resultaten visar att halmbaserade biodrivmedel visserligen inte konkurrerar med livsmedelsproduktionen och har lägre utsläpp av växthusgaser jämfört med vetekärna, men högre produktionskostnader. De högre produktionskostnaderna beror framförallt på lägre utbyte av drivmedel och dyrare förbehandling av råvaran. För att kunna dra generella slutsatser om trade-offs av iLUC-fri råvara behövs dock fler fallstudier där fler råvaror, biodrivmedel studeras, och andra miljöpåverkanskategorier inkluderas.
|
|
| 7. |
- Ahlgren, Serina, et al.
(författare)
-
Climate and biodiversity impact of beef and lamb production – A case study in Sweden
- 2024
-
Ingår i: Agricultural Systems. - : Elsevier Ltd. - 1873-2267 .- 0308-521X. ; 219
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- CONTEXT: The climate impact of meat production is a hotly debated topic. What is less often highlighted is that grazing ruminants can have positive impacts on biodiversity. OBJECTIVE: The aim of this study was to use a life cycle perspective to assess both the climate and biodiversity impact of different beef and lamb production systems in Sweden. METHODS: Applying a life cycle perspective, a quantitative method to assess biodiversity was used, with a scoring system based on land use. For the climate impact calculations, the ClimAg biophysical systems model was used, including emissions from drained organic soils and carbon sequestration in mineral soils. The functional unit was 1 kg carcass weight. RESULTS AND CONCLUSIONS: The results indicated large differences in biodiversity and climate impact between the production systems studied. Dairy bulls had relative low emissions of greenhouse gases, but also a low biodiversity score (a high score indicates higher level of biodiversity). Beef breed steers and heifers had higher emissions of greenhouse gases but a higher biodiversity score, suggesting a trade-off between climate and biodiversity impact. Also for lamb meat, greenhouse gas emissions vary among production systems. A system with winter born lambs slaughtered in spring, closely followed by spring born lambs slaughtered in autumn, had the lowest emissions, while spring born lambs slaughtered in winter had the highest emissions. Winter lambs on the other hand, had a relatively high biodiversity score, due to a long rearing period and an extensive land use with a high proportion of semi-natural grasslands. Climate impact was in all systems related to methane from enteric fermentation, emissions from manure storage, and emissions from organic soils. With the assumptions made in this study, soil carbon sequestration is suggested to reduce the climate impact by 5–7% of the total emissions. Biodiversity impact was in all systems positively related to the amount of grazing in permanent grasslands, in particular semi-natural grasslands. Because semi-natural grasslands are among the most species rich terrestrial ecosystems in Europe, a large surface area grazed resulted in high biodiversity scores in the present model. SIGNIFICANCE: This study used a novel approach for biodiversity assessment, where the positive contribution of semi-natural grasslands to biodiversity was quantified and put in relation to the modelled climate impact.
|
|
| 8. |
|
|
| 9. |
- Ahlgren, Serina, et al.
(författare)
-
Consequential Life Cycle Assessment of Nitrogen Fertilisers Based on Biomass – a Swedish perspective
- 2012
-
Ingår i: Insciences Journal. - : Insciences Organization. - 1664-171X. ; 2, s. 80-101
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- The production of mineral nitrogen represents a large fossil energy input in Swedish agriculture. However, mineral nitrogen can be produced in the Haber-Bosch synthesis, with input from renewable energy. This could lower the dependency on fossil energy and the emissions of greenhouse gases in agricultural production. The aim of this study was to investigate the land use, energy use and greenhouse gas emissions from the production of ammonium nitrate based on biomass, using consequential life cycle assessment methodology. Three scenarios are studied. In one scenario the Haber-Bosch synthesis is integrated in an existing forest residue fired combined heat and power plant. In another two scenarios thermochemical gasification of biomass in combination with Haber-Bosch synthesis is studied, using either straw or short rotation coppice (Salix) as raw material. The results showed that the greenhouse gas emissions and use of fossil energy can be significantly lowered. The size of emission reductions compared to using fossil fuels as raw material is dependent on choice of data, but also choice of functional unit and if e.g. indirect land use change is included. The study also showed that using green nitrogen in rapeseed production substantially can lower the carbon footprint. Further, we argue that production of nitrogen based on renewables should be a high-priority activity, as nitrogen is one of the pillars for a secure food and bioenergy supply for a growing world population.
|
|
| 10. |
|
|
| 11. |
- Ahlgren, Serina, et al.
(författare)
-
Description of the Agrosfär model – a tool for climate impact assessment of crop and animal production systems in Sweden : Version 1: Crops, milk and beef
- 2022
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- The agricultural sector in Sweden needs to cut GHG emissions and contribute to the climate goal of net-zero emissions by 2045. The GHG reduction goal for agricultural emissions is not quantified, but the Swedish climate policy framework states that ‘the Swedish food production shall increase as much as possible with as little climate impact as possible’ and multiple key actors within the sector of food and agriculture have developed roadmaps or industry specific goals for reducing GHG emissions from the sector. Consequently, requirements of transparent GHG accounting and reporting are increasing within the agricultural sector, both at national and international level. The purpose of the Agrosfär tool is to establish an automatic data driven climate calculator used to calculate GHG emissions from agricultural products and on farm enterprise level. The automation and automatic data collection will save time, increase accuracy of the calculations, and simplify updates of the tool to keep it aligned with the most recent climate data and climate reporting methodology. It will make it possible to continuously carry out follow-ups on climate performance indicators and measure improvements from climate measures taken. A working group consisting of Swedish agricultural life cycle assessment experts have developed the framework of the tool, e.g. setting system boundaries, selecting methodologies and input data. A technical team has developed algorithms, a digital interface and coupled the tool to other existing agricultural databases providing farm specific information on crop and animal production data, soil characteristics, carbon footprints and amounts of purchased inputs etc. The tool and user interface have been developed based on input from farmers through prototyping and in-depth interviews. For general guidelines on methodology the calculation model follows the Product Environmental Footprint Category Rules (PEFCR), the International Dairy Federation (IDF)’s approach for carbon footprint for the dairy sector and FAO Livestock Environmental Assessment and Performance guidelines (FAO LEAP). Where standards have diverged or where assumptions have been required the working group has made expert judgements on which method/guideline to follow or what assumptions to make. A first version of the tool, a so called minimal viable product (MVP) has been developed which will be the basis for further development. The MVP contains an animal and crop module and can calculate the carbon footprint of crops, milk and beef. Future development possibilities of the tool and calculation model is described in chapter 7, such as enabling climate calculations on enterprise level, develop modules for more animal production types, deepen the integration between the crop and animal modules, expand sources for automatic data collection, develop a carbon sequestration module and other technical and methodological improvements to ensure alignment with important climate reporting standards. The report will be repeatedly updated as the tool develops, and new versions of the tool are released.
|
|
| 12. |
- Ahlgren, Serina, et al.
