Rapport 2010-020. Potensialstudie for flytende biobrensel

Rapport 2010-020 Potensialstudie for flytende biobrensel

Econ-rapport nr. 2010-020, Prosjekt nr. 5Z090120.10 ISSN: 0803-5113, ISBN 978-82-8232-119-8 KFI/KIB/SHM/IAR/pil, JMS, 12. april 2010 Offentlig Potensialstudie for flytende biobrensel Utarbeidet for Enova og Transnova Econ Pöyry Pöyry AS, Postboks 5, 0051 Oslo. Tlf: 45 40 50 00, Faks: 22 42 00 40, http://www.econ.no

Innhold: SAMMENDRAG OG KONKLUSJONER... 1 1 INNLEDNING... 7 1.1 Metode og datagrunnlag... 8 1.1.1 Datagrunnlag... 8 1.1.2 Etablering av en referansegruppe... 8 1.1.3 Workshop rettet mot varmebransjen... 9 1.2 Rapportens oppbygging... 9 1.2.1 Oversikt over kapitler... 9 1.2.2 Ordliste... 10 2 BRUK AV PETROLEUMSPRODUKTER I NORGE... 11 2.1 Bruk av petroleumsprodukter til transport... 12 2.2 Stasjonært forbruk... 13 3 TEKNOLOGISTATUS FLYTENDE BIOBRENSEL I NORGE OG EUROPA. 18 3.1 Kategorisering av flytende biobrensel... 18 3.2 Biodiesel produkter og bruk... 20 3.2.1 Produkter og egenskaper... 20 3.2.2 Distribusjon og bruk av første generasjons biodiesel... 20 3.2.3 Distribusjon og bruk av andre generasjons biodiesel... 21 3.3 Bioetanol produkter og bruk... 22 3.3.1 Produkter og egenskaper... 22 3.3.2 Distribusjon og bruk av etanol... 23 3.4 Mulige framtidige drivstoff... 25 3.5 Biofyringsolje produkter og bruk... 25 3.5.1 Produkter og egenskaper... 25 3.5.2 Overordnet om bruk av biofyringsolje... 27 3.5.3 Distribusjon og lagring... 28 3.5.4 Bruk av biofyringsolje i kjelanlegg... 28 3.5.5 Bruk av fyringsolje med innblanding av biofyringsolje... 29 3.5.6 Bruk av etanol i kaminer... 29 3.6 Produksjon av flytende biobrensel... 30 3.6.1 Råstoff... 30 3.6.2 Produksjon av første generasjon biodiesel og etanol... 31 3.6.3 Produksjon av halvannen generasjons biodrivstoff... 32 3.6.4 Produksjon av andre generasjon biodrivstoff... 33 3.6.5 Produksjon av biofyringsolje... 35 3.6.6 Energieffektivitet i de ulike produksjonsprosessene... 36 4 MARKEDSSTATUS FOR FLYTENDE BIOBRENSEL... 38 4.1 Verdensmarkedet... 38 4.1.1 Bioetanol... 40 4.1.2 Biodiesel... 41 4.1.3 Vegetabilsk olje... 42 4.2 Det europeiske markedet... 42 4.2.1 Bioetanol... 43 4.2.2 Biodiesel... 44 4.2.3 Vegetabilske oljer... 45

4.3 Markedet i Danmark, Finland og Sverige... 45 4.3.1 Tilbud av flytende biobrensel i Sverige, Danmark og Finland... 46 4.4 Det norske markedet for flytende biobrensel... 46 4.4.1 Transport... 46 4.4.2 Stasjonært forbruk... 47 4.4.3 Tilbud av flytende biobrensel i Norge... 49 4.4.4 Distributører av flytende biobrensel i Norge... 50 5 KONKURRANSEFLATE MOT MINERALOLJE... 53 5.1 Råvarekostnader... 53 5.1.1 Verdensmarkedspriser... 53 5.1.2 Norske råvarer... 55 5.1.3 Råvarekostnader for andre generasjons biobrensel... 56 5.2 Produksjonskostnader for flytende biobrensel... 57 5.2.1 Første generasjons biodrivstoff... 57 5.2.2 Andre generasjons biodrivstoff... 57 5.2.3 Verdensmarkedspriser for biodrivstoff... 58 5.2.4 Kostnader for import av biodrivstoff til Norge... 59 5.2.5 Biofyringsolje... 60 5.3 Distribusjonskostnader... 61 5.3.1 Bioetanol... 62 5.3.2 Biodiesel... 63 5.3.3 Biofyringsolje... 63 5.4 Merkostnader for sluttbruker... 63 5.4.1 Biodrivstoff... 63 5.4.2 Stasjonær bruk... 64 5.5 Avgifter og andre virkemidler... 65 5.5.1 Biodrivstoff... 65 5.5.2 Fyringsolje... 66 5.6 Samlede kostnader... 67 5.6.1 Dagens kostnadsbilde... 67 5.7 Forventet prisutvikling... 73 5.7.1 Betydningen av råoljeprisen... 73 6 VURDERING AV POTENSIALET FOR FLYTENDE BIOBRENSEL I NORGE76 6.1 Transport... 76 6.1.1 Teknisk potensial... 76 6.1.2 Barrierer for konvertering til biodrivstoff... 78 6.1.3 Mulige fokusområder for Transnova... 80 6.2 Stasjonært forbruk... 82 6.2.1 Teknisk potensial... 82 6.2.2 Barrierer for innblanding av biofyringsolje... 83 6.2.3 Barrierer for konvertering til biofyringsolje... 83 6.2.4 Mulige fokusområder for Enova... 86 REFERANSELISTE... 88 VEDLEGG 1: BRUK AV BIODRIVSTOFF I EU... 92 VEDLEGG 2: KOSTNADER BIOFYRINGSOLJE I LITER... 93

