Case: Fra fossilt brændstof til biodiesel

For English version, please scroll down

I juni 2022 begyndte størstedelen af vognparken i Kolding Kommunes afdeling Redux – Affald og Genbrug at køre på biodiesel af typen HVO. Valget med at investere i HVO som første skridt mod en mere klimavenlig kørsel er truffet efter grundig research i samarbejde med Teknologisk Institut. Her på siden kan du få indblik i processen bag vores beslutning om at vælge HVO til at reducere afdelingens CO2-udledning.

Hvad er HVO biodiesel?

HVO står for Hydrogeniseret Vegetabilsk Olie.
I HVO er olien blevet brintbehandlet, så den opnår de samme egenskaber som det klassiske fossile dieselbrændstof.
HVO er lugtfri, og så reducerer brændstoffet også den umiddelbare udledning af CO2 med op til 90 procent.

Resultater i omlægning fra fossil til HVO drivkraft

Redux – Affald og Genbrug har valgt at investere i HVO som et første skridt i vores omstilling til grønnere emissioner.

Omlægning til HVO gav os mulighed for at foretage en øjeblikkelig overgang, da de fleste af vores lastbiler allerede kan bruge denne brændstoftype. Det betød, at vi kunne reducere CO2-emissionerne på seks lastbiler med det samme (92 tons CO2-reduktion), og otte lastbiler og et 3,5 tons køretøj inden for to år (135 tons CO2-reduktion).

47,74 % CO2-reduktion umiddelbart efter installation af HVO-brændstoftanken 1. juni 2022.
70,21 % CO2-reduktion efter det første år (forventet pr. 1. juni 2023)

Fordele

Øjeblikkelig effekt
Kontrol over CO2-reduktion vs. udgifter
Lave omkostninger til infrastruktur
De fleste køretøjer kan bruge HVO uden ændringer.

Ulemper

Risiko for prisstigning og uønskede produktionsmetoder på grund af øget efterspørgsel
Høje brændstofpriser, ca. 50 % højere for HVO med udgangspunkt i priserne pr. 1. juni 2022

Her er nogle af vores erfaringer fra processen

Der findes ikke en enkelt rigtig tilgang til drivmidler til køretøjer, da de alle har ulemper og skader miljøet i forskellig grad på forskellige stadier af deres respektive livscyklus og/eller produktion af drivmidler.
Derudover viste infrastruktur sig at have en langt større indflydelse på de samlede beregninger end forventet. Det er interessant, at dette emne og de skjulte omkostninger forbundet med dette aspekt sjældent bliver taget op som en barriere.
Elbiler kan bære mindre vægt og have en kortere rækkevidde, hvilket betyder, at der skal flere køretøjer til for at kunne klare det samme antal tons i timen. Det betyder øgede emissioner fra produktionen af køretøjer og et yderligere behov for infrastruktur.

Indledende plan for at reducere CO2 fra køretøjer

Kolding Kommune arbejder målrettet med den grønne omstilling gennem den kommunale bæredygtighedsstrategi.

På transportområdet har kommunen i samarbejde med Teknologisk Institut udarbejdet første fase af en omstillingsplan for vognparken og maskinpulje i Kommunernes Affaldsafdeling med det formål at skabe forudsætninger for en betydelig reduktion af CO2-udledningen.

Omstillingsplanen blev opdelt i to faser:

I fase 1 blev der skabt et overblik over køretøjerne med hensyn til brændstofforbrug, CO2-udledning og omkostninger for hvert enkelt køretøj og maskine.

I fase 2 var formålet at skabe et overblik over mulige teknologivalg inden for fire overordnede brændstoffer:

Diesel
Elektricitet
Biodiesel (primært baseret på planter)
HVO, Hydrogeniseret Vegetabilsk Olie (primært af affald fra kød- og fiskeindustrien)

Brændstofferne naturgas og brint var med i projektets tidlige overvejelser, men blev fravalgt som realistiske muligheder af tre årsager.

Det er ikke muligt/rentabelt for kommunen at etablere en infrastruktur, der understøtter disse brændsler, uden at investere flere millioner kroner i brændstofsystemer alene.
Energieffektiviteten fra produktionen af drivmiddel er meget lav, når den omsættes til motorkraft. Dette gælder især for brint, hvis brændstoffet sammenlignes med ren elektrisk drift.
Selvom en del af den danske naturgas består af CO2-neutral biogas - ca. 20 % - gassen er stadig et fossilt brændstof, og CO2-reduktionen er dermed begrænset, især sammenlignet med de andre brændstoffer, der indgår i denne fase.