(författare)
-
Description of the Agrosfär model – a tool for the climate impact assessment of farms, crop and animal production systems in Sweden
- 2024
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- The agricultural sector in Sweden needs to cut GHG emissions and contribute to the climate goal of net-zero emissions by 2045. The GHG reduction goal for agricultural emissions is not quantified, but the Swedish climate policy framework states that ‘Swedish food production shall increase as much as possible with as little climate impact as possible’. Multiple key actors within the sector of food and agriculture have developed roadmaps or industry specific goals for reducing GHG emissions from the sector. Consequently, requirements for transparent GHG accounting and reporting are increasing within the agricultural sector, both on a national and international level. The purpose of the Agrosfär tool is to establish an automatic data driven climate calculator used to calculate GHG emissions from agricultural products and on a farm enterprise level. Automation and automatic data collection will save time, increase the accuracy of the calculations, and simplify updates of the tool to keep it aligned with the most recent climate data and climate reporting methodology. It will make it possible to continuously carry out follow-ups on climate performance indicators and measure improvements from climate measures taken. A working group consisting of agricultural life cycle assessment experts has developed the framework of the tool (e.g., setting system boundaries, selecting methodologies and input data). A technical team has developed algorithms, a digital interface and coupled the tool to other existing agricultural databases, providing farm specific information on crop and animal production data, soil characteristics, carbon footprints and amounts of purchased inputs etc. The tool and user interface have been developed based on input from farmers through prototyping and in-depth interviews. The priority guidelines on which the calculation model is based are the Product Environmental Footprint Category Rules (PEFCR), the International Dairy Federation (IDF)’s approach for carbon footprint for the dairy sector, and FAO Livestock Environmental Assessment and Performance guidelines (FAO LEAP). From the farm perspective, the Greenhouse Gas Protocol (GHG Protocol) Corporate Standard, GHG Protocol Agricultural Guidance (Scope 1 & 2) and GHG Protocol Corporate value chain (Scope 3) Accounting and Reporting Standard are guiding standards. Where standards have diverged or where assumptions have been required, the working group has made expert judgements on which method/guideline to follow or what assumptions to make. A first version of the tool, first described in report version 1, was developed as the basis for further development. The first version contains an animal and a crop module, and can calculate the carbon footprint of crops, milk and beef. This report (version 1.1) has been updated to include the most recent developments of the tool. The main change is that the tool can now also be used to calculate farm climate impact on a yearly basis. Future possibilities to develop the tool and calculation model are described in chapter 7, including suggestions for developing modules for more animal production types, deepening the integration between the crop and animal modules, expanding sources for automatic data collection, developing a carbon sequestration module, and other technical and methodological improvements to ensure alignment with important climate reporting standards. The report will be repeatedly updated as the tool develops, and new versions of the tool are released.
|
|
| 13. |
|
|
| 14. |
- Ahlgren, Serina, et al.
(författare)
-
Det svenska jordbrukets framtida drivmedelsförsörjning
- 2010
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Syftet med detta arbete är att visa på möjligheter för det svenska jordbruket att bli försörjt med drivmedel även i en framtid, när oljan har blivit för dyr eller sällsynt för att kunna användas i tillräcklig omfattning. Detta projekt studerar möjligheterna att ersätta fossil diesel med första och andra generationens förnybara drivmedel, och omfattar drivmedel från råvaror med ursprung i både jord- och skogsbruk. De drivmedel som studeras är etanol, rapsmetylester (RME), biogas, Fischer-Tropsch diesel (FTD), dimetyleter (DME) och metanol. Arealbehov, energibalans och kostnader har beräknats. Studien visar att det finns tillräckligt med arealer i Sverige för att lantbruket ska kunna bli självförsörjande med drivmedel. För de drivmedel som baseras på grödor framförallt första generationens drivmedel) kommer dock mängden mat som är möjlig att producera att minska. Andra generationens drivmedel kan med fördel produceras från biprodukter som halm och matproduktionen behöver då inte minskas
|
|
| 15. |
- Ahlgren, Serina
(författare)
-
Energy crops and sustainabilty - development of an evaluation model
- 2015
-
Konferensbidrag (refereegranskat)abstract
- Demand for bioenergy crops from arable land is likely to increase in the future, and there is a need to verify, their sustainability. In sustainability assessment many different factors must be considered, including social, economic and ecological/environmental aspects. We have developed a model to evaluate the sustainability of bioenergy crop cultivation. The focus of this study was to illustrate and evaluate the model's usefulness. The model was therefore developed only to a limited extent where a few criteria are selected and only willow cultivation in Gotaland northern plains in Sweden is evaluated. The model is aimed for local authorities, to function as decision support. The model evaluates the greenhouse gas emissions, energy balance, nitrogen leaching together and the impact on the landscape. For the impact on the landscape a scoring system was developed to make it quantifiable and thus possible to evaluate along with the other criteria. The model was tested in a case study on a willow cultivation, with winter wheat and ley as reference crops. The model proved to be a good basis for evaluation of sustainability in the cultivation of energy crops. The graphical presentation of the model result clearly showed how the different crops perform in the included criteria. We however conclude that the model needs to be extended and refined before it can function as a basis for choice between different crops or location sites.
|
|
| 16. |
- Ahlgren, Serina, et al.
(författare)
-
EU sustainability criteria for biofuels : Uncertainties in GHG emissions from cultivation
- 2012
-
Ingår i: Biofuels. - : Informa UK Limited. - 1759-7269 .- 1759-7277. ; 3:4, s. 399-411
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Background: Cultivation of raw material represents a large proportion of biofuelś GHG emissions. The EU renewable energy directive 2009/28/EC specifies a GHG emission default value for cultivation of biofuel raw material (23 g CO2-e/MJ ethanol for wheat). The aim of this study was to quantify the uncertainty in GHG emissions for wheat cultivation in Sweden, considering uncertainty and variability in data at farm level. Results: Two levels of data collection at farm level were analyzed; simple (only yield and amount of N) and advanced (also including amounts and types of energy). The 2.5-97.5 percentile uncertainty for Swedish winter wheat was 20-27 g CO 2-e/MJ, which can be considered large in the context of the Directives threshold of 23 g (to two significant figures). Conclusion: It is concluded that quantifying GHG emissions in order to regulate biofuels is a difficult task, especially emissions from cultivation, since these are biological systems with large variability.
|
|
| 17. |
- Ahlgren, Serina, 1976-, et al.
(författare)
-
Fosforprodukter av slam – energianvändning och klimatpåverkan
- 2019
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- The purpose of this study was to compare the energy use and climate impact of extracting phosphorus (P) from sewage sludge, compared with mineral phosphorus from mining. The two processes that are studied are struvite precipitation and extraction of phosphorus from sludge ash (AshDec). We also looked at the potential recycling rate of plant nutrients in the different systems.In the study, we have calculated the environmental impact of introducing the processes for P-recovery, related to a conventional sewage treatment plant with chemical precipitation. It is therefore only the differences that arise in comparison with the reference plant that are included in the calculations. You can think like this: there is an existing sewage treatment plant, where you introduce P recycling. All changes in environmental impact that arise in connection with the investment in this new process are burdens the new P-product.The results show that the AshDec scenario has the best recovery rate of phosphorus and energy balance, while the struvite scenario shows the best return rate of nitrogen and the lowest climate impact. However, the sensitivity analyzes show that the results are strongly influenced by different assumptions. For the AshDec scenario, assumption about nitrous oxide emissions from incineration of sludge as well as the handling of energy surplus is crucial. For the struvite scenario, assumptions around the reconstruction of the sewage treatment plant to biological phosphor cleaning is of great significance, especially if the biogas production is affected.
|
|
| 18. |
- Ahlgren, Serina, et al.
(författare)
-
Green nitrogen
- 2011
-
Rapport (refereegranskat)
|
|
| 19. |
|
|
| 20. |
|
|
| 21. |
|
|
| 22. |
|
|
| 23. |
- Ahlgren, Serina, et al.