Sammendrag og konklusjoner Resymé Første generasjons biodrivstoff kan blandes inn i fossilt drivstoff med en begrenset andel. Andelen som kan blandes inn vil være betydelig høyere, opp til 100 prosent, for andre generasjons biodrivstoff. Slikt drivstoff er per i dag tilgjengelig kun i begrenset grad, noe som begrenser potensialet for bruk av biodrivstoff i transportsektoren. Volumet mineralolje som benyttes til stasjonære formål er betydelig lavere enn for transportsektoren, men dette forbruket kan lettere konverteres til biofyringsolje. Det finnes flere barrierer knyttet til å ta ut potensialet for biodrivstoff og biofyringsolje knyttet til tekniske, markedsmessige og økonomiske aspekter, og man må ta i bruk offentlige virkemidler dersom man ønsker å øke bruken av biodrivstoff og biofyringsolje ut over dagens bruk. Bakgrunn Bruk av flytende biobrensel har så langt hatt en begrenset utbredelse i Norge til tross for uttalte målsetninger fra myndighetene på dette området. Denne studien belyser potensialet for muligheter for økt konvertering fra mineralolje til flytende biobrensel til transport og stasjonært forbruk i Norge. Problemstilling I denne studien svarer vi på følgende spørsmål: Hva er teknologistatus for produksjon og bruk av flytende biobrensel? Hva er markedsstatus for tilbud og etterspørsel etter flytende biobrensel? Hvordan er konkurranseflaten mellom flytende biobrensel og petroleumsprodukter? På bakgrunn av dette belyser vi potensialet for bruk av første og andre generasjons flytende biobrensel i Norge, og peker på noen områder der Enova og Transnova kan bidra til å redusere barrierer for å realisere deler av potensialet. Rapporten belyser hvor mye flytende biobrensel man kan realisere i Norge, men ikke noe om hvor mye av dette som bør realiseres eller hvordan. Metode og datagrunnlag Studien er i hovedsak basert på litteraturstudier. I tillegg har vi hatt kontakt med bransjeforeninger, produsenter og distributører av flytende biobrensel, brukere og produsenter av biler og kjeler. En bredt sammensatt referansegruppe har bidratt med verdifulle innspill til arbeidet underveis. Bruk av flytende biobrensel er et relativt nytt område. Litteratur og annet datamateriale har vært sprikende og ufullstendig på flere områder, samtidig som studiens fokus har vært bredt, noe som har gjort studien krevende. Dette gjelder særlig bruk av flytende biobrensel til stasjonære formål, data (tekniske og økonomiske) om framtidige drivstoff og kostnadstall som er detaljerte nok til at man kan gjøre en god sammenligning. I tillegg er en del tall hentet fra ulike kilder, noe som kan gjøre det krevende å vurdere 1

tallene opp mot hverandre, særlig i de tilfeller der grunnlaget for tallene ikke er spesifisert i kildene. Både kostnadstall og markedspriser er i flere tilfeller bedriftsinterne, og ikke lett tilgjengelig. Forbruk av petroleumsprodukter i Norge Studiens fokus har vært konvertering fra mineralolje til flytende biobrensel. Dagens forbruk av petroleumsprodukter danner derfor utgangspunktet for analysen. Transport: Forbruket av drivstoff til veitransport har vært økende de siste årene, og var i 2009 drøye 6000 millioner liter. Andelen diesel har økt gradvis de siste årene, og er nå på 55 prosent. 70 prosent av nye personbiler har vært dieselbiler de siste par årene, så denne trenden forventes å fortsette. Forbruket av marine oljer har hatt en nedgang de siste ti årene. Stasjonært forbruk: Det stasjonære forbruket av oljeprodukter varierer mye fra år til år avhengig av utetemperatur og priser på andre energibærere, da særlig strømprisen. I 2003 da vi opplevde et tørrår i Norge og høye strømpriser, var forbruket av oljeprodukter til stasjonær bruk ca 1350 millioner liter. 2008 var forbruket betydelig lavere, ca 800 millioner liter. Teknologistatus Vi har valgt å kategorisere flytende biobrensel på tre måter: Bruksområde: til transport eller stasjonære formål Hva det kan blandes med: bensin eller diesel Første og andre generasjon: etter hvilket råstoff det er produsert fra De to første punktene er illustrert i figuren under. Figur A Inndeling av flytende biobrensel Hydrokarboner - kan blandes med diesel Biodrivstoff Biodiesel: FAME/ RME HVO FTL Oppgradert pyrolyseolje Oppgradert HTU Biofyringsolje Biodiesel Pyrolyseolje Vegetabilske oljer Animalske oljer Alkohol og eter (oksygener) kan blandes med bensin Etanol DME/ Metanol (Etanol) (Metanol) Den meste av flytende biobrensel på markedet i dag, er første generasjons drivstoff. Biodieselen er da produsert fra vegetabilske oljer eller slakteriavfall, og etanol fra sukkerroe/-rør, mais eller korn. Andre generasjons flytende biobrensel er basert på lignocellulose, produseres i mer komplekse anlegg og har en høyere drivstoffkvalitet enn første generasjon. Utfordringen 2

