A climate neutral Swedish industry

An inventory of technologies

Document identifier: oai:DiVA.org:ltu-76866
Keyword: Engineering and Technology, Mechanical Engineering, Energy Engineering, Teknik och teknologier, Maskinteknik, Energiteknik
Publication year: 2019
Abstract:

År 2017 kom utsläppen av växthusgaser i Sverige till cirka 27 procent från industrierna, vilket motsvarar 17 203 tusen ton koldioxidekvivalenter. De fyra industrisektorerna med den största klimatgasutsläpp i Sverige är järn och stål, cement, raffinaderier och kemi. Denna rapport fokuserar på dessa fyra sektorer som tillsammans släpper ut 80 % av de industriella utsläppen av växthusgaser i Sverige. Var och en av dessa sektorer har flera möjliga vägar för att bli klimatneutrala. Beskrivning och diskussion av dessa vägar är fokus för denna rapport.

Med bakgrund av klimatutmaningen är slutsatsen att det inte är möjligt att nå tillräckligt långt enbart med effektivisering av nuvarande industriprocesserna. Eftersom en stor del av utsläppen inte härstammar från energianvändning utan från processerna i sig samt användningen av fossil råvara, finns det behov av transformativa förändringar som nya processer och användning av nytt råmaterial. Många av alternativen är tekniskt omogna och det är många års utveckling kvar innan de kunde implementeras i stor skala.

Förutom de tekniska utmaningarna finns det ytterligare hinder för transformationen. Till exempel tillgång och pris på råvaror, osäker marknad för nya produkter och även juridiska hinder i viss mån. Dessutom kräver några av alternativen utveckling av infrastruktur. Till exempel kräver elektrifiering av stål- och cementproduktion förstärkning av elnätet och ökad produktion av förnybar el.

Vissa av de tekniska alternativen kommer inte att vara färdiga för fullskalig implementering på många år, ibland till och med årtionden. Men klimatutmaningen behöver hanteras snabbare än så. Därför det viktigt att även beakta möjliga övergångsteknologier. Dessa kanske inte reducerar hela utsläppet men utgör ändå en viktig pusselbit. Behovet av koldioxidinfångning och lagring eller användning (CCS/CCU) är oundvikligt under övergångsfasen, men också i ett framtida scenario där all transformation är genomförd. Särskilt som det inte är möjligt att producera klimatneutralt cement utan CCS/CCU. CCU är dock inte en varaktig lagring utan snarare ett sätt att flytta utsläppen till ett annat ställe. Det kan dock delvis ersätta användning av fossil råvara och därmed bidra till minskning av nya fossila växthusgasutsläpp.

Relevant Sustainable Development Goals (SDGs):

The SDG label(s) above have been assigned by OSDG.ai

Abstract:

In year 2017, about 27 percent of the greenhouse gas emissions in Sweden originated from the industries. This equals to 17,203 thousand tonnes carbon dioxide equivalents. Within the Swedish industry, the four industrial sectors with the largest climate gas release are Iron and steel, Cement, Refineries and Chemicals. This report focuses on these four sectors which together emit 80 % of the industrial greenhouse gas emissions in Sweden. Each of these sectors have several possible pathways to become climate neutral. In this report some possible pathways are described and discussed.

In order to reach climate neutrality, transformative changes such as new processes and use of new raw material are needed. This is because a vast part of the emissions in all the sectors in question originates from the processes themselves or the use of fossil feedstock, not only from energy use. Many of the options are technically immature and there are many years of development left before they could be implemented in large scale.

Several technical challenges exist which are related to the processes, but in addition, there are several barriers of non-technical nature for the transformation. For example, supply and price of raw materials, uncertain market for new products and even some legal barriers. Furthermore, some of the options require development of infrastructure, for example the electrification of steel and cement production demands strengthening of the electric grids and increased production of renewable electricity.

Some of the technical options will not be ready for full-scale implementation in many years, even decades. But the climate challenge needs to be tackled quickly. Therefore, an aspect to consider is the demand for additional CO2 reduction technologies during a transition phase. These technical options may not reduce all the emissions but still make an important contribution. Carbon capture and storage or usage (CCS/CCU) is inevitable during the transition phase, but also in a future scenario where all the new technologies are implemented. In particular, this applies to the cement industry since it will not be possible to produce climate neutral cement without CCS/CCU. It should be noted that CCU does no remove the CO2 but transfers it elsewhere. However, it could partly reduce the climate impact from the use of new fossil resources.

