Biovarme i Inderøy kommune

i Biovarme i Inderøy kommune En forstudie av muligheter for å realisere et bioenergianlegg ved tettstedet Straumen Kilde:http://home.online.no/~oindgul/hoved/gyldne/gyldne_htm/straumen.htm Sluttrapport av Roald Sand og Hans Martin Storø Trøndelag Forskning og Utvikling AS Steinkjer 2007

iii INNHOLD side INNHOLD iii 1. INNLEDNING 1 1.1 Bakgrunn 1 1.2 Formål og innhold 2 2. ENERGIBEHOV OG KONKURRANSEFORHOLD 3 2.1 Innledning 3 2.2 Sundnes Varmesentral 4 2.3 Utbyggingsområdet på Næss 5 2.4 Gamle Straumen 6 2.5 Venna 7 2.6 Drivhus 9 2.7 Oppsummering 10 3. RÅSTOFFTILGANG 11 3.1 Innledning 11 3.2 Egenskaper for treflis 11 3.3 Lokale skogressurser 15 3.4 Verdikjede for flis 18 4. TEKNOLOGI FOR BIOVARME 23 4.1 Forbrenningsanlegg 23 4.2 Distribusjon 25 5. FJERNVARMEALTERNATIVER PÅ STRAUMEN 27 5.1 Sammenhengende fjernvarmenett på Straumen 27 5.2 Et varmesystem på Næss 28 5.3 Et varmesystem på Venna 29 5.4 Økonomiske beregninger 30 6. RINGVIRKNINGER 33 6.1 Ringvirkninger fra investering og drift 33 6.2 Ringvirkninger for kundene 33 6.3 Ringvirkninger for landbruksnæring 34 6.4 Ringvirkninger for trafikksikkerhet, turisme og attraksjonskraft 34 7. JURIDISKE FORHOLD 35 7.1 Energiloven 35 7.2 Utbyggingsavtaler 36 7.3 Kommunen som grunneier 38 8. DISKUSJON OG KONKLUSJON 39 8.1 Fjernvarmealternativer på Straumen 39 8.2 Konklusjon 41 LITTERATUR 43

iv

1. INNLEDNING Trøndelag Forskning og Utvikling har laget denne rapporten på oppdrag fra Inderøy kommune. Rapporten inneholder bl.a. en beskrivelse av varmebehov, mulige løsninger og lønnsomhetsvurderinger knyttet til bygging av aktuelle bioenergianlegg på Straumen i Inderøy kommune. Hans Martin Storø har bistått med kartlegging av råstoffgrunnlag. De øvrige delene av rapporten har prosjektleder hos Trøndelag Forskning og Utvikling, Roald Sand, hatt ansvar for. 1 1.1 Bakgrunn Inderøy kommune har om lag 5900 innbyggere og er en typisk utpendlerkommune i Innherredsregionen i Nord-Trøndelag. Kommunesentret ligger i tettstedet Straumen med om lag 1250 innbyggere på et 1,29 kvadratkilometer stort område. Tettstedet har over lengre tid hatt sterk vekst i folketallet (20 % de siste 7 årene) og det er blitt behov for nytt utbyggingsareal. Inderøy kommune har derfor kjøpt opp dyrket mark (Næssjordet) inne i tettstedet, og kommunen er nå i ferd med å omregulere området fra landbruksvirksomhet til bolig- og næringsformål. Med relativt mange offentlige bygg med vannbåren varme på Straumen er det anbefalt i den lokale energiutredningen å utrede nærmere hvordan lokale energiressurser kan erstatte bruk av elektrisitet og olje som oppvarmingskilde (NTE 2005). Sammen med den skisserte bygningsmassen på Næssjordet, utgjør dette et varmebehov som kan gi lønnsomhet for et fjernvarmeanlegg. Inderøy kommune ønsker å være en kommune som legger til rette for en miljøvennlig bolig- og næringsutvikling. Med økende knapphet på ren og rimelig elektrisitet basert på vannkraft og behov for å finne alternative, miljøvennlige oppvarmingsløsninger, er det derfor sterk interesse for å se på om et nær- eller fjernvarmeanlegg basert på lokalt råstoff kan realiseres i forbindelse med en sentrumsutbygging i kommunen. Figur 1.1: Fjernvarmeanlegg basert på bioenergi (Kilde: www.biovarme.no).