er at produksjonen er kostbar og at ikke all teknologi er på dette området er ferdig utviklet. Generelt kan man si at såkalt andre generasjons biodiesel i stor grad samsvarer med konvensjonell diesel, og kan benyttes med en høy innblanding uten endringer i kjøretøyet. Trolig kan den likevel ikke blandes inn 100 prosent på grunn av at andre generasjons biodiesel har lavere tetthet enn konvensjonell diesel. Det er uvisst hvor høy innblandingsandel man kan ha på kjøretøy som ikke er tilbasset dette, men over 50 prosent innblanding vil være mulig. Første generasjons diesel er mer korrosiv, har dårligere kuldeegneskaper, er mer tyktflytende og har dårligere kuldeegenskaper. På grunn av dette er det satt en begrensing på innblanding av første generasjons biodiesel i autodiesel (EN590) på 7 prosent. Noen bilmodeller, da særlig større biler, er godkjent for en høyere innblanding enn dette og andre modeller kan benytte ren biodiesel uten problemer. Det er foreløpig ikke tillatt med biodiesel i standarder for marine drivstoff, men teknisk sett er det trolig mulig med en innblanding av inntil 30 prosent første generasjons biodrivstoff ved bruk i ferger og skip. Kvaliteten på etanol er den samme uansett hvordan den er produsert og fra hvilket råstoff. Ved bruk av etanol som drivstoff, kan avgasser og kuldeegenskaper være et problem ved høye innblandinger i kalde klima. Den europeiske standarden for bensin (EN 228) tillater en innblanding av 5 prosent bioetanol. Det finnes også en del såkalte flexifuel-biler på markedet, disse kan benytte bensin med en innblanding av 85 prosent etanol. Flere biodieselkvaliteter som kan bli aktuelle på lang sikt er; biobutanol innblandet i bensin, DME som er en gass under normale trykk og ED95 som er 95 prosent etanol blandet med glykol og brukt i dieselbiler. Forbrenning i stasjonære kjeler er teknisk sett enklere enn forbrenningen i en bil. Alle typer biodiesel kan dermed benyttes som biofyringsolje. Bruk av biofyringsolje i en oljekjele vil kreve oppvarming/ isolasjon av lagringstank og tilførselsrør. Tunge oljer (f.eks. vegetabilske oljer) krever som regel også at forvarmer er installert. Videre kreves det rustfrie og syrefaste materialer i alle deler som er i kontakt med oljen. Forbrenningen må tilpasses den biofyringsoljen som benyttes for å begrense utslipp av aske og NO x. Høy kvalitet på brenselet henger som regel sammen med høyere pris, slik at valg av brensel vil ofte være en avveining mellom kostnader til investering og drift opp mot prisen på biofyringsoljen. Ved innblanding av biofyringsolje i konvensjonell fyringsolje, vil det ikke være behov for tilpassing av kjel og tank, men det er usikkert hvor stor innblanding man kan ha uten å oppleve driftsproblemer. Etanol og metanol er lite egnet som stasjonært brensel i kjelanlegg. Markedsstatus Det totale dyrkbare arealet i verden er begrenset, og råstoffproduksjonen for første generasjons flytende biobrensel (mais, sukkerrør, raps etc.) vil derfor kunne komme til å konkurrere med matproduksjon. Råstoffpotensialet er mye større for andre generasjons flytende biobrensel (trevirke) enn det er for første generasjon. IEA anslår at biodrivstoff kan stå for 11 prosent av drivstofforbruket i verden i 2030. Etterspørselen etter biodrivstoff er i hovedsak drevet av politiske virkemidler som innblandingspåbud eller gunstige skatter og avgifter. I tillegg er det gitt investeringsstøtte eller lagt til rette på andre måter for bygging av produksjonskapasitet i en rekke 3

land. I Europa er diesel det dominerende drivstoffet, og innblanding av biodiesel er dermed mest aktuelt her. Det meste av verdensproduksjonen på 16 milliarder liter biodiesel blir produsert i Europa. Tilsvarende er bensin det dominerende drivstoffet i Amerika og Brasil, og det aller meste av verdens bioetanolproduksjon på 70 milliarder liter skjer her. Produksjonskapasiteten for bioetanol er mer en doblet siden 2005, mens produksjonen av biodiesel er mer enn tredoblet i samme tidsrom. I 2009 har veksten imidlertid vært begrenset på grunn av finanskrisen og lavere oljepriser. I Europa er veksten også begrenset av at EU har besluttet å utarbeide kriterier knyttet til bærekraftighet som må oppfylles for at biodrivstoffet kan brukes til å oppfylle krav som er satt om 10 prosent bruk av fornybart drivstoff i transport innen 2020. IEA (2009) forventer at veksten i produksjonskapasiteten for andre generasjons biodrivstoff, da særlig for bioetanol, vil fortsette på grunn av store midler som er satt av til utvikling av slik teknologi flere steder i verden. Det meste av forbruket av flytende biobrensel i Skandinavia skjer i Sverige, som har satset sterkt på bioenergi i flere år. De har fastet inn bruk av biodrivstoff i transport, hovedsakelig bioetanol. 100.000 av bilene som ble solgt i Sverige i 2008 og 2009 var flexifuel-biler (ca 20 prosent). I tillegg benytter svenske fjernvarmeanlegg biofyringsolje tilsvarende ca 2 TWh, og dette utgjør dermed 4 prosent av energiproduksjonen til fjernvarme i landet. I Norge er det per i dag et omstetningspåbud på 2,5 prosent, dvs. at 2,5 prosent av omsatt volum skal være biodrivstoff. Det er foreslått å øke denne andelen til 3,5 prosent fra 1.april i 2010, og en videre økning til 5 prosent fra det tidspunkt EUs bærekraftighetskriterier gjøres gjeldende. Det finnes noen aktører som fortsatt har en høyere innblanding enn det som gjelder i omsetningspåbudet, men de fleste slike tiltak og planer ble skrinlagt da Regjeringen høsten 2009 vedtok å innføre drivstoffavgift på biodiesel. Det er svært begrenset bruk av biofyringsolje i Norge, det meste er i industrien der man benytter egne restprodukter til eget energiforbruk. Fjernvarmeselskapene Akershus Energi Varme og Eidsiva Varme har startet bruk av biofyringsolje på hvert sitt anlegg, og har planer om å utvide dette til flere anlegg. Også Hafslund Fjernvarme tester ut ulike kvaliteter av biofyringsolje og planlegger å ta dette i bruk dersom testingen er vellykket. Borregård er den største produsenten av biodrivstoff i Norge, og leverer 1 million liter bioetanol (andre generasjon) til Ruter. Dette er et biprodukt av annen produksjon. Uniol har bygget et anlegg med en produksjonskapasitet på 125 millioner liter biodiesel (første generasjon), men stoppet produksjonen etter innføring av drivstoffavgift på biodiesel, ettersom de er avhengige av et marked som vil betale for den ekstra kvaliteten de kan produsere. Det er usikkert om og eventuelt når dette anlegget startes opp igjen. Tre aktører produserer mindre mengder biofyringsoljer basert på bi- eller avfallsprodukter. Videre vurderer Xynergo å starte opp produksjon av et stort anlegg for produksjon av 250 millioner liter biodiesel og 45 millioner liter biofyringsolje. Det er knyttet stor usikkerhet til eventuelt oppstartstidspunkt for dette anlegget. Norge er dermed avhengig av import for å dekke opp etterspørselen etter både biodiesel og etanol. 4

