Energiforbrug og -besparelser i produktionserhverv

Transkript

1 Ea Energianalyse Energiforbrug og -besparelser i produktionserhverv Sektoranalyse Produktionserhverv Udarbejdet af RISØ DTU og Ea Energianalyse September 2009

2 2 Klimakommissionen Sektoranalyse: Produktionserhverv

3 Indholdsfortegnelse 1 Indledning Fremgangsmåde Kortlægning Potentialeanalyse Indledende kommentarer Intern energiproduktion kedler og nettab Procesvarme Arbejdskørsel Sekundær energi Økonomianalyse Referencer

4 1 Indledning Ea Energianalyse og Risø-DTU gennemfører i 2009 og 2010 projektet Fremtidsbilleder og virkemidler for Klimakommissionen. I projektet udvikles og kvantificeres fremtidsbilleder for et dansk energisystem i 2050, der er uafhængigt af fossile brændsler. I analyserne er det antaget, at stort set hele energisystemet er udskiftet inden 2050, således at Danmark ved et passende investeringsforløb kan omstille hele energisystemet. Fremtidsbillederne baseres bl.a. på særskilte analyser af tiltag inden for fire hovedområder i energisektoren: Sektoranalyser 1) Energiforbrug i produktionserhverv 2) Bygningernes energiforbrug (opvarmning og el) 3) Transportsektorens energiforbrug og 4) El- og fjernvarmeforsyning. Inden for hvert af disse områder belyses relevante tiltag til at fortrænge fossile brændsler. Tiltagene omfatter såvel de teknologiske og økonomiske muligheder for at gennemføre energibesparelser og forbedre energieffektiviteten som mulighederne for at omstille til vedvarende energi og mere energieffektive forsyningsformer. Vurderingen vil ske med udgangspunkt i dagens teknologiske stade, men også ud fra vurderinger af fremtidig teknologisk udvikling. Potentialer og omkostninger beregnes i udgangspunktet som marginalomkostninger for de enkelte teknologier og energibesparelser i forhold til referencefremskrivningen. Af samme grund vil det ikke være muligt at addere potentialerne for de enkelte tiltag, da de i praksis ofte vil overlappe hinanden (f.eks. elbesparelser og øget vedvarende energi i elsektoren). I en næste iteration beregnes derfor samfundsøkonomiske omkostninger for pakker af tiltag, så et helhedsindtryk af fremtidsbillederne dannes. Sektoranalyserne er en syntese af eksisterende viden om det tekniske og økonomiske potentiale indenfor de forskellige sektorer. Vurderingen af de enkelte tiltag sker på baggrund af data fra eksisterende studier og litteratur omsat til egne beregninger konsistent med de anvendte forudsætninger, eksempelvis brændselspriser. Af hensyn til beregningernes omfang vil der for mange typer af tiltag blive tale om en overordnet analyse af en række deltiltag, f.eks. forbedring af klimaskærm på eksisterende etageboliger, som vil dække over f.eks. hulmursisolering, udskiftning af vinduer osv. på etageboliger over hele landet. Ligeledes kan det blive nødvendigt at operere med et interval for omkostningerne, hvis der er stor usikkerhed forbundet med tiltagets omkostninger. Energiforbruget i industri/erhverv Indeværende rapport handler om energiforbruget i produktionserhverv og omfatter al procesrelateret energiforbrug (primærforbrug), arbejdskørsel samt forbrug til elapparater og rumvarme (sekundærforbrug). Dog behandles mulighederne for besparelser indenfor elapparater og rumvarme kun overfladisk, da disse også er behandlet i sektoranalysen for bygningers energiforbrug. Transporterhvervenes forbrug og muligheder er ikke omfattet af dette notat (NR130 branchekode ). 4 Klimakommissionen Sektoranalyse: Produktionserhverv

5 Forbruget i produktionserhverv udgjorde i 2007 ca. en fjerdedel af det samlede danske endelige energiforbrug, jf. Figur 1. Figur 1: Energiforbrug fordelt på sektorer. /ENS energistatistik, s21/ 5