2 Figuren over illustrerer et fjernvarmeanlegg basert på råstoff i form av flis som lokale skogeiere og sagbruk leverer til fyringsanlegget. Skal man realisere et slikt anlegg i området, har Inderøy kommune behov for mer kunnskap om ulike sider ved det å bygge et bioenergianlegg i forbindelse med sentrumsutbyggingen i kommunen. 1.2 Formål og innhold Formålet med forstudien er å danne beslutningsgrunnlag for investering i et fjernvarmeanlegg basert på lokal bioenergi på Straumen i Inderøy kommune. Følgende problemstillinger er belyst i forstudien: 1. Energibehov. Kartlegging av aktuelle/potensielle kunders behov for varme og varmtvann. Kundegrunnlaget er i første rekke skisserte bygninger på Næssjordet i tillegg til eksisterende og sannsynlige nybygg i tilgrensende områder, i hovedsak tettbebyggelsen i Straumen/Sakshaug området. 2. Lokal råstofftilgang. Kartlegging av lokalt råstoff som er egnet for bioenergiproduksjon. I tillegg bør det vurderes om det er alternativt råstoff som kan supplere lokal råstofforsyning dersom det skulle bli behov for det. 3. Teknologi og kostnader. En gjennomgang av aktuelle anleggstyper ut fra anslag på energibehov i området, råstoffressurser og kostnader ved ulike systemtekniske løsninger for en lokal varmesentral og valg av brenselstype, tilgang på brensel, brenselkostnad og investeringskostnad, drifts- og vedlikeholdskostnader, oppnåelig varmepris, gjennomføringsevne, finansieringsplan og lønnsomhetsvurderinger 4. Ringvirkningsanalyse. En analyse av hva aktuelle anleggstyper kan generere i lokal verdiskaping for underleverandører og andre. 5. Aktørkartlegging. En kartlegging av mulige aktører som kan være aktuelle som eiere eller drivere av et bioenergianlegg. Inderøy kommune har bistått med dette bl.a. gjennom et eget møte den 28.2.2007. Dette har bl.a. resultert i at et selskap som kan drive et varmeanlegg allerede er stiftet. 6. Juridisk kartlegging. En kartlegging av hvilke krav Inderøy kommune kan sette til utbyggere og nybygg i aktuelle områder av Straumen/Sakshaug. Dette inkluderer både de muligheter kommunen har som planmyndighet, og som utbygger/grunneier ovenfor de aktuelle kjøpere av tomter. Forstudien tar utgangspunkt i Lokal energiutredning 2005 for Inderøy kommune (se www.nte.no), Inderøy kommunes miljøplan, eksisterende virksomhet i Straumen og den skisse til utvikling i utbyggingsområdet på Næssjordet som foreligger (Praksis Sivilarkitekter 2006). Forstudien omfatter ikke vurdering av eksakte tekniske løsninger for bygging av et slikt anlegg utover hva som er nødvendig for en grov vurdering av kostnader og lønnsomhetsberegninger for et varmesystem basert på treflis som grunnlast. Det må eventuelt komme senere i et oppfølgingsprosjekt når eiere/drivere til et slikt anlegg er på plass.

3 2. ENERGIBEHOV OG KONKURRANSEFORHOLD I dette kapitlet går vi gjennom hvilket behov det er for vannbåren varme ved aktuelle nybygg og eksisterende bygg på Straumen. Behovet sees i lys av hvilke alternative oppvarmingskilder de ulike byggene konkurrerer med. 2.1 Innledning Kartet nedenfor viser her de aktuelle delene av Straumen/Sakshaugområdet i Inderøy kommune. Utbyggingsområdet Næssjordet ligger ved gården Næss. For øvrig viser kartet større og mindre bygg i området. Venna Næss Potetindustri Straumen Figur 2.1: Kart over Straumen/Sakshaug i Inderøy kommune. (Kilde:gulesider.no) Sannsynlig energibehov/etterspørsel på kort og lang sikt må kartlegges først i forstudien for å gi grunnlag for å vurdere omfang av arbeid med råstoffgrunnlag og hvilke tekniske løsninger som kan være aktuelle. aktuelle og potensielle kunder (antall, lokalisering, avstander) kundenes energibehov og bruksmønster (varme, ventilasjon og varmtvann) anslag på effektbehov/varighetskurver beskrivelse av oppvarmingssystemer for eksisterende bygg som kan kobles til anlegget

4 2.2 Sundnes Varmesentral Av større eksisterende fyringsanlegg som kan knyttes til et fjernvarmesystem på Straumen, har vi Sundnes Varmesentral ved Hoff Norske Potetindustrier avd. Inderøy. Varmesentralen forbrenner avfall og olje og leverer damp til Hoff (2 MW effekt og 11 GWh pr år). Denne varmesentralen ligger vel 2 km fra kommuneadministrasjon, kulturhus, og videregående skoler på Venna. Figur 2.2: Bilde av Hoffs industrianlegg i Inderøy (Kilde:www wikipedia.org). Siden Sundnes varmsentral ble bygd har det vært betydelige driftsproblemer og man har i stor grad fyrt fyrt med olje. Nord-Trøndelag E-verk, som har ansvar for investering og drift av sentralen, vurderer nå om man skal bygge om varmesentralen til å også kunne bruke flis (Mykland 2007). Dette er viktig å merke seg for eventuelle lokale leverandører av flis. Om sentralen skal levere varme i form av varmt vann må det evt. til ytterligere investeringer i sentralen i tillegg til at det må legges ned om lag 2,2 km rør fra sentralen til aktuelle bygninger på Venna. Den mest aktuelle rørtraseen er her gjennom dyrket mark og under riksvei 755. Kostnadene ved å legge et slikt rør vil sannsynligvis være opp mot 6 millioner kroner (Mykland 2007), siden det må benyttes relative dyre preisolerte stålrør. I tillegg må det som nevnt til betydelige ekstra investeringer i varmesentralen for å kunne levere varmt vann til fjernvarme og ikke bare damp til industrielt formål som i dag. Sannsynligvis snakker vi derfor om samlede investeringer i størrelsesorden 10 mill. kr. Et annet moment er den risiko det er for en varmeleverandør å evt. binde seg opp til å bruke deler av et fyranlegg som eies av andre og som er basert på å levere damp til industrielt formål. Selv om man får til gode langsiktige avtaler er det også en mulighet for industri bli nedlagt, slik at man komme i den situasjon at man evt. har et overdimensjonert fyringsanlegg med unødvendig høyt varmetap og lav årsvirkningsgrad. Som det har vært diskutert flere ganger, senest i 2006, kan det også bli endringer i industriproduksjonen på Sundnes. Samlet sett virker det derfor ikke forsvarlig å koble Sundnes varmesentral til et større fjernvarmenett på Straumen.