Konkurranseflaten Produksjonskostnadene, inkl. råvarekostnader, for alle biodrivstoff unntatt første generasjon bioetanol er i dag (med en råoljepris på ca 400 kr/fat) vesentlig høyere enn tilsvarende kostnader for fossile drivstoff. I tillegg er kostnadene for transport og distribusjon av biodrivstoffer noe dyrere, grunnet at disse drivstoffene er korrosive. Dagens avgiftsregime for drivstoff er ikke tilstrekkelig for å utjevne kostnadsforskjellene. Når det gjelder fremtidige kostnader er det ventet at merkostnadene i transport og distribusjon vil bli redusert, mens det er større usikkerhet knyttet til utviklingen av råvare- og produksjonskostnadene. Det er derfor sannsynlig at markedet for rene biodrivstoffer (E85 og B100) vil være begrenset i overskuelig fremtid. Når det gjelder biofyringsoljer er bildet annerledes, idet det allerede i dag finnes flere bioalternativer som er rimeligere enn mineralske oljer (fyringsolje og tungolje). Kostnadene for å konvertere til biofyringsoljer utgjør heller ikke noen hindring, i hvert fall ikke for store brukere. Vedlikeholdskostnadene vil kunne øke noe, men også her er det rimelig å anta at dette ikke vil utgjøre en vesentlig hindring for store brukere. Oppsummering av potensialet for flytende biodrivstoff I og med at transportsektoren står for en så stor del av oljeforbruket, er potensialet for bruk av biodrivstoff også stort, selv med en relativt beskjeden innblanding. Det er imidlertid mange viktige barrierer knyttet til å realisere innblanding og bruk av biodrivstoff utover det som er påbudt. Muligheten for innblanding av biodrivstoff i dagens bilpark er 5 prosent for bioetanol (E5) og 7 prosent for første generasjons biodiesel (B7) i personbiler. Tilsvarende tall for teknisk mulig innblanding i tunge dieselbiler, anleggsmaskiner og innenriks sjøtransport er estimert til 7-30 prosent, men her er tallene mer usikre. Dette vil utgjøre 350 950 millioner liter biodrivstoff med dagens transportmengde og bilpark, pluss ca 55 250 millioner liter for anleggsmaskiner. Innfasing av kjøretøy som kan benytte høyere innblanding enn E5 og B7, vil bidra til å utvide det tekniske potensialet. Her vil både tilgang til drivstoff med høyinnblanding og utsikkerhet hos brukeren knyttet til bruk være viktige barrierer. Logistikk knyttet til å levere flere kvaliteter enn E5 og B7 vil også være en utfordring. Tilgang på biodrivstoff vil være en viktig barriere, særlig fram til andre generasjons biodrivstoff er på markedet. Prisbildet på biodrivstoff sammenlignet med fossilt drivstoff vil variere over tid, men priskonkurransen vil trolig være krevende. Andre generasjons biodrivstoff vil kunne ha en innblanding på mellom 50 og 100 prosent avhengig av hvor stor betydning tetthet i drivstoffet har. En slik innblanding gir et rent teknisk potensial på mellom 2.000 og 4.000 millioner liter pluss 400-850 millioner liter til bruk i anleggsmaskiner. Her vil det i hovedsak være tilgang og pris på biodrivstoffet som setter begrensningen for bruk. Transnova kan bidra til økt bruk av biodrivstoff ved å støtte etablering av andre generasjons produksjonsanlegg i Norge, samt gi informasjon og støtte til etablering av høyinnblanding for flåteeiere innen sjøtransport. Uttesting av nye drivstoff som DME og ED95 kan også være mulige virkemidler for Transnova. 5