(författare)
-
Indirect land use changes of biofuel production - a review of modelling efforts and policy developments in the European Union
- 2014
-
Ingår i: Biotechnology for Biofuels. - : Springer Science and Business Media LLC. - 1754-6834. ; 7
-
Forskningsöversikt (refereegranskat)abstract
- The issue of indirect land use changes (ILUC) caused by the promotion of transport biofuels has attracted considerable attention in recent years. In this paper, we reviewed the current literature on modelling work to estimate emissions of greenhouse gases (GHG) caused by ILUC of biofuels. We also reviewed the development of ILUC policies in the EU. Our review of past modelling work revealed that most studies employ economic equilibrium modelling and focus on ethanol fuels, especially with maize as feedstock. It also revealed major variation in the results from the models, especially for biodiesel fuels. However, there has been some convergence of results over time, particularly for ethanol from maize, wheat and sugar cane. Our review of EU policy developments showed that the introduction of fuel-specific ILUC factors has been officially suggested by policymakers to deal with the ILUC of biofuels. The values proposed as ILUC factors in the policymaking process in the case of ethanol fuels are generally in line with the results of the latest modelling exercises, in particular for first-generation ethanol fuels from maize and sugar cane, while those for biodiesel fuels are somewhat higher. If the proposed values were introduced into EU policy, no (first-generation) biodiesel fuel would be able to comply with the EU GHG saving requirements. We identified a conflict between the demand from EU policymakers for exact, highly specific values and the capacity of the current models to supply results with that level of precision. We concluded that alternative policy approaches to ILUC factors should be further explored.
|
|
| 24. |
- Ahlgren, Serina, et al.
(författare)
-
Indirekt förändrad markanvändning och biodrivmedel - en kunskapsöversikt
- 2011
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Under senare år har det pågått en debatt om biodrivmedels klimatnytta, detta sedan studier visat att indirekt förändrad markanvändning kan leda till stora utsläpp av växthusgaser. Ökad produktion av biodrivmedel i ett land kan leda till att annan produktion trängs undan, vilket i förlängningen kan leda till omvandling av skogs- eller betesmark till jordbruksmark i andra länder; detta benämns ofta som biodrivmedlets indirekta markanvändning (förkortat iLUC efter engelskans indirect land use change). Syftet med denna studie är att sammanställa den stora mängd litteratur som finns om iLUC kopplad till biodrivmedel, att beskriva ett antal av de metoder som finns för att kvantifiera iLUC samt att sammanställa och analysera resultat från litteraturen. Vidare syftar rapporten till att beskriva om och hur iLUC kan integreras i livscykelanalysmetodik vid beräkning av växthusgaser från produktion av biodrivmedel samt respektive ingå i lagstiftning och certifiering. Denna rapport visar att det finns många olika modeller för att kvantifiera iLUC, med väldigt varierande resultat. Skillnaderna i resultat beror på att modellerna har olika struktur och antaganden. I rapporten påvisas även problematiken med att koppla samman iLUC-modeller med livscykelanalysberäkningar. Alternativa sätt att hantera iLUC-frågan diskuteras också.
|
|
| 25. |
- Ahlgren, Serina, et al.
(författare)
-
Jordbruk utan fossil energi
- 2010
-
Ingår i: Jordbruk som håller i längden. - 9789154060436 ; , s. 201-210
-
Bokkapitel (populärvet., debatt m.m.)
|
|
| 26. |
|
|
| 27. |
- Ahlgren, Serina, et al.
(författare)
-
Mapping of biodiversity impacts and hotspot products in Nordic food consumption
- 2022
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- The climate impact of food production has been lively debated over the last decades. It is e.g. well known that some products have a higher climate impact in comparison to other food products. The biodiversity impact of different food products is however less known. To steer the food production in a positive direction as well as to enable consumers, restaurants, public kitchens, and the food industry to make well-informed decisions, we need to address and measure this impact. The aim of this study has been to examine the biodiversity impact of Nordic and European food consumption. In this report we present (1) a brief summary of biodiversity indicators linked to food production and consumption, (2) different methods to evaluate biodiversity impact of food products and (3) a literature review of studies that assess biodiversity impacts of food products and diets. Based on the literature review, we identify food products suggested to have a higher respectively lower negative impact on biodiversity and discuss what changes that could promote a Nordic diet with lower negative impact on biodiversity. Finally, we highlight knowledge gaps and possibilities for future work. There are different methods to examine the biodiversity impact on food products, such as life cycle assessment, input-output-model, and mapping tools. Biodiversity footprints are often based on the land use (area and intensity) in combination with parameters linked to where the production takes place and thus what biodiversity values can be affected. The consumed amount of food is also often considered – a product with a low impact per kg can get a high impact when consumed to a high degree and vice versa. Our literature review shows a variety of food products with high negative biodiversity impact. Particularly, products that are known drivers of deforestation in tropical regions, such as palm oil, coffee, and cacao – as well as meat and/or animal products that have been fed with soybeans derived from tropical regions have a high negative impact on biodiversity. On the other hand, consumption of foods as vegetables, starchy roots, and pulses – ideally with domestic origin – are examples of foods indicated to have lower biodiversity impact which would be beneficial to eat more of in the Nordic diet. There are also examples of agricultural systems where human interference is crucial for maintaining a high level of biodiversity, for example keeping grazing animals on high-naturevalue-grasslands. If these lands are abandoned or planted with forest, numerous of species will be extinct. Thus, meat linked to these grasslands can also support biodiversity, especially in the Nordic countries where there are relatively many of these landscapes left (in comparison to the rest of Europe). As the studies reviewed varied in their scope, methods, and results, they are difficult to compare. More research is needed to confirm our conclusions. Furthermore, none of the methods are flawless and there are obvious difficulties with finding a transferable and scalable unit – like CO2-equivalents – since biodiversity impacts are highly dynamic and sitespecific. Additionally, most of the reviewed studies do not consider transformation of natural areas driven by food production, e.g., deforestation, and may therefore be underestimating the impacts. In future studies, the reference systems may also be discussed and further developed, and more taxonomic groups (e.g., arthropods such as insects) should preferably be included.
|
|
| 28. |
- Ahlgren, Serina, et al.
(författare)
-
Miljöpåverkan av svensk nöt- och lammköttsproduktion
- 2022
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Syftet med denna studie har varit att beräkna miljöpåverkan från olika svenska uppfödningsmodeller för nöt- och lammkött i produktionsområdena Götalands norra slättbygder, Götalands skogsbygder, Nedre Norrland samt del av Götalands mellanbygd (Gotland). Inom nötköttsproduktion har mjölkrastjur, mjölkrasstut, köttrastjur, köttrasstut och köttraskviga studerats. För lammkött har vårlamm, höstlamm och vinterlamm undersökts. Miljöpåverkanskategorier som ingått i studien är klimatpåverkan, markanvändning, kväveutsläpp samt påverkan på biologisk mångfald.
|
|
| 29. |
|
|
| 30. |
- Ahlgren, Serina, et al.