6 2 Fremgangsmåde På baggrund af eksisterende analyser af produktionserhvervenes energiforbrug og besparelsespotentialer, kortlægges mulighederne for at reducere og erstatte brugen af fossile brændsler. Definition af erhverv Betegnelsen produktionserhverv dækker i det følgende landbrug inkl. maskinstationer og skovbrug (branchekode 11009, 14000, 20000), gartneri (11209), fiskeri (50000), fremstillingsvirksomhed ekskl. platforme og raffinaderier (dvs undtaget og ) samt bygge- og anlægsvirksomhed ( ). Privat og offentlig handel og service behandles således ikke i denne sektorrapport, ej heller transporterhverv (branchekode ). Transport, som indgår som del af et produktionserhvervs virksomhed, betegnes arbejdskørsel og er omfattet af rapporten. Arbejdstrin Arbejdet gennemføres via tre trin: Trin 1: Kortlægning: Beskrivelse af den historiske udvikling i erhvervenes energiforbrug. Fordeling af energiforbrug på erhverv/energiformer og anvendelse. Hvor findes de store forbrug? Trin 2: Potentialeanalyse: Hvor findes potentialerne for besparelse og omlægning? Hvor er der forbrug, der kan reduceres (eller omlægges) vha. nogle få og/eller enkle løsninger? Hvor er der meget ensartede slutanvendelser (og kunder), som kan adresseres samlet? Trin 3: Økonomianalyse: Hvad koster de identificerede muligheder? Først gives et overblik over, hvor meget energiforbruget i produktionserhverv betyder i det danske energisystem og hvordan det fordeler sig på segmenter og energiform. Dernæst gennemgås mulige energibesparelser. Muligheder for omlægning af brændselsforbruget til fjernvarmeproduktion og elproduktion behandles i sektorrapporten Elog varmeforsyning. Alle de berørte løsningsmuligheder arrangeres i overskuelige tabeller med deres tilhørende tilbagebetalingstider. Endelig præsenteres en samlet omkostningsvurdering for de belyste besparelsestiltag. Vigtigste kilder Sektoranalysen foretages med udgangspunkt i eksisterende analyser af erhvervenes energiforbrug, suppleret af andre materialer, hvor nødvendigt. Erhvervenes energiforbrug og nogle af besparelsespotentialerne er senest opgjort i 2008 og 2009 og der foreligger dermed opdateret information på området. De væsentligste kilder er: 6 Klimakommissionen Sektoranalyse: Produktionserhverv

7 Kortlægning af erhvervslivets energiforbrug (for Energistyrelsen), Dansk Energi Analyse og Viegand & Maagøe, november /Viegand nov08/ Energibesparelser i erhvervslivet, delrapport 2 (for Energistyrelsen), Dansk Energi Analyse og Viegand & Maagøe, april /Viegand apr09/ IDAs Klimaplan 2050 Energibesparelser i erhvervslivet (udkast for IDA), Dansk Energi Analyse og Weel & Sandvig, marts /IDA mar09/ Energistyrelsens energistatistik /ENS energistatistik/ Det bør nævnes, at Energistyrelsen netop har iværksat yderligere studier af de mere detaljerede muligheder for besparelser indenfor de den enkelte branche. Udgangspunktet for analysen er det eksisterende energiforbrug indenfor produktionserhverv. Der er således ikke i forbindelse med denne sektorrapport foretaget en fremskrivning af energiforbruget til

8 3 Kortlægning Produktionserhvervenes endelige energiforbrug udgjorde ifølge Energistyrelsens energistatistik ca. 160 PJ i Som det fremgår af nedenstående Figur 2 har det endelige energiforbrug været stort set konstant gennem de sidste godt 25 år. Der er imidlertid sket en betydelig omlægning mellem energiarterne. I 1980 stod olie for 2/3 af energiforbruget, men siden da er oliens rolle reduceret gradvist, således at olie i dag kun udgør godt 1/3 af energiforbruget. Reduktionen i olieanvendelse er sket på bekostning af særligt øget naturgasanvendelse, samt en øget anvendelse af el. Selvom energiforbruget har været stort set konstant, er anvendelsen af højværdig energi i form af el øget. Kulforbruget er blevet reduceret over perioden, mens anvendelsen af vedvarende energi og fjernvarme er steget. Forbruget af vedvarende energi udgjorde i 2007 ca. 8% af det samlede danske energiforbrug målt i TJ /ENS energistatistik, s.4/. Figur 2: Energiforbrug 2007 i produktionserhverv fordelt på energivarer. /ENS energistatistik, s25/ Langt den største del af energiforbruget sker indenfor fremstillingsvirksomhed. Der er ikke sket nogen nævneværdig forrykning mellem hovedbrancherne over tid, jf. Figur 3. 8 Klimakommissionen Sektoranalyse: Produktionserhverv