Oppsummering av potensialet for biofyringsolje Bruk av fyringsolje varierer sterkt fra år til år avhengig av utetemperatur og pris på alternative energikilder, hovedsakelig strøm. Videre er oljeforbruket til stasjonære formål nedadgående og denne trenden vil trolig fortsette. Volumet av mineralolje som brukes til stasjonære formål er mye lavere enn det tilfellet er for transport. Til tross for at en større andel av dette kan konverteres til biofyringsolje, er dermed potensialet begrenset. Biofyringsoljer kan erstatte tungolje direkte uten tekniske tilpasninger. Potensialet for konvertering av tungolje er dermed ca 300 millioner liter per år, hovedsakelig i industrien. Barrierer for å ta i bruk biofyringsolje i industrien vil i hovedsak være tilgang på slike oljer og eventuelt prisbildet på biofyringsoljer sammenlignet med tungolje. For mindre kjelanlegg som benytter lett fyringsolje vil bruk av biofyringsolje kreve mindre eller større ombygginger avhengig av dagens utrustning og kvaliteten på biofyringsoljen man ønsker å benytte. Videre har vi antatt at man kan blande inn inntil 20 prosent biofyringsolje i fossil fyringsolje uten å gjøre tilpasninger på anleggene. Vi har dermed et stort spenn på teknisk mulig konvertering til biofyringsolje; 20 100 prosent, noe som basert på dagens forbruk av biofyringsolje i et normalår vil utgjøre 380 740 millioner liter biofyringsolje. Dette potensialet vil reduseres ved en fortsatt nedgang i bruk av oljekjeler i bygg, vi har antatt en nedgang i potensialet til 260 475 millioner liter, men dette kan være høyere eller lavere avhengig av hvilke tiltak som settes i gang for å begrense bruk av fyringsolje til stasjonære formål. Det er imidlertid uklart hvor stor innblanding av biofyringsolje man kan ha uten å gjøre tilpasninger på anleggene. For bruk av ren biofyringsolje, vil det også være noe usikkerhet knyttet til hvilke tilpasninger som må gjøres og lønnsomheten ved dette. Videre er tilgang til jevn og god kvalitet en utfordring som man erfarer på anlegg i Norge og innen fjernvarmebransjen i Sverige. Mellomlager kan være en god løsning på dette, men det vil kreve en viss kritisk masse av brukere og enighet om hvilken standard på biofyringsoljen som skal benyttes. Usikkerhet knyttet til kostnadsbildet vil ytterligere være til hinder for bruk av biofyringsolje. I dagens kostnadsbilde er biofyringsolje (bortsett fra den beste dieselkvaliteten) rimeligere enn fossil fyringsolje selv om man tar hensyn til investeringer ved konvertering av fyringsanlegget. Administrative tiltak som økt kunnskap, informasjon og bedret tilgang av biofyringsolje vil dermed trolig ha større effekt enn investeringsstøtte til konvertering av anlegg. Enova kan bidra til økt bruk av biofyringsolje ved uttesting av mulig innblanding av biofyringsolje i fossil fyringsolje og veiledere for hvilken kjelutrustning som kreves for å benytte ulike kvaliteter av biofyringsoljer. Investeringsstøtte til etablering av logistikkløsninger for biofyringsolje utvalgte steder i landet vil kunne bidra til økt tilgjengelighet. Enova kan også vurdere å gi støtte til investeringskostnader for ekstrakostnader knyttet til konvertering eller etablering av kjelanlegg som kan benytte biofyringsolje. Dette bør imidlertid vurderes opp mot andre tiltak som øker bruken av fornybar energi. 6

1 Innledning Flytende biobrensel representerer et mulig alternativ til bruk av petroleumsprodukter i stasjonær energibruk og som alternativt drivstoff til transport i Norge. Petroleumsprodukter benyttes til varmeproduksjon og transport i betydelig omfang i både industri, tjenesteytende næring og offentlig sektor i Norge. Per i dag er det vedtatt et omsetningspåbud på 2,5 prosent andel biodrivstoff av alt drivstoff som selges til veitransport. Det er foreslått å øke denne andelen til 3,5 prosent fra 1. april 2010 og en videre økning til 5 prosent fra det tidspunktet EUs bærekraftighetskriterier gjøres gjeldende. Stortingets Klimaforlik inneholder også forslag om en overgang fra fossile energikilder til fornybare energikilder til oppvarming, og en mulig utfasing av oljekjeler. Biofyringsolje kan være et mulig alternativ til annen fornybar oppvarming (fjernvarme, pellets mv.), og kan benyttes i eksisterende oljekjeler. Bruk av flytende biobrensel har så langt hatt en begrenset utbredelse i Norge. Denne studien belyser muligheter for økt konvertering fra mineralolje til flytende biobrensel i Norge. Oppdragsgiver Oppdragsgivere for denne studien har vært Enova SF og Transnova. Enova SF eies av Olje- og energidepartementet og har som formål å fremme en miljøvennlig omlegging av energibruk og energiproduksjon. Transnova skal gi tilskudd til prosjekter som bidrar til å redusere CO 2 -utslippene fra transportsektoren i Norge gjennom blant annet å erstatte fossile drivstoff med drivstoff som gir lavere eller ingen CO 2 -utslipp. Problemstilling Denne studien belyser muligheter for økt konvertering fra mineralolje til flytende biobrensel i Norge både til transport og stasjonære formål ved å svare på følgende spørsmål: Hva er teknologistatus for produksjon og bruk av flytende biobrensel? Hva er markedsstatus for tilbud og etterspørsel etter flytende biobrensel? Hvordan er konkurranseflaten mellom flytende biobrensel og petroleumsprodukter? På bakgrunn av dette belyser vi potensialet for bruk av flytende biobrensel i Norge, og peker på noen områder der Enova og Transnova kan bidra til å redusere barrierer for å realisere deler av potensialet. I denne rapporten gir vi ikke noen vurderinger knyttet til hvorvidt det er riktig å satse på flytende biobrensel framfor andre energibærere eller i hvilken grad eller ved hvilke volumer bruk av flytende biobrensel er bærekraftig. Ei heller gjør vi en gjennomgang av hvilke virkemidler som kan eller bør settes i gang for å øke forbruket av flytende biobrensel. 7