Authors

Sofia Klugman

IVL Swedish Environmental Research Institute
Other publications >>

Håkan Stripple

IVL Swedish Environmental Research Institute
Other publications >>

Tomas Lönnqvist

IVL Swedish Environmental Research Institute
Other publications >>

Erik Sandberg

Luleå tekniska universitet; Energivetenskap
Other publications >>

Anna Krook-Riekkola

Luleå tekniska universitet; Energivetenskap
Other publications >>

Documents attached

Click on thumbnail to read	Click on thumbnail to read

Record metadata

Click to view metadata

	
    header: 
        identifier: oai:DiVA.org:ltu-76866
        datestamp: 2021-05-10T23:03:29Z
        setSpec: SwePub-ltu
    metadata: 
        mods: 
            @attributes: 
                version: 3.7
            recordInfo: 
                recordContentSource: ltu
                recordCreationDate: 2019-11-26
            identifier: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:ltu:diva-76866
            titleInfo: 
                @attributes: 
                    lang: eng
                title: A climate neutral Swedish industry
                subTitle: An inventory of technologies
            abstract: 
                
År 2017 kom utsläppen av växthusgaser i Sverige till cirka 27 procent från industrierna vilket motsvarar 17 203 tusen ton koldioxidekvivalenter. De fyra industrisektorerna med den största klimatgasutsläpp i Sverige är järn och stål cement raffinaderier och kemi. Denna rapport fokuserar på dessa fyra sektorer som tillsammans släpper ut 80 % av de industriella utsläppen av växthusgaser i Sverige. Var och en av dessa sektorer har flera möjliga vägar för att bli klimatneutrala. Beskrivning och diskussion av dessa vägar är fokus för denna rapport.
Med bakgrund av klimatutmaningen är slutsatsen att det inte är möjligt att nå tillräckligt långt enbart med effektivisering av nuvarande industriprocesserna. Eftersom en stor del av utsläppen inte härstammar från energianvändning utan från processerna i sig samt användningen av fossil råvara finns det behov av transformativa förändringar som nya processer och användning av nytt råmaterial. Många av alternativen är tekniskt omogna och det är många års utveckling kvar innan de kunde implementeras i stor skala.
Förutom de tekniska utmaningarna finns det ytterligare hinder för transformationen. Till exempel tillgång och pris på råvaror osäker marknad för nya produkter och även juridiska hinder i viss mån. Dessutom kräver några av alternativen utveckling av infrastruktur. Till exempel kräver elektrifiering av stål- och cementproduktion förstärkning av elnätet och ökad produktion av förnybar el.
Vissa av de tekniska alternativen kommer inte att vara färdiga för fullskalig implementering på många år ibland till och med årtionden. Men klimatutmaningen behöver hanteras snabbare än så. Därför det viktigt att även beakta möjliga övergångsteknologier. Dessa kanske inte reducerar hela utsläppet men utgör ändå en viktig pusselbit. Behovet av koldioxidinfångning och lagring eller användning (CCS/CCU) är oundvikligt under övergångsfasen men också i ett framtida scenario där all transformation är genomförd. Särskilt som det inte är möjligt att producera klimatneutralt cement utan CCS/CCU. CCU är dock inte en varaktig lagring utan snarare ett sätt att flytta utsläppen till ett annat ställe. Det kan dock delvis ersätta användning av fossil råvara och därmed bidra till minskning av nya fossila växthusgasutsläpp.