(författare)
-
Nitrogen fertiliser production based on biogas - Energy input, environmental impact and land use
- 2010
-
Ingår i: Bioresource Technology. - : Elsevier BV. - 0960-8524 .- 1873-2976. ; 101, s. 7181-7184
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- The aim of the present paper was to investigate the land use, environmental impact and fossil energy use when using biogas instead of natural gas in the production of nitrogen fertilisers The biogas was assumed to be produced from anaerobic digestion of ley grass and maize. The calculations showed that 1 ha of agricultural land in south-west Sweden can produce 1.7 metric ton of nitrogen in the form of ammonium nitrate per year from ley grass, or 3 6 ton from maize The impact on global warming, from cradle to gate, was calculated to be lower when producing nitrogen fertiliser from biomass compared with natural gas Eutrophication and acidification potential was higher in the biomass scenarios The greatest advantage of the biomass systems however lies in the potential to reduce agriculture's dependency on fossil fuels In the biomass scenarios, only 2-4 MJ of primary fossil energy was required, while 35 MJ/kg N was required when utilising natural gas (C) 2010 Elsevier Ltd All rights reserved
|
|
| 31. |
- Ahlgren, Serina, et al.
(författare)
-
Produktion av kvävegödsel baserad på förnybar energi - En översikt av teknik, miljöeffekter och ekonomi för några alternativ
- 2015
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Mineral nitrogen fertilizer is one of the main reasons for the high yields in modern, industrial agriculture. There is currently no production of mineral nitrogen fertilizer in Sweden – the entire demand is met by imports from abroad. Global production is at present based on fossil resources, which are used both as raw materials for the production and as energy to fuel the process. We are thus dependent on foreign fossil resources – as fuel and fertilizer – for our agricultural production. However, nitrogen fertilizers could be produced using renewable resources, which could pave the way for a more sustainable production of food and bioenergy. This report aims to describe and compare different production process options for the production of nitrogen fertilizers based on renewable energy sources. The report presents estimated production costs based on techno-economic modelling, environmental impact of renewable fertilizer based on life cycle assessments, and an overview of potential risks and benefits of renewable fertilizers. The report can be read as a feasibility study, which can be used to provide information for actors who are interested in supporting the development of renewable fertilizers. The results show that the cost of producing nitrogen fertilizer depends on the choice of production process technology and that some technologies benefit from economies of scale. Among the studied options, the production cost for renewable nitrogen fertilizer was lowest when produced through thermochemical gasification of biomass. The cost for this option was estimated to 11-14 SEK/kg N, which can be compared with the current price of about 10 SEK/kg N. However, gasification of biomass is not yet a commercially available technology but rather a future possibility. The report also shows that there are options that could be realized in the near future. For these options the needed technologies for nitrogen fertilizer based on renewable energy is commercially available. It is "only" a matter of putting together the various elements that is needed. These options are expected to be about 2-3 times more expensive than conventionally produced nitrogen fertilizers. One of the most promising alternatives is to make urea of biogas, which is estimated to cost approx. 20 SEK/kg N. Another option is to produce ammonium nitrate from wind power, which is estimated to cost approx. 24 SEK/kg N. The different technology options – different renewable energy sources – each have their pros and cons. When comparing processes based on wind powered electrolysis and reforming of biogas, production costs are similar. Biogas has however a lower investment cost and a lower proportion of fixed costs. Biogas is also a less intermittent energy source, which is a clear advantage over wind that becomes heavily dependent on a hydrogen storage system or the regional energy system to equalize variations in electricity production. Being dependent on the regional energy system means greater risk for cost variation. Reliance on the regional energy system can also be important for the climate impact assessment, depending on how electric power is generated in the region. Regarding the choice of the final nitrogen fertilizer product, we can conclude that ammonia is the cheapest to produce. However, there is no infrastructure or experience of handling anhydrous ammonia in Sweden, indicating that distribution, storage, handling and use would all require extra investment costs. There are however large risks connected to the handling of anhydrous ammonia as it is dangerous for the environment and to human health in case of leakage. In the comparison between ammonium nitrate and urea, we can see that the estimated production costs are quite similar, with a slight advantage for urea. Urea does however need a source of carbon dioxide, making it an unsuitable option in combination with wind power. Ammonium nitrate is also associated with large risks in storage and distribution, as it is highly explosive. One of the purposes of producing nitrogen fertilizer based on renewable energy is to reduce the greenhouse gas emissions that are associated with agricultural production. In this report, a summary is made of results from previous life cycle assessment studies. Emissions of greenhouse gases for the production of nitrogen fertilizer based on renewable energy was found to vary between 0.1 to 1.5 kg CO2-eq / kg N, compared with production based on fossil energy that varies between 2.2 to 14.2 kg CO2-eq / kg N. Thus, the nitrogen fertilizers based on renewable energy would yield significant climate benefits compared to conventional, fossil alternatives. Using renewable energy for fertilizer production is thus an opportunity to utilize renewable resources in a new way to mitigate climate change, while at the same time reducing the dependency of agricultural production on fossil energy market volatility. We conclude that in the short term biogas-to-urea seems like a very promising option that should be studied further. In the longer term, biomass gasification becomes more interesting, given that the technology of gasification proves itself successful in commercial applications. Although there are actors showing interest in renewable fertilizers, there is yet no market for such products. Articulating a demand pull for renewable fertilizers, as well as formulating policy instruments for a technology push are important aspects that need to be investigated further.
|
|
| 32. |
- Ahlgren, Serina
(författare)
-
Produktion av kvävegödsel baserad på förnybar energi : en översikt av teknik, miljöeffekter och ekonomi för några alternativ
- 2015
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Mineralkvävegödsel är en av förutsättningarna för de höga skördenivåer som uppnåtts i det industrialiserade, moderna jordbruket. I Sverige finns idag ingen inhemsk produktion av mineralkvävegödsel, utan hela efterfrågan tillgodoses med import från utlandet. Produktionen är idag baserad på fossila resurser, vilka används både som råvara för produktionen och som energi för att driva processerna. Vi är alltså beroende av utländska fossila resurser – som bränsle och mineralgödsel – för vår livsmedelsproduktion. Möjligheter finns dock att producera kvävegödsel med på förnybara resurser, vilket banar väg för en mer hållbar produktion av livsmedel och bioenergi. Denna rapport syftar till att beskriva och jämföra olika tekniska alternativ för produktion av kvävegödsel baserad på förnybara energikällor. Rapporten presenterar produktionskostnader som beräknats utifrån tekno-ekonomiska modeller av produktionsprocesserna, miljöpåverkan av förnybara gödselmedel enligt ett flertal livscykelanalyser, samt en översikt av potentiella nyttor och risker. Rapporten kan läsas som en förstudie, vilken kan användas som informationsunderlag för aktörer och intressenter som har intresse av att stödja utvecklingen av förnybara gödselmedel. Resultaten visar att kostnaden för att producera förnybara kvävegödselmedel varierar beroende på vald teknik och tillverkningsskala. Bland de förnybara alternativen som studerades, gav förgasning av biomassa den lägsta produktionskostnaden. För detta alternativ beräknades produktionskostnaden till 11-14 kr/kg N, vilket kan jämföras med