2.3 Utbyggingsområdet på Næss Kartet nedenfor viser hvordan firmaet Praksis Sivilarkitekter (2006) ser for seg utbygging på Næss. De mørkegrå byggene representerer planlagte eller skisserte nybygg i området på i gjennomsnitt to etasjer. 5 X Riksvei Figur 2.3: Kart over Næssjordet (Kilde: Praksis Sivilarkitekter 2006). Den skisserte utbyggingen gjør at vi har lagt til grunn 14 rekkehus a 152 kvm med vannbårent varmebehov på 78 kwh pr kvm (inkl. 20 i tappevann), 14 eneboliger a 195 kvm med vannbårent varmebehov på 80 kwh pr kvm (inkl. tappevann), 14 leiligheter a 100 kvm med vannbårent varmebehov på 76 kwh pr kvm (inkl. tappevann). De fire næringsbyggene er forutsatt å være på i gjennomsnitt to etasjer med grunnflate hhv. 52*25m, 55*27m, 37*25m og 22*32 meter (jf. skisse til utbygging i området fra Praksis Sivilarkitekter 2006) med vannbårent varmebehov på 47 kwh pr kvm. Tabell 2.1 Energibehov på Næssjordet (egne beregninger) A 7 rekkehus 9 enebolig B 7 rekkehus 5 eneboliger C 14 leiligheter D 9 enebolig 4 næringsbygg Sum Næss Kvm 2819 2039 1400 1755 9358 17371 varmebehov MWh 223 161 106 140 683 1314 effektbehov kw 130 94 60 82 440 807

6 Tabellen viser kvadratmeter (kvm.) totalt, varmebehov i MWh og effektbehov i kw utregnet med Enovas normtall for denne type bygninger uten spesielle Enøk-tiltak, 20,5 grader innetemperatur og minus 21 grader som maksimal utetemperatur. 1 Det mest skjermede og velegnede området for sentral og flislager er ved Næssbergene i området X på kartet. Dette alternativet er trolig mest aktuelt ved bygging av et større fjernvarmesystem der det er et felles rørnett mellom Næss, drivhus, Venna og evt. gamle Straumen. Ved en begrenset utbygging på Næss bør man vurdere å ha fyrsentralen nærmere de største varmekundene og evt. ha flislager ved Næssbergene. Det skulle være uproblematisk å finne plass til en mindre fyrsentral rett ved de skisserte næringsbyggene. I tillegg kan man også minimere avstandene mellom byggene noe i forhold til eksisterende skisse for utbygging på området. Dette kan lette investeringskostnadene betydelig både i antall meter rørgater og i rørdimensjoner. Avstandene indikerer at et fjernvarmesystem på Næss vil innebære betydelige investeringskostnader. Dette må sees opp mot at det investeres i alternative oppvarmingssystemer som vannbårent system basert på olje, pellets og elektrisitet (inkl. varmepumpe) eller punktoppvarming (panelovner, vedovn, pelletsovn, gassovn osv.) ved de ulike byggene kombinert med evt. ekstra isolering. 2.4 Gamle Straumen Kartet nedenfor viser aktuelle brukere av vannbåren varme sørvest for Næssjordet. Næss 1 3 2 Gamle Straumen Figur 2.4: Kart over Næss og gamle Straumen (Kilde: www.gulesider.no). 1 ENØK normtall versjon 6.14, beregningsprogram for energibruk i bygninger på www.en ova.no.

