Mid Sweden University

The European Union has set ambitious climate targets to reduce carbon dioxide emissions and promote a transition to sustainable energy sources. Sweden, as a prominent example in the green transition, has reduced its greenhouse gas emissions since 1990 and is now aiming even higher. A potential substitute for fossil fuels is the development of electrofuels, closer to green hydrogen produced from renewable energy. Green hydrogen has great potential to contribute to a transition in several sectors, including shipping, where the current fuel, LNG, does not meet the requirements to reach the climate goals. In Sweden, some pilot projects have been initiated to produce electrofuels with hydrogen, more specifically eMethanol. Through a qualitative and quantitative analysis, the study aims to provide a perspective on the opportunities and obstacles associated with electrofuels such as eMethanol in shipping.

The qualitative analysis included several semi-structured interviews with industry actors and researchers in the field. The analysis showed that eMethanol has great potential to reduce carbon dioxide emissions but that the production costs are much higher compared to traditional fuels, which require government support to become cost-effective. Technical integration into existing ships and fuel systems is feasible with relatively minor modifications. Furthermore, it is pointed out that the development of a stable supply chain is also critical, where access to biogenic carbon dioxide and renewable hydrogen is crucial, with the need for clear policies to support the development of sustainable fuels. The quantitative analysis investigated the production cost of eMethanol through a techno-economic model, which varied between 1 321 and 2 045 SEK/MWh, which is 4,1 to 6,2 times greater than the price of LNG. The supply of electricity accounted for the largest share of costs, followed by amortization of capital costs and hydrogen production. A sensitivity analysis showed that the model is most sensitive to variations in hydrogen prices and energy costs.

The results show that when energy costs are low and large-scale production is feasible, the profitability of eMethanol production is at its best. This suggests that renewable energy combined with technological development in hydrogen and carbon dioxide production is crucial to establishing a well-functioning value chain. This can be challenging as other industries will require similar inputs for the transition to a sustainable future, thus, the geographical location of electrofuel factories is crucial to minimize transport distances and maximize cost efficiency.

Europeiska unionen har satt ambitiösa klimatmål för att minska koldioxidutsläpp och främja en övergång till hållbara energikällor. Sverige, som ett framstående exempel inom den gröna övergången, har sedan 1990 minskat sina utsläpp av växthusgaser och siktar nu ännu högre. En potentiell ersättare för den fossila användningen är utvecklingen av elektrobränslen - grön vätgas producerad från förnybar energi. Grön vätgas har stor potential att bidra till en omställning inom flera sektorer, inklusive sjöfarten där det nuvarande bränslet LNG inte uppfyller kraven för att nå klimatmålen. I Sverige har en del projekt initierats för att producera elektrobränslen med vätgas, mer specifikt eMetanol. Genom en kvalitativ analys syftar studien med att ge ett perspektiv av de möjligheter och hinder som förknippas med elektrobränslen som eMetanol inom sjöfarten.

Den kvalitativa analysen innefattade ett antal semistrukturerade intervjuer med branschaktörer och forskare inom området samt en teknoekonomisk analys. Intervjuerna visade att eMetanol har stor potential att minska koldioxidutsläpp, men att produktionskostnaderna är mycket högre jämfört med traditionella bränslen, vilket kräver statligt stöd för att bli kostnadseffektivt. Teknisk integration i befintliga fartyg och bränslesystem är genomförbart med relativt små modifieringar. Vidare påpekas att utvecklingen av en stabil leveranskedja är också kritiskt, där tillgången till biogen koldioxid och förnybar vätgas är avgörande, med behov av tydliga policys för att stödja utvecklingen av hållbara bränslen. Den teknoekonomiska analysen undersökte produktionskostnaden för eMetanol, genom en teknoekonomisk modell, som varierade mellan 1 321 och 2045 SEK/MWh, vilket är 4,1 till 6,2 gånger större än priset på LNG. Elförsörjning stod för den största kostnadsandelen följt av amortering av kapitalkostnader och vätgasproduktion. En känslighetsanalys visade att modellen är mest känslig för variationer i vätgaspriser och energikostnader.

Resultaten visar att när elkostnaderna är låga och storskalig produktion genomförbar, är lönsamheten för produktion av eMetanol som bäst. Detta tyder på att förnybar energi i kombination med teknologisk utveckling inom vätgas- och koldioxidproduktion är avgörande för att etablera en välfungerande värdekedja. Detta kan bli utmanande då andra industrier kommer att kräva liknande insatsvaror för övergången till en hållbar framtid, därmed är den geografiska placeringen av elektrobränslefabriker avgörande för att minimera transportsträckor och maximera kostnadseffektivitet.