                
In year 2017 about 27 percent of the greenhouse gas emissions in Sweden originated from the industries. This equals to 17203 thousand tonnes carbon dioxide equivalents. Within the Swedish industry the four industrial sectors with the largest climate gas release are Iron and steel Cement Refineries and Chemicals. This report focuses on these four sectors which together emit 80 % of the industrial greenhouse gas emissions in Sweden. Each of these sectors have several possible pathways to become climate neutral. In this report some possible pathways are described and discussed.
In order to reach climate neutrality transformative changes such as new processes and use of new raw material are needed. This is because a vast part of the emissions in all the sectors in question originates from the processes themselves or the use of fossil feedstock not only from energy use. Many of the options are technically immature and there are many years of development left before they could be implemented in large scale.
Several technical challenges exist which are related to the processes but in addition there are several barriers of non-technical nature for the transformation. For example supply and price of raw materials uncertain market for new products and even some legal barriers. Furthermore some of the options require development of infrastructure for example the electrification of steel and cement production demands strengthening of the electric grids and increased production of renewable electricity.
Some of the technical options will not be ready for full-scale implementation in many years even decades. But the climate challenge needs to be tackled quickly. Therefore an aspect to consider is the demand for additional CO2 reduction technologies during a transition phase. These technical options may not reduce all the emissions but still make an important contribution. Carbon capture and storage or usage (CCS/CCU) is inevitable during the transition phase but also in a future scenario where all the new technologies are implemented. In particular this applies to the cement industry since it will not be possible to produce climate neutral cement without CCS/CCU. It should be noted that CCU does no remove the CO2 but transfers it elsewhere. However it could partly reduce the climate impact from the use of new fossil resources.

            subject: 
                    @attributes: 
                        lang: eng
                        authority: uka.se
                    topic: 
                        Engineering and Technology
                        Mechanical Engineering
                        Energy Engineering
                    @attributes: 
                        lang: swe
                        authority: uka.se
                    topic: 
                        Teknik och teknologier
                        Maskinteknik
                        Energiteknik
                    @attributes: 
                        lang: swe
                        authority: ltu
                    topic: Energiteknik
                    genre: Research subject
                    @attributes: 
                        lang: eng
                        authority: ltu
                    topic: Energy Engineering
                    genre: Research subject
            language: 
                languageTerm: eng
            genre: 
                publication/report
                pop
            note: 
                Published
                5
                
ISBN för värdpublikation: 978-91-7883-131-9

            name: 
                    @attributes: 
                        type: personal
                    namePart: 
                        Klugman
                        Sofia
                    role: 
                        roleTerm: aut
                    affiliation: IVL Swedish Environmental Research Institute
                    @attributes: 
                        type: personal
                    namePart: 
                        Stripple
                        Håkan
                    role: 
                        roleTerm: aut
                    affiliation: IVL Swedish Environmental Research Institute
                    @attributes: 
                        type: personal
                    namePart: 
                        Lönnqvist
                        Tomas
                    role: 
                        roleTerm: aut
                    affiliation: IVL Swedish Environmental Research Institute
                    @attributes: 
                        type: personal
                        authority: ltu
                    namePart: 
                        Sandberg
                        Erik
                        1989-
                    role: 
                        roleTerm: aut
                    affiliation: 
                        Luleå tekniska universitet
                        Energivetenskap
                    nameIdentifier: 
                        erisan
                        0000-0002-0385-8139
                    @attributes: 
                        type: personal
                        authority: ltu
                    namePart: 
                        Krook-Riekkola
                        Anna
                    role: 
                        roleTerm: aut
                    affiliation: 
                        Luleå tekniska universitet
                        Energivetenskap
                    nameIdentifier: 
                        kroann
                        0000-0002-2601-2558
            relatedItem: 
                    @attributes: 
                        type: host
                    genre: grantAgreement
                    name: 
                        @attributes: 
                            type: corporate
                        namePart: Energimyndigheten
                        role: 
                            roleTerm: fnd
                    identifier: 44678-1
                    @attributes: 
                        type: series
                    titleInfo: 
                        title: IVL rapport
                        partNumber: B 2367
            originInfo: 
                dateIssued: 2019
                publisher: IVL Swedish Environmental Research Institute
                place: 
                    placeTerm: Stockholm
            location: 
                    url: https://www.ivl.se/download/18.4447c37f16fa0999d192f8/1579514247120/B2367.pdf
                    url: http://ltu.diva-portal.org/smash/get/diva2:1373203/FULLTEXT01.pdf
            accessCondition: gratis
            physicalDescription: 
                form: electronic
                extent: 52s.
            typeOfResource: text