Utbyggingsplanene på Næss inkluderer ny avkjørsel (rundkjøring), gangbro over vegen og nytt næringsbygg (grått bygg) også på sørvestsiden av riksveien. Når det gjelder kryssing av riksveien, er den mest aktuelle rørtraseeen i eksisterende undergang under vegen mellom Næssjordet og gamle Straumen. I dette området er det spesielt slakteriet (1), sykehjemmet Inderøyheimen (2) og Coop-bygget (3) som har behov for vannbåren varme. 7 Det kommunale sykehjemmet Inderøyheimen har pr i dag forbruk av 0,7 GWh pellets/el/olje. Fyrsentralen er nylig oppgradert med en 200 kw pelletskjel og tilhørende silo og kommunen har inngått en svært god avtale om pellets til 2015. Det årlige forbruket av varme ved slakteriet og Coop-bygget er relativt beskjedent, anslått til hhv. 0,15 GWh el/olje og 0,10 GWh som kan erstattes med fjernvarme. De korte avstandene gjør at dette likevel kan være aktuelt. Slakteriet og Inderøyheimen ligger begge om lag 50 meter fra det skisserte næringsbygget på samme side av riksveien. Coop-bygget ligger om lag 150 meter sør for dette næringsbygget. Tabell 2.2 Energibehov på Gamle Straumen. Inderøyheimen Slakteri COOP SUM varmebehov MWh 700 150 100 950 effektbehov i kw 420 100 60 580 Samlet sett er det opp mot 1 GWh i årlig vannbårent varmebehov og 580 kw i effektbehov i området gamle Straumen. Spesielt pelletsavtalen til Inderøy kommune ved Inderøyheimen kan her vise seg å være vanskelig å konkurrere mot for en leverandør av fjernvarme. 2.5 Venna Med de omfattende planer som eksisterer for utbygging på Venna, er det svært sannsynlig at behovet for vannbåren varme øker betydelig i løpet av få år. Kartet nedenfor viser tre eksisterende og to skisserte bygningskomplekser på Venna/Sakshaug som kan være aktuelle for fjernvarme. I tillegg ser det ut til å være svært aktuelt med andre typer utbygging på området.

8 U-skole Barneskole 1 2 3 4 5 Figur 2.5: Kart over Venna (Kilde: www.gulesider.no). Ved punkt 1 på kartet finner vi fyrrommet til samfunnshus/administrasjonsbygg for kommunen, ungdomsskolen og barneskolen øst for riksveien. Her fyres det pr i dag med pellets (300 kw effekt) med olje og to el-kjeler som reserve og spisslast. Fyrrom er nylig oppgradert bl.a. med ny pelletskjel og silo og det er investert betydelige beløp i rør med 640 kw maksimal effekt til Ungdomsskole og barneskole. Det er videre mulighet til å installere fliskjel og reservekjel i tilknytning til dagens fyrrom slik at man kan håndtere et økt behov for vannbåren varme i området. En del av bygget (1) er nå i ferd med å rives pga. lekkasjer og et nedlagt basseng. Her er det også evt. plass til et flislager. Det må også nevnes at kommunen har inngått en langsiktig avtale om pellets ut 2015. I denne avtalen betaler man en fast sum pr kwh levert varme mens det er leverandører som eier pelletsanlegget. Årlig varmebehov med vannbåren varme ligger på om lag 0,9 GWh i det området som dagens fyrrom dekker. Sakshaug Barnehage (2) ligger om lag 150 meter sørøst for barneskolen og har et antatt årlig forbruk på 0,1 GWh. Barnehagen er ny og har installert vannbåren varme og el-kjel. Effektbehovet til barnehagen er såpass lite at de kan koble seg på dagens rørledning ved barneskolen siden denne ledningen til en viss grad har tatt høyde for et økt varmebehov. Kulturhuset (3) og nærliggende bygninger ved Inderøy videregående skole har vannbåren varme. Kulturhuset og videregående har hver sitt fyrrom basert på kjelkraft (el- som grunnlast og olje som reserve). Til sammen ligger det årlige forbruket av vannbåren varme på om lag 1,2 GWh el/olje. Det kommunale helsebygget (4) er i dag installert med panelovner men bygget er skissert utvidet (illustrert med grått bygg) og bygd om for å gi plass til administrasjonen i kommunen. Årlig varmebehov er pr i dag om lag 0,2 GWh og det

antas at tilbygg og installering av radiatorer i eksisterende bygg vil ha det samme varmebehovet. Kommunale omsorgsboliger (5) skal det bygges 16 stk. av sør for helsebygget. Byggestart er sannsynligvis høsten 2007. Etter planen vil det bli et sammenhengende bygg med betydelige fellesarealer. Totalt anslås det her et årlig vannbårent varmebehov på 0,2 GWh. Tabell 2.3 Energibehov på Venna. Fyrrom Samfunnshuset Kulturhuset Inderøy vgs Helsebygget Omsorgsboliger Barnehagen Sum Venna varmebehov MWh 900 800 400 240 240 60 2640 effektbehov i kw 640 480 240 144 144 35 1583 9 Tabellen oppsummerer energibehovet på Venna slik vi ser det i mars 2007. Bygningene på Venna antas i løpet av kort tid å ha behov for en årlig leveranse på 2,6 GWh. I tillegg kan det skje ytterligere utbygging sør for omsorgsboligene og det kan evt. skje rehabilitering/ombygging av bygningsmasse ved barneskolen som øker varmebehovet i området. Med de avstander som er til bolighus i området, vurderes det som lite sannsynlig at eksisterende bolighus kan knyttes til et fjern- eller nærvarmenett på Venna. Sterkt medvirkende til dette er høye kostnader til kundesentraler for hver abonnent. 2.6 Drivhus Ved drivhusene er det årlige forbruket av vannbåren varme oppgitt til om lag 0,5 GWh med et sannsynlig maksimalt effektbehov på over 500 kw. Kartet nedenfor viser her drivhusene plassering i forhold til andre aktuelle brukere av vannbåren varme på Straumen/Sakshaug. Fra drivhusene er det om lag 400 meter i luftlinje både til et mulig hovedrør ved ny vei på Næssjordet og til et mulig hovedrør på Venna. Punktet X i kartet (250 meter fra drivhusene og 200 meter fra mulig rørgate og vei gjennom Næssjordet) markerer her et aktuelt område for fyranlegget. Avstandene, effektbehovet og alternativprisen på oppvarming for veksthusnæringen gjør at det er lite aktuelt å koble drivhusene til et fjernvarmesystem hvis hovedtraseen for røret legges for langt unna.