Videre er studien begrenset til første og andre generasjons flytende biobrensel fra landbasert biomasse. Drivstoff fra marin biomasse (såkalt tredje generasjon) er ikke belyst i studien da dette er svært umodent og ligger langt fram i tid. 1.1 Metode og datagrunnlag 1.1.1 Datagrunnlag Studien har i hovedsak vært basert på offentlig tilgjengelige rapporter og statistikker, men også på supplerende informasjon fra bransjeorganisasjoner og aktører i bransjen. Teknologistatus er i basert på offentlig tilgjengelige rapporter. På transportsiden har rapporter fra IEA vært den viktigste kilden, og rapporter fra Svensk Fjärrvärme og Zero har stått sentralt i vurderinger knyttet til stasjonær energi. I tillegg har tekniske eksperter i Pöyry internasjonalt vært viktige bidragsytere. I arbeidet med markedsstatus har vi hentet data fra internasjonale rapporter, mens vi for det norske markedet i stor grad har basert oversiktene på kontakt med aktører i bransjen, både leverandører og brukere av flytende biobrensel. Innhenting av kostnadstall til konkurranseflaten har vært krevende, og data her er basert på mye på en studie gjort av KanEnergi og INSA i 2009. Priser på råvarer og produkter er hentet fra offentlige statistikker og kvalitetssikret med aktører i bransjen. 1.1.2 Etablering av en referansegruppe Ved oppstart av prosjektet ble det etablert en referansegruppe som skulle ha som formål å kvalitetssikre innholdet i studien, og å komme men innspill og kommentarer underveis i arbeidet. Det er holdt to møter med referansegruppen underveis i arbeidet, og gruppen har fått rapportutkast til gjennomlesning. Til tross for at gruppen har bidratt underveis i arbeidet med denne studien, står deltakerne ikke ansvarlig for noe av innholdet i denne rapporten. Referansegruppen har bestått av: Akershus Energi AS Rune Stenbro Bilimportørenes landsforening Erik Andresen Nobio Cato Kjølstad Norsk Petroleumsinstitutt Kjartan Bjerland Norskog - Erling Bergsaker UMB (Universitetet for Miljø- og biovitenskap) Erik Trømborg Waagan Transport AS Per Waagan Xynergo AS Gjermund Røkke Zero Olav Andreas Opdal Representanter fra Enova og Transnova har deltatt som observatører på disse møtene. 8

1.1.3 Workshop rettet mot varmebransjen I forbindelse med Enovas varmekonferanse i Trondheim 21 22. januar 2010, ble det gjennomført en workshop med ca 25 deltakere fra varmebransjen. Her ble foreløpige resultater grundig gjennomgått og diskutert. Gruppen kom med kommentarer og innspill. Dette er tatt med i den endelige rapporten. 1.2 Rapportens oppbygging For å lette lesingen av rapporten vil vi her gi en kort oversikt over hvordan rapporten er bygget opp og en ordliste over forkortelser og ord som er brukt i rapporten 1.2.1 Oversikt over kapitler Kapittel 2 gir en oversikt over bruk av petroleumsprodukter i Norge og hvordan dette har utviklet seg over tid. Det gis også noen overordnede vurderinger om hvordan dette vil utvikle seg framover. Kapittel 3, Teknologistatus, gir en oversikt over ulike typer flytende biobrensel, deres bruksegenskaper og hva som kreves for at slikt brensel kan erstatte dagens bruk av mineralolje. Videre gir det en oversikt over hvilke råstoff som er aktuelle og aktuelle produksjonsmetoder for de ulike typene av flytende biobrensel. Kapittel 4, Markedsstatus, omfatter både tilbydersiden og etterspørselen etter flytende biobrensel. Her dekkes det overordnede verdensmarkedet og det norske markedet mer spesifikt. Kapittel 5, Konkurranseflaten mot mineralolje, gir en gjennomgang av alle kostnadsledd i verdikjeden for flytende biobrensel. Dette sammenlignes deretter med priser for ulike typer av flytende petroleumsprodukter. Kapittel 6 baserer seg på funn i de foregående kapitlene og belyser potensialet for bruk av flytende biobrensel i Norge, samt barrierer for å realisere dette potensialet. Til slutt pekes det på noen mulige fokusområder for Transnova og Enova der de kan bidra til å redusere barrierene. 9

1.2.2 Ordliste Det er brukt en rekke forkortelser og uttrykk i denne rapporten. Disse er beskrevet under. FAME = RME = SME = BTL = GTL = FTL = MeOH = DME = HTU = HVO = Syntetisk diesel = B5 = B30 = B100 = E5 = E10 = E85 = ED95= Flexifuel = Toe = Cetan-tall = Oktan-tall = Tåkepunkt = Viskositet = Fatty Acid Metyl Esters (første generasjons biodiesel) Rape Metyl Ester (første generasjons biodiesel produsert fra rapsolje) Soy Metyl Ester (første generasjons biodiesel produsert fra soyaolje) Biomass to Liquid (flytende drivstoff produsert fra biomasse (andre generasjon) Gas to Liquid (flytende drivstoff produsert fra gass) Fischer-Tropsch Liquid, det vil si brensel som er produsert med Fischer- Tropschs metode som er en BTL (Biomass to Liquid) prosess Metanol Dimethyl-ether Hydrothermal Upgrading Hydrotreated Vegetable Oil Andre generasjons biodiesel framstilt via BTL prosess Diesel med 5 prosent innblanding av biodiesel Diesel med 30 prosent innblanding av biodiesel Diesel med 100 prosent innblanding av biodiesel Bensin med 5 prosent innblanding av etanol Bensin med 10 prosent innblanding av etanol Bensin med 85 prosent innblanding av etanol 95 prosent etanol med tilsetning av 5 prosent alkoholadditiv (glykol), benyttes i dieselbiler En betegnelse på biler som kan benytte inntil 85 prosent etanol, men også benytte vanlig bensin Tonn oljeekvivalenter Tall på dieselens evne til å motstå selvantennelse (høyt tall tilsier høy evne til å motstå selvantennelse) Tall på bensinens evne til å motstå selvantennelse (høyt tall tilsier høy evne til å motstå selvantennelse) Temperatur der det begynner å utkrystallisere seg voks (oljen starter å stivne) Betegnelse på hvor tyktflytende en væske er. Høy viskositet tilsier en tyktflytende væske 10