dagens pris på ca 10 kr/kg N. Förgasning av biomassa är dock ännu inte en fullt kommersiellt tillgänglig teknik, utan en framtida möjlighet. Studien visar också att det finns alternativ som kan förverkligas inom en snar framtid, där all teknik för kvävegödsel baserad på förnybar energi finns tillgänglig. Det är ”bara” att sätta ihop de olika delarna som behövs. Dessa alternativ uppskattas bli 2-3 gånger så dyra som dagens kvävegödselmedel. Ett av de mest lovande alternativen är att göra urea av biogas, vilket uppskattas kosta ungefär 20 kr/kg N. Ett annat alternativ är att producera ammoniumnitrat från vindkraft, vilket beräknas kosta runt 24 kr/kg N. De olika tekniska alternativen har sina för- och nackdelar. Vid en jämförelse mellan processer som bygger på vindkraftsbaserad elektrolys och reformering av biogas är produktionskostnaderna liknande. Biogasalternativet har dock en lägre investeringskostnad och lägre andel fasta kostnader. Biogas är också en mindre intermittent energikälla, vilket är en klar fördel jämfört med vindkraft som blir starkt beroende av ett vätgaslager eller det regionala energisystemet som utjämning för variationer i elproduktion. Att vara beroende av det regionala energisystemet innebär större kostnadsrisk och det blir även viktigt när klimatpåverkan beräknas hur övrig el produceras i systemet. Vad gäller val av slutprodukt kan vi konstatera att ammoniak är billigast att producera. Vi har dock ingen infrastruktur eller vana av att hantera vattenfri ammoniak i Sverige. Det betyder att distribution, lagring, hantering och användning skulle kräva många extra investeringar. Då koncentrerad ammoniak är miljö- och hälsofarligt är hantering av ammoniak också kopplat till stora risker vid läckage. I jämförelse mellan ammoniumnitrat och urea, uppskattas produktionskostnaderna bli relativt likvärdiga, med en liten fördel för urea. Urea kräver dock en koldioxidkälla för produktionen, vilket gör att det inte är ett lämpligt val att kombinera med vindkraftsbaserade processer. Ammoniumnitrat är också förknippat med stora risker vid lagring och distribution då det är mycket brandfarligt. Ett av syftena för att producera kvävegödsel baserad på förnybar energi är att minska utsläpp av växthusgaser från odling. Inom ramen för detta projekt gjordes en sammanställning av resultat från tidigare genomföra livscykelanalyser. Utsläpp av växthusgaser för produktion av kvävegödsel baserad på förnybar energi visade sig variera mellan 0,1 – 1,5 kg CO2-ekv/kg N, vilket kan jämföras med produktion baserad på fossil energi som varierar mellan 2,2 – 14,2 kg CO2-ekv/kg N. Alltså ger grönt kväve en avsevärd klimatnytta jämfört med fossila alternativ. Att använda förnybar energi till kvävegödselproduktion utgör alltså en möjlighet att utnyttja förnybara resurser på ett nytt, klimateffektivt sätt, samtidigt det minskar jordbruksproduktionen beroende av den fossila energimarknadens instabilitet. Vår samlade bedömning är att på kort sikt verkar biogas till urea som ett mycket lovande alternativ som bör studeras vidare. På längre sikt är förgasning av biomassa mer intressant, förutsatt att tekniken för förgasning lyckas slå igenom på kommersiell skala. Även om det finns aktörer som visar intresse för förnybara kvävegödselmedel finns ännu ingen marknad för dessa produkter. Att skapa efterfrågan hos konsumenter, samt att driva på utvecklingen hos producenter genom olika typer att styrmedel är viktiga aspekter som bör studeras vidare.
|
|
| 33. |
- Ahlgren, Serina, et al.
(författare)
-
Review of methodological choices in LCA of biorefinery systems - key issues and recommendations
- 2015
-
Ingår i: Biofuels, Bioproducts and Biorefining. - : Wiley. - 1932-1031 .- 1932-104X. ; 9:5, s. 606-619
-
Forskningsöversikt (refereegranskat)abstract
- The current trend in biomass conversion technologies is toward more efficient utilization of biomass feedstock in multiproduct biorefineries. Many life-cycle assessment (LCA) studies of biorefinery systems have been performed but differ in how they use the LCA methodology. Based on a review of existing LCA standards and guidelines, this paper provides recommendations on how to handle key methodological issues when performing LCA studies of biorefinery systems. Six key issues were identified: (i) goal definition, (ii) functional unit, (iii) allocation of biorefinery outputs, (iv) allocation of biomass feedstock, (v) land use, and (vi) biogenic carbon and timing of emissions. Many of the standards and guidelines reviewed here provide only general methodological recommendations. Some make more specific methodological recommendations, but these often differ between standards. In this paper we present some clarifications (e.g. examples of research questions and suitable functional units) and methodological recommendations (e.g. on allocation).
|
|
| 34. |
|
|
| 35. |
- Ahlgren, Serina, et al.
(författare)
-
Sustainable performance of lignocellulose-based ethanol and biogas co-produced in innovative biorefinery systems
- 2013
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- This study delineates promising, innovative and resource efficient biochemical production concepts for the integrated production of ethanol and biogas as vehicle fuels from lignocellulosic biomass feedstock. Four scenarios are studied, two based on straw as feedstock, including a small- and a large-scale biofuel plant, one based on hemp as feedstock, representing an energy crop, and large-scale plant, and one based on a forest residue-based, large-scale plant. The study is based on a literature review and previous and ongoing work performed by the project partners, where the efficiency in pre-treatment and bioconversion to fuels in integrated processes have been experimentally determined. The complementary assessments performed within the study include modelling of energy and cost performance, and life cycle assessment of greenhouse gas performance. In addition, suitable geographic locations are identified, based on the technical implementation potential in existing infrastructure in Swedish district heating systems and forest industries, and on the regional potential of sustainable lignocellulosic feedstock supply from agriculture and forestry. The overall conclusion is that integrated production of ethanol and biogas from lignocellulosic feedstock is promising from various aspects and has the potential to provide several benefits, compared with separate production systems.
|
|
| 36. |
- Ahlgren, Serina, et al.
(författare)
-
Tractive power in organic farming based on fuel cell technology : Energy balance and environmental load
- 2009
-
Ingår i: Agricultural Systems. - : Elsevier BV. - 0308-521X .- 1873-2267. ; 102:1-3, s. 67-76
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- This study analysed a future hypothetical organic farm self-sufficient in renewable tractor fuel. Biomass from the farm was assumed to be transported to a central fuel production plant and the fuel returned to the farm, where it was utilised in fuel cell powered tractors. The land use, energy balance and environmental impact of five different scenarios were studied. In the first two scenarios, straw was used as raw material for production of hydrogen or methanol via thermochemical gasification. In the third and fourth scenarios, short rotation forest (Salix) was used as raw material for the same fuels. In the fifth scenario, ley was used as raw material for hydrogen fuel via biogas production. The straw scenarios had the lowest impact in all studied environmental impact categories since the Salix scenarios had higher soil emissions and the ley scenario had comparatively large emissions from the fuel production. The energy balance was also favourable for straw, 16.3 and 19.5 for hydrogen and methanol respectively, compared to Salix 14.2 and 15.6. For ley to hydrogen the energy balance was only 6.1 due to low efficiency in the fuel production. In the Salix scenarios, 1.6% and 2.0% of the land was set aside for raw material production in the hydrogen and methanol scenarios respectively. In the straw scenarios no land needed to be reserved, but straw was collected on 4.3% and 5.3% of the area for hydrogen and methanol respectively. To produce hydrogen from ley, 4% of the land was harvested. The study showed that the difference in environmental performance lay in choice of raw material rather than choice of fuel. Hydrogen is a gas with low volumetric energy density, which requires an adapted infrastructure and tractors equipped with gas tanks. This leads to the conclusion that methanol probably will be the preferred choice if a fuel cell powered farm would be put into practice in the future. © 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.
|
|
| 37. |
- Ahlgren, Serina, et al.
