Forest based bioenergy in Norway: Economic potential, market interactions and policy means SAMSTEMT PROSJEKT NR 969159570 Delfinansiering fra Statkraft SF og Agder Energi as Erik Trømborg og Birger Solberg Institutt for naturforvaltning, Universitetet for miljø- og biovitenskap
Bakgrunn Mål for prosjektet Metode Resultater Publikasjoner Videre arbeid
BAKGRUNN Energiforbruket i Norge har økt med mer enn 40% siden 1976. Elektrisitet utgjør 50% av det innenlandske energiforbruket, fossile brensler 43% og bioenergi 7%. Sterk avhengighet av vannkraft, stor årlig variasjon i produksjonen og begrenset overføringskapasitet mot utlandet Behov for økt kraftproduksjon og/eller redusert elektrisitetsforbruk for å øke forsyningssikkerheten Norge har gjennom sin ratifikasjon av Kyotoprotokollen forpliktet seg til å sørge for at de årlige klimagassutslippene i perioden 2008-2012 i gjennomsnitt ikke er mer enn 1 % høyere enn utslippene i 1990. De reelle utslippene for 2004 viste en 11 % vekst, med en stigende trend. Det er CO2 som dominerer både det totale volumet av klimagasser og utslippsveksten siden 1990. Behov for ny ren energi
Målsetting for SAMSTEMT-prosjektet: 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
Problemstilling her: Hvordan vil ulike virkemidler påvirke bruken av skogbasert bioenergi under ulike forutsetninger om utviklingen i energiprisene? Subsidier til fjernvarmeanlegg Støtteordninger for konverteringer av oljekjeler med biokjeler Feed-in ordninger for fjernvarme
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. NTM II er en romlig partiell likevektsmodell basert på ikkelineær programmering. Sentralt i modellen i bioenergi-sammenheng er modellering av tilbudet av tømmer og hogstavfall, transport, bruk av biprodukter for skogindustrien, samt konkurranseforholdet mellom tømmer til skogindustri og energiproduksjon Energiteknologidata samlet inn i samarbeid med Nettkonsult/Agder Energi
Energi-pris utvikling 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 1996s02 1997s01 1997s02 1998s01 1998s02 1999s01 1999s02 2000s01 2000s02 2001s01 2001s02 2002s01 2002s02 2003s01 2003s02 2004s01 2004s02 2005s01 2005s02 2006s01 EU 15 Danmark Finland Sverige Norge Kilde: Eurostat 2006 Elektrisitetspriser for husholdninger inkludert nettleie, skatter og avgifter for konsumenter med årlig forbruk på 20 000 kwh. Euro/KWh INSTITUTT FOR NATURFORVALTNING (INA)
RESULTATER - POTENSIALET Netto energiproduksjon fra bioenergi i Norge ca 12 TWh. Ca 5 TWh i skogindustrien, 5TWh fra vedovner, 1 TWh fra avfall i fjernvarme og 1 TWh fra skogråstoff i fjernvarmeanlegg, pelletskaminer og biokjeler i sentralvarmeanlegg. Skogråstoff representerer det viktigste potensiale for mer bioenergi i Norge. Rundvirke og hogstsavfall (GROT). El-produksjon av biomasse krever rimelig råstoff, store anlegg, vannbåren varme og andre rammevilkår enn i Norge for å få et vesentlig omfang. Eksisterende vannbåren varme i tillegg til punktoppvarming med vedovner og pelletskaminer representerer det viktigste potensialet Samlet potensiale til punktoppvarming og substitusjon av olje i vannbåren varme, samt varmebehov i nye bygg gir ett netto potensiale på 23 TWh Økning på 11 TWh tilvarer ca 5,5 mill fm3 tømmer
Potensiale fordelt på teknologi 8 000 Nytt potensiale 2006 7 000 Nyttiggjort bioenergi 2003 6 000 5 000 GWh 4 000 3 000 2 000 1 000 0 Vedovn Biokjel i eneboliger Sentral varme - s kogråstoff Fjernvarme - s kogråstoff Biokjel i indus trien Pelletskamin Skogindustrien Fjernvarme - avfall
Energiprisutviklingen viktig for investeringer energiproduksjon GWh 20 000 15 000 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/kWhj ekskl. m va) Sentralvarme Skogråstoff i fjernvarmeanlegg Vedovner og pelletskaminer Nettoproduksjon av bioenergi i år 2015 under ulike energiprisscenarier. Prisen er levert forbruker eksklusive mva. (Bioenergi-produksjonen basert på avfall og i skogindustrien er ikke inkludert i figuren). Kilde: Trømborg, Bolkesjø & Solberg 2006