2 Bruk av petroleumsprodukter i Norge Det største potensialet for flytende biobrensel vil være som erstatning av dagens bruk av oljeprodukter. Vi vil derfor gi en oversikt over bruk av oljeprodukter i Norge og noen vurderinger knyttet til hvordan dette forbruket vil utvikle seg framover. Denne oversikten vil danne grunnlag når vi belyser potensialet for flytende biobrensel i kapittel 6. Siden Norge gjennom vannkraft har hatt rikelig tilgang på elektrisk energi, er andelen av petroleumsprodukter som benyttes til stasjonære formål relativt lav. Mesteparten av oljeforbruket er til transport, se Figur 2.1. Bruk av biodiesel er inkludert i tallene for olje, og var i 2007 39 millioner liter og økte til 104 millioner liter året etter. Figur 2.1 Petajoule 250 200 150 100 Energiforbruk etter næring og kilde i 2007. Petajoule Fjernvarme Elektrisitet Gass Oljeprodukter Biomasse Kull, koks 50 0 Kraftkrevende industri Treforedling Annen industri Husholdninger Transport Fiske, jordbruk Tjenesteyting, bygg og anlegg Kilde SSB, 2009 Forbruket av petroleumsprodukter i transportsektoren har vært relativt stabilt de siste 10 årene, mens vi til stasjonært bruk har sett en nedgang i forbruket. Kapittel 2.1 og 2.2 går nærmere inn på disse forholdene. SSB samler inn opplysninger om salg av oljeprodukter hvert år. De innhenter opplysninger om hvilke oljekvaliteter som selges og til hvilke kjøpergrupper. Tallene sier imidlertid ikke noe om hvordan de ulike oljekvalitetene blir brukt av de ulike brukergruppene. Helt overordnet kan man si at fyringsoljeprodukter i liten grad benyttes til transport. Det er imidlertid verre å definere faktisk bruk av kvaliteter som teknisk sett kan benyttes både til stasjonær forbrenning og til transport, som marine oljer og autodiesel. En liten andel av forbruket av autodiesel går trolig til stasjonær forbrenning, mens dette i mindre grad er tilfelle for marine oljer. I kapitlene under, er dermed alle fyringsoljeprodukter antatt brukt til stasjonære formål, og all bensin, autodiesel og marine oljer antatt brukt til transport. 11

2.1 Bruk av petroleumsprodukter til transport I 2008 ble det brukt ca 6.000 millioner liter petroleumsprodukter innen vei og sjøtransport. Det har vært en vekst i forbruket av drivstoff til vei på ca 25 prosent fra 1997 til 2008. Andelen dieselbiler i bilparken har økt i perioden, og diesel er nå det dominerende drivstoffet innen veitransport med en andel på 55 prosent i 2008, se Figur 2.2. Siden 2007 har dieselbiler stått for 70 prosent av nybilsalget (personbiler) og bensin for de resterende 30. Dersom dette fortsetter, vil dieselsalget fortsette å øke i årene framover. Figur 2.2 Oversikt over bruk av petroleumsprodukter i vei og sjøtransport i perioden 1997 2008 (millioner liter) 7000 6000 5000 4000 3000 Marine oljer Autodiesel Bilbensin 2000 1000 0 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Kilde: Norsk Petroleumsinstitutt, 2009 Både marine gassoljer og autodiesel kan benyttes til transport og stasjonær forbrenning. 29 prosent av autodieselen er i statistikken for 2008 oppgitt til andre kjøpergrupper enn transportrelaterte sektorer, det er dermed uvisst om hele dette volumet faktisk benyttes til transport eller til stasjonær forbrenning. Vi har i det videre antatt at dette volumet i sin helhet benyttes til transport, men det noe usikkerhet knyttet til tallene. Klimakur (2010) legger i sine analyser til grunn en økning i klimagassutslipp fra transport på en prosent per år fram til 2020. Basert på dette kan man anta at forbruk av petroleumsprodukter til veitransport vil øke tilsvarende. Potensialet for konvertering til biodrivstoff vil være ulikt for ulike kategorier av kjøretøy. Vi har derfor estimert forbruket for ulike kjøretøygrupper i tabellen under. Vi har ikke funnet tall for forbruk av drivstoff i de ulike gruppene, tallene er derfor omregnet fra SFTs utslippstall for de ulike kjøretøygruppene. 12

Tabell 2.1 Estimert forbruk av drivstoff i ulike kjøretøygrupper basert på deres utslipp av CO 2. 2007 CO 2 -utslipp CO 2 -utslipp Tetthet Volum Enhet Tonn tonn CO 2 /tonn olje tonn/1000 liter Mill liter Bensinbiler lette 4,1 3,13 0,74 1770 Bensinbiler tunge 0,1 3,13 0,74 43 Dieselbiler lette 3,2 3,17 0,84 1202 Dieselbiler tunge 2,7 3,17 0,84 1014 Motorsykler 0,1 3,13 0,74 43 Kysttrafikk 2,5 3,17 0,74 1066 Fiske 1,1 3,17 0,84 413 Sum 5551 Kilde: SFT (2009), SSB, (2009) Omregninger av Econ Pöyry Den totale summen av drivstoff til sjøtransport er noe lavere i Tabell 2.1 enn i Figur 2.2. Dette kan skyldes at noe av den marine oljen brukes til stasjonær forbrenning, eller ulike beregningsmetoder eller tallgrunnlag i de to datakildene. Forskjellen er i overkant av 10 prosent. Bransjen, myndigheter og forskningsmiljøene har fokus på økt energieffektivitet og overgang til gassdrift i sjøtransport. Marintek (2009) anslår at LNG har 5 prosent markedsandel av innenlands marint drivstofforbruk i dag. Basert på planlagte ombygginger, krav i anbud etc., antar samme kilde at denne markedsandelen vil øke til 15 prosent innen 2016. Slike skip vil kunne benytte biogass som drivstoff alene eller som innblanding i LNG dersom det blir tilgjengelig. Det et også et betydelig bruk av anleggsdiesel til anleggsmaskiner (gravemaskiner, traktorer etc.) som har variert mellom 600 og 800 millioner liter de siste 10 årene. Bruk av drivstoff til lufttransport er også betydelig. I 2008 var dette på 764 millioner liter. Vi vil ikke gå nærmere inn på dette i og med at drivstoff til flytransport ikke er en del av denne studien. 2.2 Stasjonært forbruk Forbruket av fyringsolje har de siste tre årene lagt på rundt 1000 millioner liter per år. Fyringsparafin blir stort sett brukt til punktoppvarming i husholdninger, og har vært sterkt nedadgående de senere år. Tunge oljeprodukter benyttes i hovedsak i industrien, mens lett fyringsolje benyttes i industri og til oppvarming i bygg. 13