Resultatet af arbejdet sammenfattede vi i en one-pager, som danner et hurtigt og overskueligt overblik over investeringsbehov, flådeøkonomi og CO2-besparelsespotentiale indenfor de fire brændstofspor.

Billedet herunder viser et udsnit fra one-pageren, som du kan downloade som pdf.

Beslutningsprocessen

Selvom specifikke køretøjer og maskiner anbefales i one-pager, vil disse ikke nødvendigvis være de bedste valg om to til tre år, da markedet, især for elektriske lastbiler, udvikler sig hurtigt.

Caseeksemplerne i one-pageren tager udgangspunkt i det nuværende tekniske stadie for køretøjer og maskiner og er tænkt som erfaringsbase for fremtidige køb og tilbud af henholdsvis personbiler, varebiler, kraner samt lastbiler og maskiner.

One-pageren viser tydeligt, at elbiler har den største effekt, mens diesel har de laveste omkostninger. Hvis afdelingen havde ubegrænset kapital, ville en direkte overgang til elbiler være ideel og have den største effekt. På den anden side ville fortsat brug af dieselbrændstof i nogle år øge budgettet for fremtidige udgifter og give mulighed for en renere overgang, da den lokale infrastruktur og markedet generelt ville modnes yderligere.

I sidste ende var den strategi, der blev valgt, et kompromis mellem de to. Etablering af en lokal tankstation til HVO ville give os mulighed for at blande den med diesel i relative mængder. Denne tilgang giver afdelingen en høj grad af kontrol over omkostningerne og mulighed for at have en øjeblikkelig indflydelse på CO2-udledningen.

Dette valg rummer sine egne udfordringer, da det virker usandsynligt, at der er nok biomasse fra affald og overskudsmateriale til at producere nok biobrændstof til alle. Dette vil resultere i brug af jomfruelige materialer og vil belaste de biomassemængder, der kræves til fødevareproduktion. Dette er allerede et problem med nogle typer fødevarer, og problemet vil kun stige i takt med, at tørke og oversvømmelser bliver mere udbredte og hyppige.

Som sådan betragter vi HVO som et overgangsbrændstof, der giver os mulighed for at reducere CO2-emissioner, mens vi venter på den elektriske infrastruktur og elektriske køretøjer, der kan bære en tungere last og har en udvidet rækkevidde.

Selvom der er færre dele i elbiler end i fossilt brændstofdrevne køretøjer, indikerer serviceaftalerne, som leverandørerne tilbyder, at delene til elbiler er dyrere, da der ikke er nogen væsentlig reduktion i omkostningerne pr. år.

El-lastbilers levetid er også et problem, da batteripakken kun har en forventet levetid på otte år – hvorefter forbrugeren forventes at investere i et nyt køretøj. Dette virker som et miljømæssigt spild, da mange andre dele af køretøjet har en meget længere levetid. En mere modulær tilgang ville forlænge levetiden for hvert modul betydeligt - som det i dag er muligt med fossilt brændstofdrevne køretøjer.

Case: Transition from fossil fuel to green energy

In January of 2022, most of the vehicle fleet at Kolding municipality’s department ‘Redux – trash and recycling’ started to use biodiesel of the type HVO. The choice of investing into HVO, as the first step towards more climate friendly driving, has been made after thorough research in cooperation with the Institute of Technology. On this page, you can get an insight on the process leading to our decision on choosing HVO, in order to reduce the CO2 emission of the department..

What is HVO renewable fuel?

HVO stands for ‘Hydrogenated Vegetable Oil’.
HVO is a renewable diesel, which can be produced from various vegetable oils and fats, which contain triglycerides.
HVO does not smell, and the fuel reduces the immediate emission of CO2 with up to 90 percent.

Results

Redux chose to invest in HVO as a first step in our transition to greener emissions. This allowed us to make an immediate transition, as most of our trucks can already use this fuel type, and reduce CO2 emissions on six trucks immediately (92 tons of CO2 reduction), and eight trucks and one 3.5t vehicle within two years (135 tons of CO2 reduction).

47.74% CO2 reduction immediately after installing the HVO fuel tank.
70.21% CO2 reduction after the first year.