10 Venna Drivhus X Næss Figur 2.6: Kart over Straumen (Kilde: www.gulesider.no). Vekshusnæringen har 0,45 øre kwh i elavgift i likhet med industrien (mot 10,06 øre for øvrig næringsliv) og har som storforbrukere av el og olje betydelig lavere priser på oppvarming enn vanlige forbrukere. Dagens kraftavtaler innebærer en effektiv variabel pris på el som oppvarmingskilde på under 35 øre kwh. Effektiv oljepris ligger til sammenligning en god del høyere, sannsynligvis 45-50 øre kwh avhengig av virkningsgrad på kjelen. Virkemidler for å redusere CO2-utslipp, dagens el-priser (over 40 øre kwh på Nordpool på langsiktige avtaler) og fortsatt høye oljepriser, tyder på at veksthusnæringen bør vurdere å legge om energibruken. Et alternativ er å investere i egen fliskjel ved drivhusene med støtte fra tilskuddsprogrammet rettet mot veksthusnæringen. Forutsatt tilgang på flis til vanlig markedspris kan man med dette oppnå en pris på oppvarming til 20 øre kwh pluss drift/vedlikehold og kapitalkostnader, slik Hesnes Gartneri i Grimstad gjør (www.adressetidende.no). Økningen i drift- og vedlikeholdskostnader vil være beskjedent for tidligere brukere av olje, mens kapitalkostnadene ved en ny biokjel i tilknytning til et eksisterende fyrrom trolig kan komme under 20 øre kwh med et betydelig tilskudd og at flisfyring står for minst halvparten av behovet for vannbåren varme ved drivhusene (250 000 kwh). I så fall kan det være mulig å komme på ca 40 øre kwh i effektiv oppvarmingskostnad for den delen av behovet som kan dekkes med flisfyring ved drivhusene. 2.7 Oppsummering Legger vi sammen energibehovet ved de aktuelle bygningene på Straumen får vi et samlet årlig behov på 5,4 GWh og 3467 kw i effektbehov. Ved anslag på effektbehovet har vi ikke tatt hensyn til at ikke alle har behov for maksimal effekt til samme tid.

3. RÅSTOFFTILGANG I dette kapitlet går vi gjennom tilgangen på aktuelt råstoff og kostnader med å få dette fram til en fyrsentral på Straumen. 11 3.1 Innledning Ønsket om lokal verdiskaping og anslagene på energibehov mellom 1,4 og 5,4 GWh er sterkt førende for hvilke alternative råstoffressurser som det er aktuelt å vurdere i forbindelse med arbeidet for å kartlegge råstofftilgangen.. Her har vi vurdert forskjellige råstoffkategorier ut fra pris, fraktkostnader og anvendelighet som råstoff til produksjon av vannbåren varme. I samråd med oppdragsiver har vi konsentrert oss om trevirke som råstoff. Trevirke som råstoff betyr at vi også har vurdert flisingskostnader. Pr i dag er det kun entreprenør Odd Einar Kne AS på Steinkjer som har litt større flishoggerutstyr med for biobrenselproduksjon. Vi kan her estimere en kostnad for slike tjenester til maksimalt 50 kr pr m3 i løst mål (jf Kne 2007), dvs 125 kr fast m3 eller om lag 9 øre kwh ved 1375 kwh pr fast m3 (55 % fuktighet for rå industriflis). Tørkes virket før flising ned til 30 % fuktighet eller det benyttes lauvvirke med høyere energiinnhold, bør man få ut 1745 kwh i gjennomsnitt pr fast m3. I så fall kommer prisen for leie av flising ned på 7 øre kwh. I mot dette har vi vurdert kostnadene ved å bruke eget flishoggingsutstyr. Når det gjelder en lokal ressurs som halm dyrkes det pr i dag nok korn på Inderøy (27 000 mål i 2006) til å gi om lag 15 GWh pr år om man forutsetter at halmen tørkes ned til 15-20 % fuktighetsinnhold og at halvparten av halmen går til jordforbedring, strø og annet. I samråd med oppdragsgiver har vi vurdert det slik at halmfyring ikke er aktuelt pga høye investeringskostnader for automatiserte anlegg med god nok forbrenning og lave utslipp nært bebyggelse. I tilegg er det mye arbeid og kostnader med halmberging, tørking og lagring samt at det også er en viss risiko for at lokal kornproduksjon kan bli nedlagt. Videre informasjon om halmforbrenningsanlegg kan finnes i rapporter som Codiglia et al. (2003) eller på hjemmesider på internet som http://www.agropub.no og http://www.gronnvarme.no. 3.2 Egenskaper for treflis Størrelsen på aktuelle anlegg og ønsket om lokal verdiskaping tiliser at vi i denne rapporten har fokusert på et småskala energisystem med basis i treflis fra: 1) Hurtigvoksende energiskog 2) Skogsbrensel i) Primæravfall (greiner, topper, stubber og røtter) ii) Rundtømmer for energi iii) Sekundæravfall (fra treindustrien) - bark, sagflis, spon, kapp, etc. 3) Resirkulert virke