9 Figur 3: Energiforbrug 2007 i produktionserhverv fordelt på brancher. /ENS energistatistik, s25/ Energieffektivitet og konkurrenceevne En undersøgelse foretaget af Erik Haller Pedersen og Johanne Dinesen Riishøj viser, at en fordobling af energipriserne forbedrer isoleret set den danske konkurrenceevne med godt 2 pct. Det sker som følge af, at stigende energipriser slår mindre igennem på industriens færdigvarepriser herhjemme end hos vore konkurrenter. /Økonomisk Tema 2009, s93/ Højere energipriser vil gøre det mere fordelagtigt for virksomhederne at sikre energieffektiv produktion. På sektorniveau er Danmark mindre følsom overfor energiprisen end udlandet i både industrien, transportsektoren og øvrige serviceerhverv, mens energiudgiften til landbrugsproduktion er på niveau med vore konkurrenters. I industrien har Danmark den næstlaveste følsomhed. Det er især indenfor metal- og kemisk industriproduktion, at energiindholdet i Danmark er lavt. /Økonomisk Tema 2009, s98/ Udflytning af energitung produktion til udlandet vil gavne den danske energieffektivitet, men risikerer at føre til mindre energieffektivitet globalt set. Eksport af energieffektiv teknologi og produktionsmetoder vil derimod gavne både dansk erhverv og den globale energieffektivitet. Energivarer og brancher Nedenstående Tabel 1 sammenfatter udviklingen i energiforbruget over perioden Energistatistikken omfatter landbrug inkl. maskinstationer og skovbrug (11009, 14000, 20000), gartneri (11209), fiskeri (50000), fremstillingsvirksomhed ekskl. platforme og raffinaderier (dvs undtaget og ) samt bygge- og anlægsvirksomhed ( ). I Energistyrelsens statistik er fremstillingsvirksomhed således uden platforme og raffinaderier, som er udskilt i en særlig forbrugskategori, mens branchen udvinding af grus, sten, ler og salt m.v. (140009) er medtaget. 9

10 Forbruget til raffinaderivirksomhed udgjorde TJ i 2007, hvilket svarer til 2% af Danmarks samlede bruttoenergiforbrug /ENS energistatistik, s16/. (se evt. bilag 2). Inklusive platforme og distribution var det samlede forbrug TJ eller små 6% af det samlede bruttoenergiforbrug. Tabel 1: Energiforbrug i produktionserhverv (eksklusive platforme og raffinaderier) fordelt på energivarer og brancher. Ekskluderes bygge- og anlægsvirksomhed var det klimakorrigerede forbrug TJ i 2006 a. /ENS energistatistik, s24/ Energiintensitet Det ses, at energiforbruget i produktionserhverv på trods af økonomisk vækst har været næsten konstant. Energiforbruget i forhold til bruttoværditilvæksten (energiintensiteten) er væsentlig lavere i dag end tidligere. Der har dog været en lille stigning siden 2000 (også under hensyntagen til strukturudviklingen), hvilket kunne indikere, at effektiviseringen har været knapt så kraftig de senere år. /IDA mar09, s3/ Fossile brændsler udgjorde 63% af det samlede forbrug i 2006 indenfor produktionserhverv ekskl. bygge- og anlægsvirksomhed /Viegand, nov08/ TJ El Fjernvarme Fossile brændsler VE og affald I alt Kedel og nettab - - 7,7 1,7 9,4 Primærproces 4,6 3,3 52,1 4,2 64,2 Arbejdskørsel ,4-26,4 Sekundær 36,2 5,2 9,9 1,2 52,5 I alt 40,8 8,5 96,0 7,1 152,4 Tabel 2: Produktionserhvervenes energiforbrug 2006 /Viegand, nov08/ a Summeres tallene fra /Viegand, nov08/ fås TJ, hvilket er 2% lavere. 10 Klimakommissionen Sektoranalyse: Produktionserhverv

11 Forbrug i produktionserhverv 2006 (1,000 TJ) 50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 - Sekundær Arbejdskørsel Primærproces Kedel og nettab Figur 4: Energiforbrug 2006 i produktionserhverv. Landbrug m.v. 30,0 25,0 20,0 Forbrug i landbrug mv (1,000 TJ) 15,0 10,0 5,0 - Sekundær Arbejdskørsel Primærproces Kedel og nettab Figur 5 viser fordelingen mellem landbrug, maskinstationer, skovbrug, gartneri og fiskeri. Det ses, som forventet, at langt den største del af forbruget er til arbejdskørsel. 73% af det samlede forbrug dækkes af fossile brændsler, mens fjernvarme og el udgør hhv. 5% og 17% TJ El Fjernvarme Fossile brændsler VE og affald I alt Kedel og nettab - - 1,1 1,0 2,1 Primærproces 0,9 2,0 5,0 1,6 9,4 Arbejdskørsel ,8-25,8 Sekundær 6,4 0,0 0,2 0,0 6,6 I alt 7,3 2,0 32,0 2,6 43,9 Tabel 3: Energiforbrug i landbrug mv /Viegand, nov08/ 11