Pros

Immediate impact
Control over CO2 reduction vs. expenses
Low cost of infrastructure
Most vehicles can use HVO without modification.

Cons

Risk of price increase and undesirable production methods due to increase in demand
High fuel prices.

Lessons learned in the desicion process

There is no single right approach for vehicle propellants, as all of them have drawbacks and harm the environment to various degrees at different stages of their respective lifecycles and/or production of propellants.
Additionally, infrastructure turned out to have a much higher impact on the overall calculations than expected. It is interesting that this topic and the hidden costs associated with this aspect are rarely brought up as a barrier.
Electric vehicles can carry less weight and have a shorter range, which means that more vehicles are needed to cover the same amount of tons per hour. This means increased emissions from the production of vehicles and an additional need for infrastructure.

Introducing the plan to reduce CO2 emissions from vehichles

Kolding Municipality has laid the groundwork for a focused effort to work on the green transition through the municipal sustainability strategy . In relation to the transport area, the municipality, in collaboration with the Danish Technological Institute, has prepared the first phase of a conversion plan for the fleet of vehicles and machine pool in the Municipal Waste Department, with the aim of creating the conditions for a significant reduction in CO2 emissions.

The conversion plan was divided into two phases

In phase 1, an overview was created of the fleet in terms of fuel consumption, CO2 emissions and costs for each individual vehicle and machine.

In phase 2, the purpose was to create an overview of possible technology choices within four main fuel tracks, which are:

Diesel
Electricity
Biodiesel
HVO, Hydrogenated vegetable oil

The fuels natural gas and hydrogen were also included in the project's early considerations, but were deselected as realistic possibilities for three reasons.

It is not possible/profitable for the municipality to establish an infrastructure that supports these fuels without investing several million euros in fueling systems alone.
The energy efficiency from the production of propellant is very low until it is converted to engine power. This is especially true for hydrogen if the fuel is compared to pure electric operation.
Although a part of the Danish natural gas consists of CO2-neutral biogas - approx. 20% - the gas is still a fossil fuel and the CO2 reduction is thus limited, especially when compared with the other fuels included in this phase.

The result of the work will contribute to the Municipality's decision-making processes in the future is summarized in a one-pager, which forms a quick and clear overview of investment needs, fleet economy and CO2 saving potential within the four fuel tracks.

The image below shows a slice from the one-pager you can download as a PDF.

Procurement process

Although specific vehicles and machines are recommended in the one-pager, these will not necessarily be the best choices in two to three years as the market, especially for electric trucks, is developing rapidly. The case examples in the one-pager are based on the current technical stage for vehicles and machines and are intended as an experience base for future purchases and offers of passenger cars, vans, cranes, and trucks and machines respectively.

During the process of creating the one-pager and report on the benefits and costs of different fueling systems and the infrastructures required, Kolding Municipality Waste Department had to decide which strategy to employ in the transition from fossil fuel to green energy.

The one-pager clearly shows that electric vehicles have the highest impact, while diesel has the lowest cost. If the department had unlimited capital, a direct transition to electric vehicles would be ideal and have the highest impact. On the other hand, staying with diesel fuel for a few more years, would increase the budget for future spending and allow for a cleaner transition as the local infrastructure and the market in general would mature further.

In the end, the strategy that was employed was a compromise between the two. Setting up a local fueling station for HVO would allow us to mix it with diesel in relative amounts. This approach gives the department a high degree of control over cost and the ability to have an instant impact on CO2 emissions.

This choice carries its own challenges, as it seems unlikely that there is enough biomass from waste and surplus material to produce enough biofuel for everyone. This will result in the use of virgin materials and will put a strain on the biomass quantities required for food production. This is already a problem with some types of food and the problem will only increase as droughts and floods become more widespread and increase in frequency.

As such, we view HVO as a transition fuel, which allows us to reduce CO2 emissions while waiting for the electric infrastructure and electric vehicles that can carry a heavier load and have an extended range.

Though there are fewer parts in electric vehicles than in fossil fuel-powered vehicles the service agreements that the suppliers offer indicate that the parts for electric vehicles are more expensive, as there is no significant reduction in cost per annum.

The lifespan of electric trucks is also a problem, as the battery pack has an expected life span of only eight years - after which the consumer is expected to invest in a new vehicle. This seems like an environmental waste, as many other parts of the vehicle have a much longer lifespan. A more modular approach would prolong the lifespan of each module significantly – as is the case with fossil fuel-powered vehicles.