12 i) Bygningsavfall ii) Rivningsvirke iii) Emballasje/paller Av disse er det først og fremst alternativ 2 som kan danne et grunnlag for varmeanlegg i Trøndelag pr i dag. Produksjon av energiskog er ennå bare på forsøksstadiet i Trøndelag. Resirkulert virke er i utgangspunktet antatt å føre med seg svært høye investeringskostnader i flisingsutstyr som tar ut metall og rensing av utslipp, slik at dette ikke er vurdert som et aktuelt alternativ for et mindre varmeanlegg under 5,5 GWh. I tillegg har den nevnte Sundnes Varmesentral allerede konsesjon og mulighet for å forbrenne denne type virke og avfall. Foruten de håndterings- og logistikkmessige utfordringer som vi kommer tilbake til senere i kapitlet, er brennverdien av ulike typer virke sentralt. Foruten å måle antall fastkubikkmeter (fm3), løskubikkmeter (lm3) eller kg, må man måle fuktighet og kjenne til den teoretiske brennverdien for virket. Forskjellen i teoretisk brennverdi pr kg er relativt liten og effektiv brennverdi (H e ) beregnes derfor ofte på følgende måte (Lehtikangas 1999): (1) H e 5,33 6, 01 Fr Enheten her er kwh pr. kg virke, F r oppgitt som desimalbrøk. (Kilde: Treteknisk Håndbok). Formelen viser f.eks. at trevirke med 20 % fuktighet (F r = 0,2) har en effektiv brennverdi på 4,12 kwh pr. kg. I tabellen under ser vi hvordan brennverdiene for furu, gran og bjørk varierer med fuktinnhold og hvilken del av treet vi snakker om. Av lauvtre begrenser vi oss til bjørk fordi dette er det vanligste treslaget i lauvskogen i Trøndelag. I mange områder er det også høyt innslag av andre hardføre lauvtreslag som osp, rogn og gråor. Brennverdiene til disse treslagene (Nobio 2006) tilsier at gjennomsnittlig brennverdi av lauvskogen er omtrent som for Bjørk. Tabell 3.1 Effektiv brennverdi i kwh pr kg virke av furu, gran og bjørk (Kilde: Lehtikangas 1999 og Norsk Treteknisk Institutt 2002). Merverdi Treart-/del og fuktighet 20 % 25 % 30 % 35 % 40 % 45 % 50 % 55 % Furu stamved m/bark 4,16 3,86 3,56 3,26 2,96 2,66 2,36 2,06 2 % Furu heltre 4,24 3,94 3,64 3,34 3,04 2,74 2,44 2,14 4 % Furu hogstavfall 4,46 4,16 3,86 3,56 3,26 2,96 2,66 2,36 9 % Gran stamved m/bark 4,10 3,80 3,50 3,20 2,90 2,60 2,30 2,00 1 % Gran heltre 4,13 3,83 3,53 3,23 2,93 2,63 2,33 2,03 1 % Gran hogstavfall 4,27 3,97 3,67 3,37 3,07 2,77 2,47 2,17 4 % Lauv stamved m/bark 4,21 3,91 3,61 3,31 3,01 2,71 2,41 2,11 3 % Lauv heltre 4,08 3,78 3,47 3,17 2,87 2,57 2,27 1,97 0 % Lauv hogstavfall 4,27 3,97 3,67 3,37 3,07 2,77 2,47 2,17 4 % Industriflis fra gran 4,00 3,71 3,42 3,12 2,83 2,54 2,24 1,95-2 % Industriflis fra furu 4,08 3,78 3,49 3,19 2,89 2,59 2,29 1,99 -