Råstofftilgang og konkurranse med skogindustrien En økning i varmeprisen fra 0,50 kr til 0,70 kr/kwh gir i modellen en tredobbel økning i bioenergiproduksjon og en 20-30% økning i massevirkeprisene i år 2015. Råstoffet for skogbasert bioenergi vil ved en varmepris på 0,70 kr/kwh bestå av omlag 1/3 rundvirke (i hovedsak bjørk og furu), 1/3 bark og sagflis fra skogindustrien og 1/3 hogstavfall. Norsk treforedlingsindustri er i hovedsak basert på massevirke gran som pga pris i liten grad er aktuell som råstoff for bioenergi i Norge. Økt bioenergiproduksjon vil i første rekke påvirke produksjonen av sponplater og kjemisk masse som får svekket lønnsomhet og en beregnet nedgang i produksjonen på hhv 12 og 4% i 2015 dersom varmeprisen stiger fra 0,50 til 0,70 kr/kwh. Kilde: Trømborg, Bolkesjø og Solberg 2006
Eksempel på virkemiddel støtte til konvertering av oljekjeler GWh 18 000 16 000 14 000 12 000 10 000 8 000 6 000 4 000 2 000 0 400 450 500 550 600 650 700 750 800 Varmepris (KrKWh eks MVA) Konvertering uten støtte Total bioenergi-produksjon uten støtte Konvertering med 50% investeringstøtte Total bio-energiproduksjon med 50% investeringstøtte konvertering Effekten av 50% investeringsstøtte til konvertering av oljekjeler med biokjeler ved ulike varmepriser.
Virkemidler eksempler på resultater Ved en varmepris på 0,50 kr/kwh + mva vil en investeringsstøtte på 20% gjøre eksisterende vannbåren varme i sentrale strøk lønnsom for fjernvarme. Installering av fjernvarme i nye bygninger er lønnsom ved en varmepris på 0,65 kr/kwh dersom det gis en investeringsstøtte på 50%. Fjernvarme er mer økonomisk fordelaktig enn sentralvarme i tettbygde strøk. Støtte også til konvertering gir høyere bioenergiproduksjon utenfor tettbygde områder, og ved høye energipriser også i industrien. Støtte til konvertering kan imidlertid redusere mulighetene for fjernvarme dersom biokjeler installeres i de mest fordelaktige byggene i et nedfallsområde for fjernvame. En vesentlig usikkerhet for bioenergi er utviklingen i energiprisene. Et feed-in system som gir en garantert minstepris bør derfor vurderes som et alternativ/supplerende tiltak til ren investeringsstøtte eller feed-in i tillegg til markedsprisen. Trømborg, Bolkesjø og Solberg 2006
KONKLUSJONER Behov energieffektivisering og mer ren kraft i Norge Vi må forvente fortsatt økning i kraftprisene Bioenergi til varmeproduksjon lønnsomt med dagens priser, men usikkerhet om priseutviklingen skaper treghet i investeringene. Utviklingen i energiprisene gjør det mulig å øke produksjonen av bioenergi fra dagens ca 12 Twh til om lag 20 TWh nyttiggjort energi i Norge innen år 2015. Lav tilgang på vannbåren varme er en stor utfordring for endring av energibruken i Norge. Økt bruk av bioenergi kan i første rekke erstatte bruk av olje i bygg med vannbåren varme og vil derfor i liten grad dempe etterspørselen etter elektrisitet. Økt bruk av ved- og pelletsovn kan samlet redusere elektrisitetsforbruket med 3-4%. Krav om økt andel fornybar energi eller ønske om økt produksjonskapasitet av el kan endre el-prisen i bestemte regioner, vil gi økt pris og lønnsomhet for slike anlegg. Eksisterende skogindustri (særlig sponplate og kjemisk masse) er konkurranseutsatt mht. økt pris på skogsvirke.
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: Biomass market and trade in Norway: Status and future prospects. Country report for IEA Bioenergy Task 40 Trømborg, E, Bolkesjø, T.F & Solberg, B. 2006: Impacts of policy means for increased use of forest-based bioenergy in Norway a spatial partial equilibrium analysis. Energy Policy (submitted). To norske artikler og én kronikk under sluttføring. Videre arbeid Analyse av klimaeffekter (RENKLIM søknad) Analyse av teknologiske trender teknologisk utvikling Bedre data