(författare)
-
Växtnäring till jordbruket i osäkra tider – scenarier och dokumentation från en workshop
- 2024
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Mineralgödsel är en förutsättning för dagens konventionella jordbruk och utan mineralgödsel blir det problematiskt att få fram tillräckligt med foder och livsmedel. Sverige har ingen egen produktion av mineralgödsel och försörjningen är därför helt beroende av import. Denna rapport beskriver hur växtnäring hanteras ur beredskapssynpunkt i Sverige idag, och ger också en liten inblick i hur växtnäring har hanterats i tidigare kriser och pristoppar i andra länder. Rapporten beskriver också tre olika tänkbara krisscenarier där växtnäring behöver hanteras på olika sätt för att säkerställa livsmedelsförsörjningen i Sverige. Tidsperspektivet i scenarierna är relativt kort: ett fokuserar på hur växtnäringsförsörjningen kan lösas under den kommande växtodlingssäsongen medan de andra två scenarierna fokuserar på några år framåt i tiden. Scenarierna diskuterades på en workshop med deltagare från jordbruks- och växtnäringssektorn. I rapporten redovisas diskussionerna från workshopen. Under workshopen lyftes några brister i dagens system och förslag på vilket stöd och långsiktiga förändringar som behövs, för att säkra tillgången på växtnäring i Sverige under en kris: • I vardagen finns det ingen nationell eller regional planering av den svenska primärproduktionen och fördelningen av mineralgödsel eller andra insatsvaror till olika verksamheter, utan allt sköts av marknaden. Det finns därför ingen ansvarig offentlig aktör som har helhetsansvar för området. Vid en allvarlig brist på mineralgödsel kan det behövas någon som kliver in, säkrar leveranser och tar beslut om prioriteringar till olika verksamheter och eventuellt styrning av vem som odlar vad. Det kan även behövas någon som ansvarar för förebyggande arbete. • En trygg och resilient försörjning av växtnäring kommer att kräva en mångfald av lösningar. Dessa kräver i varierande grad samordning mellan marknadsaktörer och myndigheter. Vissa kan också kräva ny lagstiftning. Ett ”Gödselmedelskabinett” med ansvar att ta fram en strategi föreslogs. • Lagstiftning bör justeras alternativt införas för att utöka möjligheterna till miljö- och hälsomässigt säker återvinning av resurser från restflöden. Sådana ändringar skulle kunna förberedas redan nu, så att de snabbt kan träda i kraft i händelse av kris eller krig. • Sverige bör utveckla gemensamma strategier och avtal med andra länder, främst inom Norden, till exempel en nordisk strategi för växtnäringsfrågor.
|
|
| 38. |
- Ahlgren, Serina, 1976-, et al.
(författare)
-
Återvinning av växtnäringsämnen ur avloppsvatten – hur gör vi hållbarhetsbedömningar på bästa sätt?
- 2020
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- För att kunna producera tillräckligt med mat på ett hållbart sätt behöver vi hushålla med växtnäring, och se till att den näring som redan finns i omlopp används på ett klokt sätt. Nya direktiv kring slamanvändning, krav på återförsel av växtnäring och hårdare utsläppskrav på reningsverk innebär att nya system och tekniker behöver utvecklas. Det kan dock vara svårt att veta vilket system eller vilken teknik som ger den största nyttan. Systemanalytiska metoder kan hjälpa till att tydliggöra dessa komplexa frågor.Målet med denna studie är att på ett övergripande sätt ge en insikt i hur arbetet kring hållbarhetsbedömningar kopplat till kommunal avloppsvattenrening och återföring av näringsämnen, med fokus på fosfor och kväve kan genomföras. Vidare har fokus legat på metodfrågor inom livscykelanalys (LCA), men en utblick kring andra hållbarhetsbedömningsmetoder ges även i en mindre omfattning. Mycket av det som behandlas inom LCA har dock bäring även för andra metoder för hållbarhetsbedömning.Idag finns det olika typer av standarder och riktlinjer för hur LCA-studier bör utföras, dock saknas det specifika riktlinjer för LCA-studier kopplade till näringsåtervinning ur avlopp. Det finns flera skäl till att LCA-metodfrågor kopplade till näringsåterföring behöver utredas; LCA är en metod som framförallt inriktar sig på att bedöma miljöpåverkan av en produkt, medan avloppsvattenrening ofta sker i kommunal regi och i nuläget är inriktat på att rena avloppsvatten och inte fokuserar på att producera produkter. Avloppssystem är ofta integrerade med både vattenförsörjning, energisystemet och jordbruket på ett intrikat sätt. Avlopp är också en sektor som har utsläpp både till luft och vatten, och metoder för att korrekt kunna bedöma dessa utsläpps påverkan på miljö är viktiga att utreda. Användningsområdet för LCA är väldigt brett. LCA kan dock inte svara på om det system som utvärderas är hållbart, bara om systemet har mer eller mindre påverkan än ett annat. LCA kan alltså inte svara på frågeställningar som: Vad är en hållbar återvinningsgrad för växtnäringsämnen?Arbetet har resulterat i en diskussion kring när LCA eller systemanalys lämpar sig och vad man bör tänka på när man genomför en LCA och vilka delar som bör ingå. Inom ramen för detta arbete anordnades även en workshop där berörda intressenter deltog från forskning, myndigheter och branschen. Syftet med workshopen var att få in synpunkter kring hur en systemanalys eller LCA bör läggas upp för att ge användbara resultat i beslutsfattande.I första hand vänder sig rapporten till dem som arbetar med kommunal avloppsvattenrening, teknikutveckling och myndigheter inom detta område, som har en grundförståelse för systemanalys och vill veta mer.
|
|
| 39. |
- Ahmadi Moghaddam, Elham, et al.
(författare)
-
Assessment of Novel Routes of Biomethane Utilization in a Life Cycle Perspective
- 2016
-
Ingår i: Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. - : Frontiers Media SA. - 2296-4185. ; 4
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Biomethane, as a replacement for natural gas, reduces the use of fossil-based sources and supports the intended change from fossil to bio-based industry. The study assessed different biomethane utilization routes for production of methanol, dimethyl ether (DME), and ammonia, as fuel or platform chemicals and combined heat and power (CHP). Energy efficiency and environmental impacts of the different pathways was studied in a life cycle perspective covering the technical system from biomass production to the end product. Among the routes studied, CHP had the highest energy balance and least environmental impact. DME and methanol performed competently in energy balance and environmental impacts in comparison with the ammonia route. DME had the highest total energy output, as fuel, heat, and steam, among the different routes studied. Substituting the bio-based routes for fossil-based alternatives would give a considerable reduction in environmental impacts such as global warming potential and acidification potential for all routes studied, especially CHP, DME, and methanol. Eutrophication potential was mainly a result of biomass and biomethane production, with marginal differences between the different routes.
|
|
| 40. |
- Ahmadi Moghaddam, Elham, et al.
(författare)
-
Energy balance and global warming potential of biogas-based fuels from a life cycle perspective
- 2015
-
Ingår i: Fuel Processing Technology. - : Elsevier BV. - 0378-3820 .- 1873-7188. ; 132, s. 74-82
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Biogas is a multifunctional energy carrier currently used for co-generation or compressed biomethane as vehicle fuel. Gas-to-liquid (GTL) technology enables conversion of biogas into other energy carriers with higher energy density, facilitating fuel distribution. The energy efficiency and global warming potential (GWP) for conversion of biogas to compressed biogas (CBG), liquefied biogas (LBG), Fischer–Tropsch diesel (FTD), methanol and dimethyl ether (DME) were studied in a life cycle perspective covering the technical system from raw biogas to use in city buses. CBG, methanol and DME showed the best specific fuel productivity. However, when fuel distribution distances were longer, DME, LBG and methanol showed the best energy balance. Methanol, FTD and DME emitted half the GWP of LBG and CBG. Choice of electricity mix had a large impact on GWP performance. Overall, taking into account the different impact categories, combustion properties and fuel yield from raw biogas, DME showed the best performance of the fuel conversion scenarios assessed.
|
|
| 41. |
- Baky, Andras, et al.