kwh Brennverdiene i tabellen over er basert på nedre brennverdier for hver del av hvert treslag. Beregningsmåten gir konstante prosentvise forskjeller mellom hvert treslag. I den siste kolonnen viser vi her forskjellene i forhold til industriflis fra furu. Vi ser at hogstavfall av furu har om lag 9 % høyere brennverdi pr kg enn industriflis av samme treslag. Industriflis av gran ligger om lag 2 % under industriflis i brennverdi pr kg. Vi ser også at andre typer hogstavfall mer enn en 5 % høyere brennverdi en standard industriflis. En slik forskjell bør slå ut høyere betaling pr kg flis basert på hogstavfall enn for industriflis. Brennverdier i fast mål (fm3 eller fastkubikkmeter) og løst mål (lm3 eller løs kubikkmeter) er også av interesse i og med at man som regel beregner avvirkkning i fm3 og flis i lm3. Ved beregning av brennverdi i forhold til fast mål (fm3 eller fastkubikkmeter) er basisdensiteten en avgjørende størrelse. Basisdensiteten er forholdet mellom den absolutt tørre massen og volumet av rått, ukrympet virke. Jo større basisdensitet, desto høyere brennverdi per volum som er det målet virket vanligvis prises etter. Basisdensiteten varierer betydelig mellom ulike treslag og innenfor treslag, og av virkets kvalitet (råte). Basisdensiteten er avhengig av jordsmonn og klimatiske forhold. Basisdensitet for gran og furu kan variere fra 320 til 490 kg/fm3. Det er vanlig å bruke basisdensitet på 440 kg/fm3 for furu. Dersom virket er i ferd med å brytes ned, vil basisdensiteten være lavere. 13 2700 2600 2500 2400 2300 2200 2100 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 20 % 25 % 30 % 35 % 40 % 45 % 50 % 55 % 60 % Fuktighet Bjørk Furu Gran skogsflis kleinvirke Figur 3.1: kwh pr fast m3 etter fuktighetsgrad. Figuren viser kwh pr fast m3 virke i tråd med Norsk Treteknisk Institutt (1991) og Gjølsjø (2002). Virke som hogges på vinteren har en fuktighet på opp mot 55 % mens det kan tørkes naturlig til en fuktighetsprosent under 35 % til fyringssesongen starter

kwh 14 opp. En fast m3 gran av god kvalitet gir da 1900 kwh mens furu gir nesten 2200 kwh. Bjørk ligger langt over i kwh pr fast m3, noe som avspeiler treslagets velegnethet som ved. Skogsflis eller grønnflis blir produsert direkte fra skogsvirke. Råstoffet kan være tynningsvirke, lautrevirke eller hogstavfall (GROT = greiner og topper) fra sluttavvirkning. I figuren har vi lagt inn skogsflis med en brennverdi like over vanlig gran, jf. at heltre, hogstavfall og innslag av lauvvirke vil trekke brennverdiene opp. Ved hogst har virke man lager skogsflis av en fuktighet på over 50 %. Blir dette virket lagt til tørk over sommeren skulle også denne kunne gi om lag 2000 kwh pr fast kubikkmeter. Med gode muligheter for naturlig tørking er det på østlandet vanlig å kalkulere med om lag 2000 kwh pr fast m3 virke (Gjølsjø 2002, Nobio 2005). Kleinvirke er lagt inn i figuren med en noe lavere brennverdi en vanlig skogsflis for å ta høyde for at en del av dette virket har lav brennverdi pga. råte. Ved beregning av brennverdi i forhold til løst volum (lm3) må en ta hensyn til fastmasseandelen (FM), som er forholdet mellom volumet av en gitt masse fast trevirke og volumet av den samme masse trevirke etter oppflising. Ved overgang fra vekt til volum må parameterne basisdensitet og fastmasseandel anslås, noe som innebærer en ikke ubetydelig usikkerhet. Ved kjøp og salg av biobrensler (etter brennverdi) er derfor den sikreste måten å beregne brennverdi ved avregning etter vekt og fuktighetsinnhold. 1100 1000 900 800 700 600 500 400 20 % 25 % 30 % 35 % 40 % 45 % 50 % 55 % 60 % Fuktighet Bjørk Furu Gran skogsflis kleinvirke Figur 3.2: kwh pr løs m3 etter fuktighetsgrad og 40 % fastmasseandel. Figuren viser kwh pr løs m3 virke ved en fastmasseprosent på 40 i tråd med Norsk Treteknisk Institutt (1991) og Gjølsjø (2002). Sammenligner vi med industriflis/bakhon av hovedsakelig massevirke gran med 550 kwh pr løs m3 rå flis (54 % fuktighet) ser vi at alle typer virke i figuren har flere kwh pr løs m3.