Figur 2.3 Utvikling av bruk (salg) av petroleumsprodukter til stasjonært forbruk i perioden 1990 2009(Millioner liter) 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 Tung fyringsolje Tungdestillat Lett fyringsolje Fyringsparafin 400 200 0 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Kilde: Norsk Petroleumsinstitutt, 2010 Forbruket av petroleumsprodukter til stasjonært bruk varierer fra år til år. I motsetning til forbruket innen transport, kan det stasjonære forbruket til oppvarming dekkes av flere ulike energibærere. Større bygg og industrivirksomheter kan som regel benytte strøm, fyringsolje og eventuelt andre energibærere avhengig av hva som er rimeligst til enhver tid. Pris på fyringsolje relativt til andre energibærere vil dermed bety mye for forbruket til stasjonært bruk. For å illustrere variasjonen i forbruket, har vi benyttet forbruket i 2003, der forbruket var svært høyt, og sammenlignet dette med forbruket i 2008 som var et mer normalt år i forhold til forbruk av fyringsolje. Forbruket av petroleumsprodukter til stasjonært forbrenning er redusert noe de siste årene. Årsaker til dette er overgang til fjernvarme (særlig i tjenesteytende sektor), varmepumper, gass og biobrensel (Econ Pöyry, 2007). 14

Tabell 2.2 Forbruk av fyringsoljer til stasjonært bruk i ulike sektorer i 2003 og 2008. Millioner liter Fyringsparafin Lett fyringsolje Tungolje 2003 2008 2003 2008 2003 2008 Jordbruk og skogbruk 0 0 25 6 0 0 Fiske og fangst 4 0 27 4 3 3 Industri, bergverk og kraftforsyning 2 2 246 133 215 140 Bygg og anlegg 0 0 22 17 0 0 Boliger, næringsbygg m.v. 172 69 368 195 0 104 Transport 4 2 26 16 83 0 Offentlig virksomhet 0 0 159 56 0 0 Annen virksomhet 0 1 6 9 0 0 Sum 182 74 879 436 301 247 Kilde: Norsk Petroleumsinstitutt, 2009 For å sikre tilstrekkelig anonymitet for tallene, har ikke SSB skilt på forbruket av tungolje og tungdestillat dette nivået i statistikken. Forbruk av tungolje i utenriks sjøtransport er tatt ut, da det trolig er brukt til drivstoff og ikke stasjonære forhold (256 millioner liter i 2003 og 232 millioner liter i 2008). Eventuell bruk av autodiesel til stasjonære formål vil komme i tillegg, men vi har som nevnt i forrige kapittel antatt at dette brukes utelukkende til transport. Det finnes rundt 100.000 oljekjeler i private hjem. I tillegg er det ca 17.000 oljekjeler i større bygg (bygg.no, 2010). Mesteparten av forbruket av fossil fyringsolje til stasjonær bruk er på Østlandet. Særlig for husholdninger er volumet begrenset utenfor Østlandsområdet. For næringsbygg er volumet noe mer spredt på ulike landsdeler. Se Figur 2.4. 15

Figur 2.4: Geografisk fordeling av fossile brensler i husholdninger og næringsbygg i 2006. GWh per bygg Kilde: Klimakur (2010) En studie utført av McKinsey for Enova i 2009, anslår et betydelig potensial for energieffektivisering i norsk industri. Utnyttelse av dette potensialet vil føre til en reduksjon i oljeforbruket i sektoren tilsvarende 430 GWh (1,6 prosent av 26,9 TWh), noe som utgjør ca 43 millioner liter olje. Det er uvisst hvor stor andel av de identifiserte tiltakene som gjennomføres og eventuelt når. I tillegg til energieffektivisering, vil overgang til andre energikilder som fjernvarme, bioenergi og gass også bidra til redusert oljebruk i industrien. Borregård planlegger å konvertere fra oljefyring til fornybare kilder, dette alene vil utgjøre en reduksjon i forbruket av tungolje på 22 millioner liter (Borregaard, 2010). Fjernvarme inngår som en del av tallene for industri og bergverk i tabellen over. Produksjon av fjernvarme basert på olje var i følge SSBs fjernvarmestatistikk 165 GWh i 2008. Dette utgjør ca 16 millioner liter fyringsolje. I 2003 var oljeforbruket innen fjernvarme nesten fire ganger så høyt som i 2008. Enova har gitt støtte til utbygging av fjernvarme 120 steder i landet. Som et resultat av disse tilskuddene og planlagte investeringer, forventer Enova at det vil bli levert fjernvarme tilsvarende 6 TWh i 2016, mot ca 3 TWh i 2008. Dersom fjernvarmevirksomhet ikke tar i bruk andre energikilder enn olje som spiss- og reservelast, kan vi forvente at forbruket av olje innen fjernvarmevirksomhet øker med økt volum på energi levert fra fjernvarme. 16