12 Forbrug i landbrug mv (1,000 TJ) 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 - Sekundær Arbejdskørsel Primærproces Kedel og nettab Figur 5: Energiforbrug 2006 i landbrug, maskinstationer, skovbrug, gartneri og fiskeri. Fremstillingserhverv Indenfor fremstillingsvirksomhed udgjorde fossile brændsler 59% af branchens endelige energiforbrug i Andelen af vedvarende energi og affald udgjorde tilsammen blot 4%, el 6% og fjernvarme 6% (se Figur 6) TJ El Fjernvarme Fossile brændsler VE og affald I alt Kedel og nettab - - 6,6 0,7 7,3 Primærproces 3,7 1,3 47,1 2,6 54,7 Arbejdskørsel - - 0,6-0,6 Sekundær 29,9 5,1 9,7 1,2 45,9 I alt 33,5 6,5 64,0 4,5 108,5 Tabel 4: Fremstillingserhvervenes energiforbrug 2006 /Viegand, nov08/ Forbrug i fremstillingsvirksomhed 2006 (1,000 TJ) 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 - Sekundær Arbejdskørsel Primærproces Kedel og nettab Figur 6: Energiforbrug i fremstillingserhverv 2006 fordelt på energityper. / Viegand, nov08/ 12 Klimakommissionen Sektoranalyse: Produktionserhverv

13 De største forbrug blandt fremstillingsvirksomheder findes hos slagterier (151000), mejerier og isfabrikker (155000), fremstilling af stivelsesprodukter (156009), fremstilling af cement, mursten mv. (263053) og fremstilling af produkter af beton (266080). Total Fossile brændsler Branchekode Branche (TJ) (%) (TJ) (%) Slagterier m.v % % Fremstilling af vegatabilske og animalske olier.mv % % Mejerier og isfabrikker % % Fremstilling af stivelsesprodukter m.v % % Fremstilling af cement, mursten m.v % % Fremstilling af produkter af beton m.v % % Fremstilling i alt % % Figur 7: De største fremstillingserhverv 2006 opgjort efter energiforbrug. / Viegand, nov08/ Hvor findes de store slutforbrug? En samlet oversigt over forbruget 2006 baseret på /Viegand, apr09/ og opgjort per slutforbrug og energitype kan ses i bilag 3. De helt store forbrug i erhverv findes indenfor arbejdskørsel (17% ift. total energiforbrug 2006 ekskl. bygge- og anlægsvirksomhed), rumvarme (11%), tørring (11%), opvarmning/kogning (9%) og brænding/sintring (8%). Arbejdskørsel dækkes overvejende af gas-/dieselolie, mens rumvarme dækkes primært af fjernvarme og naturgas. Tørring og opvarmning/kogning dækkes primært af naturgas, hvorimod brænding/sintring først og fremmest beslaglæggere kul. Arbejdskørsel forekommer som forventet især i landbrug & fiskeri og baseres overvejende på gas-/dieselolie (hhv TJ og TJ). I alt bruges TJ gas- /dieselolie, hvilket svarer til 98% af totalforbruget til arbejdskørsel. Rumvarmeforbruget dækkes først og fremmest af naturgas (6.478 TJ), fjernvarme (5.162 TJ) og gas-/dieselolie (2.279 TJ). Det største forbrug findes i medicinalindustrien og er baseret på fjernvarme (1.082 TJ), i møbelindustrien (1.136 TJ, heraf 531 træ) og i fremstilling af byggematerialer af metal (1.081 TJ, hvoraf 480 TJ er naturgasbaseret). I alt udgør naturgasforbruget til rumvarme TJ, hvilket svarer til 39% af totalen. Ser vi nærmere på, hvordan tørringsforbruget er fordelt, så anvendes langt det meste i fremstilling af produkter af beton m.v. (912 TJ naturgas og 728 TJ kul), fremstilling af stivelsesprodukter m.v. (1.039 TJ naturgas) samt træindustri (900 TJ træ). I alt udgør naturgasforbruget til dette formål TJ, hvilket svarer til 53% af totalforbruget til tørring. Forbruget til opvarmning/kogning finder især sted i jern- og stålværker (10% af opvarmning/kogning), drikkevareindustri (9%), sukkerfabrikker og raffinaderier (9%) og fremstilling af produkter i beton (7%). I alt bruges TJ naturgas, hvilket svarer til 60% af totalforbruget til opvarmning/kogning. Fremstilling af cement, mursten m.v. beslaglægger langt den største del af forbruget til brænding/sintring, nemlig TJ (94%), hvoraf 42% af dennes forbrug er kulbaseret og 34% koksbaseret. Altså er de største forbrug, der bør adresseres (dvs. reduceres og omlægges): Brændselsbaseret arbejdskørsel i landbrug & fiskeri Brændselsbaseret rumvarme i fremstillingsindustri Naturgas- og kulbaseret tørring i fremstillingsindustri 13