(författare)
-
Systemanalys av biodrivmedel baserade på halm och vall - samproduktion av etanol och bioolja
- 2020
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Large amounts of domestic raw material will be needed for future biofuel production in Sweden. Various grasses and straw are interesting alternatives for ethanol production. In the ethanol production, hydrolysis lignin residual is produced, which does not yet have a well-formulated end-use.HTL is a liquefaction process that can be used to produce bio-oil. In this project we have studied whether hydrolysis lignin residue from ethanol production could be used as raw material in the HTL process. The produced bio-oil can be upgraded together with fossil oil in a conventional refinery and converted into biofuel components.In this system study, biofuel production based on straw and ley grass as raw material have been studied in terms of climate impact, mass flows and economy. Four scenarios were investigated, two with straw as raw material and two with ley grass as raw materi-al. In all scenarios, the raw material was assumed to be used for ethanol production. In two scenarios, lignin residue from ethanol production was sent for incineration. In the other two scenarios, the lignin residue is further processed bio-oil via the HTL process.In all scenarios the climate impact was reduced compared to fossil fuels. Ethanol gives a reduction of 72 – 92% and biofuels from bio-oil a reduction of 64 – 81% compared to the fossil reference. Considering soil carbon however has a large effect on the climate impact; removing straw is a loss of carbon while cultivation of ley grass add carbon to the soil.The cost of producing ethanol was calculated to be between SEK 3 200 – 4 800 per metric ton ethanol. The fuels produced via HTL were estimated to have a production cost between SEK 11 600 – 15 100 per metric ton of fuel. Thus, biofuels from hydrolysis lignin were calculated to be much more expensive than ethanol. This is mainly due to the costs associated with the upgrade of bio-oil. However, results should be carefully interpreted as there is a lack of input data and major uncertainties in the estimations.
|
|
| 42. |
- Berndes, Göran, 1966, et al.
(författare)
-
Bioenergy and Land Use Change-State of the Art
- 2015
-
Ingår i: Advances in Bioenergy: The Sustainability Challenge. - Oxford, UK : John Wiley & Sons, Ltd. - 9781118957875 - 9781118957844 ; , s. 249-271
-
Bokkapitel (refereegranskat)abstract
- The dedicated production of biomass crops and the collection of residues in agriculture and forestry can lead to undesirable negative impacts and it is crucial that practices are found that ensure that these impacts are avoided or mitigated as far as possible. This chapter concerns the use of biomass for energy and the connection between increased bioenergy use and land use change (LUC). Land use and LUC associated with bioenergy can lead to a multitude of environmental and socioeconomic consequences. The chapter focuses on the question whether greenhouse gas (GHG) emissions associated with LUC could undermine the climate change mitigation benefits of bioenergy. There are, however, several options for mitigating these emissions that can be implemented: development of bioenergy feedstock production systems that integrate with existing agriculture and forestry production, enhancement of land use productivity in agriculture and forestry in general, and legal protection of natural ecosystems.
|
|
| 43. |
- Berndes, Göran, 1966, et al.
(författare)
-
Bioenergy and land use change-state of the art
- 2013
-
Ingår i: Wiley Interdisciplinary Reviews: Energy and Environment. - : Wiley. - 2041-8396 .- 2041-840X. ; 2:3, s. 282-303
-
Forskningsöversikt (refereegranskat)abstract
- Bioenergy projects can lead to direct and indirect land use change (LUC), which can substantially affect greenhouse gas balances with both beneficial and adverse outcomes for bioenergy's contribution to climate change mitigation. The causes behind LUC are multiple, complex, interlinked, and change over time. This makes quantification uncertain and sensitive to many factors that can develop in different directions-including land use productivity, trade patterns, prices and elasticities, and use of by-products associated with biofuels production. Quantifications reported so far vary substantially and do not support the ranking of bioenergy options with regard to LUC and associated emissions. There are however several options for mitigating these emissions, which can be implemented despite the uncertainties. Long-rotation forest management is associated with carbon emissions and sequestration that are not in temporal balance with each other and this leads to mitigation trade-offs between biomass extraction for energy use and the alternative to leave the biomass in the forest. Bioenergy's contribution to climate change mitigation needs to reflect a balance between near-term targets and the long-term objective to hold the increase in global temperature below 2 degrees C (Copenhagen Accord). Although emissions from LUC can be significant in some circumstances, the reality of such emissions is not sufficient reason to exclude bioenergy from the list of worthwhile technologies for climate changemitigation. Policy measures to minimize the negative impacts of LUC should be based on a holistic perspective recognizing the multiple drivers and effects of LUC.
|
|
| 44. |
- Bernesson, Sven, et al.
(författare)
-
Synthesis gas from agricultural feedstock: a review of possible technical pathways : Report from an f3 project
- 2013
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Syngas, or synthesis gas, is a fuel gas mixture consisting of CO + H2 in different proportions. In some cases, CO2 is also included in the mix. Syngas is an important feedstock when producing many chemical products (e.g. ammonia and methanol), but also gaseous biofuels (e.g. substitute natural gas (SNG) and hydrogen) and liquid biofuels (e.g. Fischer-Tropsch diesel (FTD) and dimethyl ether (DME)). Syngas can also be used in turbines for efficient production of electricity and heat. Much attention has been given to the possibility of thermal gasification of forest products, but there are other alternatives for syngas production. This report reviews the possibilities of converting agricultural feedstock (crops, manure, residues etc.) to syngas via (1) upgrading of biogas from anaerobic digestion and (2) thermochemical conversion. The focus of the review is on technical conversion systems rather than feedstock and it is based on existing literature, but we also present a rough energy analysis, examining some of the energy inputs and outputs to the system. According to the literature, there are many different reforming techniques for production of syngas from biogas. The energy analysis indicated that the output energy (as H2, CO and CH4) from the reforming processes was largest from combined steam and carbon dioxide reforming. However, this process also requires high energy inputs due to very endothermic reactions in the reforming phase. If incoming methane is included in the calculations, the energy balance of the different types of reforming methods was very similar. The study also shows that energy for reforming dominate the process energy input, while energy use for upgrading biogas, desulphurisation and production of pure oxygen had marginal effects on net energy yield. It was difficult to find a consistent method to compare energy balance between gasification and the anaerobic-to-syngas route. However, the anaerobic-to-syngas production route appears to be within the lower range of energy yields reported for gasification. Note that the energy analysis in this report is only indicative. Note also that anaerobic digestion and gasification should not be seen as competing but as complementary technologies, providing the opportunity for a diversity of raw material to be used as feedstock for syngas production. When evaluating the different technologies scalability and costs are vital, and would be a logical continuation to this project. Another interesting follow-up project would be a more detailed study of energy balances and greenhouse gases for the different technical pathways, where the whole life cycle, including cultivation of feedstock, is included. Extending the system boundaries to include production of biofuels would be also interesting, as it would enable comparison with other types of biofuels. Further research on the technical side could also include studies on the development of small-scale reforming for biogas applications, as well as novel technologies such as plasma reforming.
|
|
| 45. |
|
|
| 46. |
|
|
| 47. |
- Börjesson, Pål, et al.
