Biomasseressurser til energiproduksjon i Norge, tilgang og konkurranseforhold Seminar om Kunnskapsstatus og viktige forskningsbehov innen bioenergi og klimagassutslipp Ås, 11. oktober 2007 Erik Trømborg, Institutt for naturforvaltning, Universitetet for miljø- og biovitenskap
Presentasjon Biomasse til energiproduksjon i Europa Biomassetilgang og marked i Norge Varmeproduksjon og biomassetilgang under ulike energiprisscenarier Aktuelle forskningsoppgaver
4000 3500 3000 2500 Biomasse til energiproduksjon Potensialet for bioenergi i Europa (EU-25) TWh 2000 1500 1000 500 0 2010 2020 2030 Jordbruk Skogråstoff Avfall Kilde: EEA 2006
Internasjonal handel med biomasse til energiproduksjon Drivere: Forsyningssikkerhet Kostnadseffektiv reduksjon av drivhusgasser Sosio-økonomisk utvikling Bærekraftig forvaltning og rasjonell bruk av naturressurser Økt bruk av bioenergi i land med begrensede skogressurser skaper ny handel som vil fortsette Økt etterspørsel etter skogbrensel i Europa vil føre til større integrasjon av de nasjonale markedene for brensler med gode logistikkegenskaper, slik som pellets (høyt energiinnhold per masseenhet) Lave transportkostnader er sentralt, båttransport vil derfor dominere Avhengigheten til lave transportkostnader vil trolig gi lokalisering av store anlegg i kystområdene
Potenisale og utnyttelse av biomassen Bioenergy consumption and utilization 100 % 80 % 60 % 40 % 20 % 0 % Belgium Germany Sweden Netherlands United Kingdom Estonia Lithuania Latvia Poland Norway Bioenergy of total energy consumtion Utilisation of biomass potential Kilde: Metla 2004 INSTITUTT FOR NATURFORVALTNING (INA)
25 20 15 10 5 0 BIOMASSE TIL ENERGI I NORGE - fra 16 til 40 TWh Additional potential Current use Økning: 6 mill fm3 65% skog 31% avfall 4% energivekster Roundwood Harvesting residuals Forest industries Agricultural residues Energy crop Waste - households Waste - industrial Data fra Bioenergiressurser i Norge, NVE 2003. KanEnergi/UMB TWh INSTITUTT FOR NATURFORVALTNING (INA)
Annual harvest and increment (mill cub) Skog i Norge stående volum, tilvekst og avvirkning trevirke 1920-2005 30 25 20 15 10 5 800 700 600 500 400 300 200 100 Growing stock (mill. cub) 0 1918 1923 1928 1933 1938 1943 1948 1953 1958 1963 1968 1973 1978 1983 1988 1993 1998 2003 0 Annual harvest Annual increment Growing stock Data fra SSB
2 000 000 1 800 000 1 600 000 1 400 000 1 200 000 1 000 000 SKOGRESSURSENE Nettotilvekst 2005 Gran Furu Lauv 800 000 600 000 400 000 200 000 0 Østfold, Akershus, Oslo og Hedmark Oppland, Buskerud og Vestfold Telemark, Aust-Agder og Vest-Agder Rogaland, Hordaland, Sogn og Fjordane og Møre og Romsdal Sør-Trøndelag og Nord- Trøndelag Nordland og Troms Kilde: SSB Skogstatistikk 2005
Tilgang av biomasse Ressurser nok til å doble avvirkningen i Norge (tømmer + grot) En økning på 10 mill m 3 gir 20 TWh brutto tilgang Økt avvirkning gir økt press på miljøet, men mulig å øke uttaket på en bærekraftig måte Kapasitet og beslutningsstruktur i skogbruket en utfordring Skogens miljømessige betydning øker i relasjon til tømmerverdien når velstanden øker Økt avvirkning fordrer høyere pris på kort sikt (ca 1-1) med utgangspunkt i dagens massevirkepriser Avvirkning på mer enn 15 mill m 3 årlig krever et paradigmeskifte Konkurranse om råstoffet til varme, el og drivstoff samt fra skogindustrien
Eksempelprosjekt: Forest based bioenergy in Norway: Economic potential, market interactions and policy means Finansiert av NFR, delfinansiering fra Statkraft SF og Agder Energi as Målsettinger: 1. Analysere kostnader og flaskehalser i (nylig) etablerte bioenergianlegg 2. Analysere potensialet for skogbasert bioenergi under hensynstagen til konkuranse om skogsvirke fra eksisterende skogindustri og ulik virkestilgang 3. Analysere hvordan ulike virkemidler vil påvirke bruken av skogbasert bioenergi under ulike forutsetninger om utviklingen i energipriser Metode: Norwegian Trade Model II (NTM II) skogsektormodell utviklet for analyser av den norske skogsektoren. Skogsektormodeller er kvantitative modeller der både skogbruk og skogindustri inngår. Sentralt i modellen i bioenergi-sammenheng er modellering av tilbudet av tømmer og hogstavfall, transport, bruk av bi-produkter for skogindustrien, samt konkurranseforholdet mellom tømmer til skogindustri og energiproduksjon