14 Brændselsbaseret opvarmning/kogning i fremstillingsindustri Brændselsbaseret brænding/sintring i fremstillingsindustri. Ensartede slutanvendelser Der kan dog være mindre forbrug, som er lettere at påvirke og hvis sum udgør en betydelig andel. Det gælder f.eks. belysning (3%), pumpning (3%) og øvrige elmotorer (6%) alle elforbrug. For alle tre slutforbrug gælder, at energieffektive løsninger findes tilgængelige. Relativt ensartede løsninger findes indenfor brændsler i forbindelse med f.eks. inddampning (4%) og kedler og nettab (6%). Tager man i stedet udgangspunkt i den specifikke teknologi, repræsenterer elmotorer en meget stor andel af det samlede elforbrug. Disse anvendes indenfor slutanvendelserne pumpning, køl/frys, ventilation & blæsere, trykluft & procesluft, omrøring og øvrige elmotorer. Elmotorer er velkendt teknologi med velkendte energieffektiviseringsmuligheder. Det er således et vigtigt indsatsområde, som allerede i dag byder på rentable besparelsesmuligheder. Det bør også nævnes, at der findes flere besparelser i en systemtilgang frem for delvise forbedringer. En energieffektiv motor kan føre til besparelser, men en gennemgang af det samlede system, som elmotoren indgår i, vil måske kunne påpege mere rentable besparelser f.eks. i form af reparation af lækager i trykluftsystemet eller et helt andet valg af proces. Energi-relateret versus ikke-energirelateret udslip Produktionserhvervene bidrager med mindst en fjerdedel af den samlede danske drivhusgasudledning. Det ses af Tabel 5 nedenfor, at for landbrugets vedkommende spiller den ikke-energirelaterede udledning en ganske betydelig rolle. Denne behandles dog ikke i den foreliggende sektoranalyse. Tabel 5: Danmarks drivhusgasudledning 2005 i mio. tons CO 2-ækvivalenter /DØR 2009/. Energirelateret Ikke-energirelateret I alt CO2 CO2 Kvoteomfattede 24,5 1,9 26,4 41% El- og fjernvarmeproduktion mv. 21,8 Øvrige erhverv 2,7 1,9 Ikke-kvoteomfattede 23,7 13,6 37,3 59% Erhverv Landbrug 3,5 Byggeri 0,7 Industri 1,0 Privat service 0,7 Offentlig service 0,7 Husholdninger, varme 3,6 Transport Privat biler (husholdninger) 5,8 Fragt på vej 5,3 Øvrig transport 2,4 Metan og lattergas fra landbrug Øvrig drivhusgasudledning I alt 10,0 3,6 48,2 15,5 63,7 100% 76% 24% 100% 14 Klimakommissionen Sektoranalyse: Produktionserhverv