(författare)
-
The Climate Benefit of Swedish Ethanol : Present and Prospective Performance
- 2015
-
Ingår i: Advances in Bioenergy: The Sustainability Challenge. - Oxford, UK : John Wiley & Sons, Ltd. - 9781118957875 - 9781118957844 ; , s. 395-410
-
Bokkapitel (refereegranskat)abstract
- This chapter presents an assessment of green house performance (GHG) performance of current and prospective Swedish ethanol production and outlines a strategy for improving the GHG performance on an expanding ethanol market. Calculations are presented that consider process integration and establishment of biocombines producing multiple products, the use of a broader resource base including lignocellulosic feedstocks, and expansion options that minimize GHG emissions from land use changes (LUC) associated with the ethanol production. Based on this, the scenario for Swedish ethanol expansion shows how the production could increase substantially while maintaining a very favorable GHG profile. The chapter applies a broad multidisciplinary systems approach that combines an assessment of critical issues, such as the technical design of ethanol systems, the category of feedstock, the direct land use changes (dLUC), the indirect land use changes (iLUC), treatment of coproducts, and temporal boundaries.
|
|
| 48. |
- Börjesson, Pål, et al.
(författare)
-
The climate benefit of Swedish ethanol: Present and prospective performance
- 2012
-
Ingår i: Wiley Interdisciplinary Reviews: Energy and Environment. - : Wiley. - 2041-8396 .- 2041-840X. ; 1:1, s. 81-97
-
Forskningsöversikt (refereegranskat)abstract
- Biofuels are introduced in the transportation sector as a means to reduce the sector'ns greenhouse gas (GHG) emissions. European and other national and global standardization schemes for biofuels also include certain minimum GHG emission reduction among the requirements to be met. Assessments of the GHG performance of biofuels are complex due to the complexities of physical, chemical, and biological conversion processes, feedstock diversity, and variability in site-specific environmental conditions. Differences may also arise in analytical approaches, including in how direct and indirect land use change is accounted for. Current production of first-generation ethanol in Sweden, based on wheat, causes relatively low GHG emissions, whereas a future expansion may cause increased emissions from changes in land use and less optimal utilization of by-products. Such negative impacts may be avoided by an introduction and expansion of second-generation ethanol based on lignocellulosic feedstock (e.g., straw, short rotation coppice, and forest residues), which eventually could become the major feedstock in ethanol production. This transition to low, indirect impact ethanol systems creates an opening for a significant expansion of ethanol in the transport sector without compromising the sizeable climate benefits and sustainable resource exploitation.
|
|
| 49. |
|
|
| 50. |
- Edman, Frida, et al.
(författare)
-
Kött- och slaktutbyte – data och metoder vid beräkningar av miljöpåverkan
- 2023
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Köttets miljöpåverkan är välstuderad och det finns många publicerade studier baserade på livscykelanalyser (LCA) för olika köttslag. Resultat från LCA-studier uttrycks som miljöpåverkan per kg kött, oftast per kg benfritt kött. En viktig faktor som påverkar det slutliga resultatet vid beräkning av miljöpåverkan från kött är utbytet vid slakteriet, dvs. hur mycket av djuret som blir till produkter till vilka miljöpåverkan ska fördelas. Ett lågt utbyte leder till en högre miljöpåverkan per kg slutlig produkt. Vad och hur mycket som används från djuret påverkas av många olika faktorer, bland annat av efterfrågan på ätbara biprodukter till livsmedel. Små ändringar i utbyte kan få stor påverkan på de olika produkternas miljöpåverkan eftersom all miljöpåverkan från djurets uppfödning fördelas med avseende på slakt-/köttutbytet. I LCA:er som kvantifierar miljöpåverkan av kött är det därför viktigt att förstå hur resultatet påverkas av vilken allokeringsmetod som använts i analysen. Syftet med denna studie är att • sammanställa tillgängliga data för slakt-/köttutbyte för gris och får/lamm, • sammanställa hur miljöpåverkan från djurets uppfödning och slakt bör allokeras enligt olika LCA standarder, • ge övergripande rekommendationer för hur miljöpåverkan från djurets uppfödning och slakt bör allokeras i LCA-studier, samt • identifiera de områden där det saknas koncensus gällande metodik eller där det behövs mer forskning. Resultatet av denna studie visar att val av omvandlingsfaktorer, allokeringsmetod och allokeringsfaktorer påverkar resultatet vid beräkningar av produkternas miljöpåverkan. Med omvandlingsfaktor avses den faktor som möjliggör omräkning mellan levande vikt, slaktkroppsvikt och benfritt kött. Allokeringsmetod anger på vilket sätt fördelning av miljöpåverkan ska ske till olika produkter. Till exempel kan klimatavtrycket för ett kg benfritt griskött variera mellan 3,3 och 4,4 kg koldioxidekvivalenter (CO2-ekv.) beroende på de omvandlingsfaktorer som använts i sammanställd litteratur. På motsvarande sätt varierar klimatavtrycket mellan 1,9 och 3,7 kg CO2-ekv./kg produkt beroende på val av allokeringsmetod. Klimatavtrycket av ett kg benfritt får-/lammkött visade en variation mellan 21 och 34 kg CO2-ekv. per kg produkt beroende på val av allokeringsmetod. Konsumenter visar ett ökat intresse för att göra medvetna och hållbara matval där miljöpåverkan är en viktig faktor. Information om miljöpåverkan från en livsmedelsprodukt kan påverka konsumentens val av mat och därmed påverka framtida efterfrågan av vissa livsmedel, vilket i sin tur även påverkar livsmedelsproduktionen. Då allt eller så mycket som möjligt tas till vara av djuret blir miljöpåverkan per kg produkt från djurkroppen lägre. Val av allokeringsmetod kan därför indirekt ha en inverkan på både livsmedelskonsumtionen och -produktionen. Det är därför viktigt med konsensus inom branschen med avseende på metodval och transparens i miljöpåverkansberäkningar av produkter från djur. Det dataunderlag som finns tillgängligt från svenska slakterier gällande kött- och slaktutbyte från gris har använts för att dra slutsatser gällande fysisk allokering (massallokering) i denna studie. Informationen kommer framför allt från Jordbruksverkets rapporter om förluster i livsmedelskedjan. Motsvarande information gällande slakt av svenska får och lamm är däremot begränsad. Detta innebär att det saknas ett tillräckligt omfattande underlag för att ge rekommendationer för fysisk allokering i form av massallokering för får och lamm. Enligt gängse metodik allokeras vanligtvis miljöpåverkan från djuret till det som anses vara en resurs eller produkt, både för gris och får/lamm. I ett par studier av grisproduktion allokeras hela miljöpåverkan till grisköttet, medan ekonomisk allokering mellan till exempel kött och hudar/skinn används i större utsträckning i får-/lammproduktion. Slaktavfall och gödsel från produktionen ses som avfall, vilket i metodiken idag varken belastar eller krediterar köttsystemet. Det finns potential att nyttja fraktionerna, och i vissa fall nyttjas de redan, till energiproduktion eller gödselmedel. På sikt, när det cirkulära i produktionssystemen blir allt viktigare, kan det därför vara intressant att undersöka hur allokering av miljöpåverkan till samtliga produkter från djuret påverkar köttets miljöpåverkan.
|
|