15 3.3 Lokale skogressurser Når råstoff fra skogen skal vurderes som bioenergiråstoff, vil kostnaden levert Straumen ferdig fliset være det avgjørende for hvilken lønnsomhet dette kan gi en varmeproduksjon. I Inderøy og Mosvik har vi registrert følgende skogressurser: Et totalt skogareal på: 202.500 daa Et balansekvantum på: 32.088 m3 Areal i hogstklasse 2 og 3: 83.041 daa Tilsvarende tall for kommunene Steinkjer, Verdal, Levanger, Leksvik og Verran er: Et totalt skogareal på: 1.582.576 daa Et balansekvantum på: 268.725 m3 Areal i hogstklasse 2 og 3: 802.652 daa Om vi tar utgangspunkt i at massevirket utgjør ca 40 % av balansekvantumet, vil et tilgjengelig kvantum på ca 12.000 m3 i Inderøy og Mosvik være mer enn tilstrekkelig som råstoffkilde for alle de forskjellige anleggsalternativene. Skal vi imidlertid ta høyde for kostnadene til oppflising og transport i tillegg til alternativverdien for massevirket, vil fliskostnadene gi alt for høye energikostnader til at varmen fra massevirke blir konkurransedyktig med dagens kostnadsbilde. Med flisekostnader på 9 øre kwh gir rå flis fra massevirke en råstoffpris på om lag 27 øre pr kwh pluss transport. Tørkes virket ned til 30 % fuktighet før flising kan råstoffprisen komme ned på 20 øre pr kwh. Selv om med dagens energipriser er dette en for høy kostnad til at varmen skal bli konkurransedyktig når også transportkostnader til terminal/lager, lagringskostnader og transportkostnader fra terminal til sentral kommer i tillegg. Industriflis fra større sagbruk er et langt mer konkurransedyktig råstoff enn massevirke siden det er relativt liten prisforskjell pr fast m3 for industriflis og massevirke i Trøndelag (Sand og Storø 2006). I Inntrøndelag vil dette dreie seg om Inntre sine tre sagbruksanlegg. Inntrekonsernet har ved flere anledninger signalisert at de stiller seg positive til alternativ anvendelse av den industriflisen som de produserer. De produserer følgende kvanta årlig: Snåsa: 640 tonn med furuflis. Steinkjer: 16.000 tonn med granflis Verdal: 11.600 tonn med granflis. Prisen man må ut med for å få tak i denne flisa er for tiden (vinteren 2007) om lag 12 øre pr kwh for rå furuflis og 18 øre pr kwh for rå granflis pluss transport og lagringskostnader. Tar vi høyde for transportkostnader fra sagbrukene og til Straumen, vil det her være furuflisa som er konkurransedyktig som råstoff til en pris på litt under 17 øre kwh levert Straumen.

16 Et effektivt tørkesystem for flisa kan redusere flisprisen betydelig per kwh i fyranlegg som ikke har kondensering av røykgassene. Ved lagring under tak i fra 4 til 6 måneder kan flisen tørke fra for eksempel 40 % fuktighet til 25-30 % mens kunstig tørking kan skje i en vanlig plantørke hvor flisa ligger i opptil 2 meter høye lag (se for eksempel Lehtikangas 1999 og Codiglia et al. 2003). Tar vi utgangspunkt i behovet for råstoff til lav pris, kan vi forvente at et betydelig kvantum skogsvirke har status som mindreverdig virke som bl.a. tre med for stor råteandel og tørrgran. Her kan vi bruke de samme forholdstall mellom vanlig avvirkning for salg og mindreverdig virke som i Bjørnstad og Storø (2006) beregner for Nord-Trøndelag. Av en årlig avvirkning på 32 000 m3 i Inderøy og Mosvik gir dette om lag 18 000 m3 grot (greiner og topper), 2200 m3 kleinvirke, 1300 m3 tynningsvirke og 5200 m3 lauvvirke. Antar vi i gjennomsnitt 1700 kwh pr m3 gir dette at klein- og tynningsvirke bare i Mosvik og Inderøy er nok til å dekke flisbehovet ved et eventuelt fjernvarmeanlegg på Straumen. Med en gjennomsnittlig pris på slikt virke under 150 kr m3 skulle det med en stasjonær flishogger kunne utnyttes som et konkurransedyktig råstoff. Det er også betydelige skogbruksarealer i Steinkjer (Sparbu/Henning/Byafjellet/nedre del av Ogndal) og i Verdal (Volhaugen/Leksdal/Leirådal/Vinne/Ness/Lysthaugen) som ligger innen tre mils avstand fra Straumen. Virke fra disse områdene må imidlertid betraktes som mer konkurranseutsatt fordi det kan forventes økt etterspørsel etter virke til bioenergi i området. I tillegg til dette vil bakhon fra småsagbruk kunne hogges til flis med det samme utstyret, og her er alternativverdien relativ lav for de fleste sagbrukene. Vi har her følgende tilgjengelige kvantum til alternativ pris levert Straumen: Sagbruk i Inderøy, Mosvik og Sparbu: 1080 m3 fast mål med bakhon. Med en gjennomsnittlig pris under 150 kr fast m3 levert Straumen gir dette en pris mellom 15 og 20 øre pr kwh avhengig av fuktighetsinnholdet i flisa. Sagbruk i Verdal: 1000 m3 fast mål med bakhon. Dette virket ser ut til å være betydelig dyrere i innkjøp og ser ut til å pris levert Straumen som flis på mellom 20 og 27 øre pr kwh avhengig av fuktighetsinnholdet i flisa. Bakhonen fra småsagbruk i Inderøy, Mosvik og Sparbu representerer et energipotensial på ca 1,5-2,1 GWh. Bakhonen fra Verdal vil med all sannsynlighet ikke være aktuell som råstoff pga høy pris ved alternativ anvendelse. Ellers er skogsflis vurdert som alternativ. Her har vi sett både på uttak av tynningsvirke, lauvved og buntet hogstavfall, for fortørking og deretter flising. Dette er et forlokkende alternativ da man kan nyttiggjøre seg virke som ellers stort sett har en lav alternativ verdi. Dessuten kunne en slik råstofforsyning stimulert til økt skogkulturaktivitet ved at det ble anvendelse for dette virket. I Inntrøndelag er det