Resultater: Potensialet for bioenergi i Norge Varmeproduksjon gir høy energieffektivitet (75-90%) og det viktigste potensialet med dagens rammevilkår Eksisterende vannbåren varme i tillegg til punktoppvarming med vedovner og pelletskaminer representerer det viktigste potensialet: 8 000 7 000 6 000 5 000 Nytt potensiale Nyttiggjort bioenergi 2003 4 000 3 000 2 000 1 000 0 Vedovn Biokjel i eneboliger Sentral varme - skogråstoff Fjernvarme - skogråstoff Biokjel i industrien Pelletskamin Skogindustrien Fjernvarme - avfall Sum 23 TWh. Økning på 11 TWh tilvarer ca 5,5 mill fm 3 tømmer
Resultater: Nettoproduksjon av bioenergi i år 2015 under ulike energiprisscenarier 20 000 15 000 GWh 10 000 5 000 0 0,4 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 Varmepris (Kr/kWh ekskl. mva) Vedovner og pelletskaminer Sentralvarme Fjernvame
000' m3 Resultater: Råstoff-forbruk til varmeproduksjon under ulike energiprisscenarier 14 000 12 000 10 000 8 000 Virkesforbruk 2005 6 000 4 000 2 000 0 400 450 500 550 600 650 700 750 800 Heat price NOK/MWh Wood consumption for energy production 2015
Massevirkepris ved ulike scenarier for utviklingen i varmepris 140 120 100 80 % 60 40 20 0 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 Varmepris (kr/kwh) Massevirke furu Massevirke lauv
Publikasjoner Hagen, R. 2004: En kostnadsanalyse av et fjernvarmeanlegg basert på biobrensel. Hovedoppgave institutt for naturforvaltning UMB. Hanstad, A.H., 2005: En kostnads- og lønnsomhetsanalyse av et biobrenselanlegg basert på trelastproduksjon. BOLKESJØ. T.F., TRØMBORG, E. & SOLBERG, B. 2006. Bioenergy from the forest sector: Economic potential and interactions with timber and forest products markets in Norway. Scandinavian Journal of Forest Research, 21: 175-185. Bolkesjø, T.F, Trømborg, E, & Solberg, B. 2006: Biomass market and trade in Norway: Status and future prospects. Country report for IEA Bioenergy Task 40 Trømborg, E, Bolkesjø, T.F & Solberg, B. 2007: Impacts of policy means for increased use of forest-based bioenergy in Norway a spatial partial equilibrium analysis. Energy Policy (in press). Trømborg, Erik, Bolkesjø, Torjus F. & Solberg, Birger: Skogbasert bioenergi til oppvarming - økonomisk potensiale i Norge og effekt av økonomiske virkemidler. Fagrapport nr 9 2007. /INA - publikasjoner.
Øre/KWh ENERGIPRISER (HER REPRESENTERT VED KRAFT) 70 60 50 40 30 Høyere kvotepriser? Stigende oljepris? Økende etterspørsel (?) Redusert tysk kjernekraftproduksjon? 20 10 Økt finsk kjernekraftproduksjon? Mer vindkraft og annen alternativ energi? 0 Mer nedbør og høyere temeraturer? jan. 04 jan. 05 jan. 06 jan. 07 jan. 08 jan. 09 jan. 10 jan. 11 jan. 12
Skogsektoren under endrede energipriser Bruk av mer hogstavfall bidrar til å dempe presset på tømmerprisene. Høyere virkespriser gir redusert lønnsomhet og produksjon av sponplater (-12%) og kjemisk masse (-4%) Små effekter på kort sikt i granbasert treforedling Granprisen vil stige minimalt Stort spørsmålstegn mht framtidige kraftpriser og framtidige investeringer For trelastindustrien kan effektene av økte energipriser både være positive og negative Økte produksjonskostnader Økte priser på flis og bark Økt tilgang på sagtømmer med høyere massevirkepriser(?)
FREMTIDIG BRUK AV BIOMASSERESSURSENE En større andel av biomasseressursene i Norge vil gå til energiformål i fremtiden Realistisk potensiale om lag 25 TWh brutto: Marked og politikk gjør 10 TWh økning i biovarme sannsynlig (tilsvarer 4-5 mill m 3 ) Noe el-produksjon basert på avfall og i kombinasjon med varmeproduksjon 14-15 TWh brutto/6-7 TWh netto til drivstoff dersom teknisk/økonomisk gjennombrudd for 2. generasjons drivstoff ca 15% av drivstoff-forbruket i Norge Økt internasjonal handel med biobrensler, spesielt pellets
FORSKNINGSOPPGAVER BIOMASSETILGANG Regional biomassetilgang pris, kvantum og leveringssikkerhet Organisering av råstoffmarkedet for energiproduksjon Optimal organisering av verdikjedene fra råstoff til varme/el Barriereanalyser og preferansestudier, virkemidler Konkurranse om biomasse og effekter av økt bruk av 2. generasjon biodrivstoff Komparative studier av kostnader og virkemidler knyttet til biomasseproduksjon, avvirkning/høsting og brenselsproduksjon i ulike europeiske land Handel og internasjonal etterspørsel etter biomasse Utvikling av statistiske enheter Kartlegging av volum og priser Konkurranse om biomassen Utvikling av standarder for bærekraftig handel, sertifisering LCA og energiregnskap for ulike verdikjeder biomasse-varme/el/drivstoff Miljøeffekter, logistikk og utvikling av biobrensler
Industrial Wastes Municipal Solid Wastes Wood/ Wood Wastes/ Other solid wastes Exports Stock Build Energy Transformation Charcoal Collection / / Production Landfill Gas End-Users Sewage sludge gas Other biogas Imports Stock Draw Liquid biofuels Transfers to to conventional energy forms