15 4 Potentialeanalyse Beskrivelsen af erhvervenes reduktionsmuligheder og størrelsen af potentialerne er overvejende baseret på /IDA mar09/ og /Viegand nov08/, som er en videreudvikling af vurderingen foretaget af /B&K, nov04/. Potentialet for energibesparelser er i disse vurderet på kort sigt (2015) og på lang sigt (2030) ved 2, 5 og 10 års tilbagebetalingstid. Forskellen mellem potentialerne angivet for 2015 og 2030 skyldes en forventning om en teknologisk udvikling og markedsmodning, der tilvejebringer mere energieffektive løsninger og lavere priser. De præsenterede potentialer er stand-alone potentialer, dvs. at der i nogle tilfælde er overlap (eller synergier) mellem de enkelte tiltag, således at disse i princippet ikke kan adderes. Dog har kilderne forsøgt at tage højde for dette ved at skønne lavt. De benyttede energipriser er de priser, Energistyrelsen benytter ved samfundsøkonomiske analyser, tillagt de primo 2009 gældende afgifter. /IDA mar09, s3/. Ved vurderingen af besparelsesmulighederne er der benyttet en elpris an virksomhed på 519 kr./mwh i 2015 og 560 kr./mwh i 2030 (i begge tilfælde 2006-priser). Disse elpriser er Energistyrelsens fremskrivninger fra februar 2008 og er ekskl. afgifter og moms. Afgifterne for el til proces omfatter CO 2-afgift og eldistributionsbidrag, som vægtet for erhvervslivet er ca. 90 kr./mwh. Ved rumvarme bliver afgifterne i alt 685 kr./mwh (2009- priser). Elprisen 2015 regnes derfor i 2009-priser til 65 øre/kwh for el til proces og 124 øre/kwh for el til rumvarme. For 2030 regnes med henholdsvis 69 øre/kwh og 128 øre/kwh. /IDA mar09, s21/. Det kan i de overordnede betragtninger være meget nyttigt at sammenligne mulighederne og deres økonomi for de forskellige forbrugssektorer. Anvendelsen af besparelsespotentialer med tilbagebetalingstiderne 2, 5 og 10 år gør det muligt på trods af manglende værdier for de samfundsøkonomiske omkostninger at sammenligne rentabiliteten af en realisering af produktionserhvervenes potentialer med f.eks. rentabiliteten af besparelser indenfor det offentlige. Det offentlige er i henhold til Cirkulære om energieffektivisering i statens institutioner (gældende), CIR nr. 27 af 19/04/2005, pålagt krav omat gennemføre de rentable energibesparelsesprojekter, der er anbefalet ved energimærkning af bygninger, og som har en tilbagebetalingstid på indtil 5 år, med mindre det kan dokumenteres, at væsentlige forhold taler imod projektets gennemførelse. Det skal bemærkes, at de anvendte potentialeskøn (i %) er baseret på 2007 tal, mens vores omregning til faktiske besparelser er udregnet på basis af 2006 værdier. Denne tilnærmelse skønnes dog at være af marginal betydning i det samlede perspektiv. Det skal også indledningsvis bemærkes, at de præsenterede potentialer i sagens natur er grove skøn og behæftet med en betydelig usikkerhed. 4.1 Indledende kommentarer Afgifter Afgifter betragtes i denne sammenhæng som et virkemiddel til at realisere tekniske og adfærdsmæssige besparelsespotentialer og behandles derfor ikke i denne rapport. 15

16 Eksisterende afgiftsregler og fremtidige afgiftsregler udgør dog i samspil med CO 2- kvoteordningen efter vores opfattelse et meget væsentlig og stærkt prissignal, som i høj grad påvirker interessen i energieffektiviseringer. Afgifter bør derfor også fremover udgøre et vigtigt virkemiddel i den samlede danske portefølje af virkemidler. Særlige forhold Nogle produktioner måske især blandt de helt små virksomheder er så vanskelige at styre, at en optimering af energiforholdene ikke er umiddelbart mulig. Denne kendsgerning er først og fremmest af betydning for den enkelte virksomhed og ikke det store perspektiv, som søges belyst her. Men ved udmøntningen af virkemidler bør der tages højde for disse forhold. Udskiftningsfrekvens Potentialet for energibesparelser præges af den normale renoveringstakt og udskiftningsfrekvens. Denne kan være af afgørende betydning for en fortsat effektivisering og influerer på valget af egnede virkemidler. Alderen af maskinparken, benyttelsestider og belastningsgrader er ligeledes væsentlige parametre. En fremskyndet (også kaldet forceret ) udskiftning kan i nogle tilfælde være rentabel f.eks. i forbindelse med ændringer i det samlede produktionsanlæg. TBT og virkelighed Den kendsgerning, at tilbagebetalingstiden (TBT) er kort for et besparelsestiltag, medfører ikke automatisk, at det realiseres. Virksomhedernes virkelighed er ikke udelukkende orienteret mod energibesparelser. Virksomhedernes fokus er på produktion af en konkurrencedygtig vare konkurrencedygtig vil sige en vare af den rigtige kvalitet med de rigtige egenskaber og til en passende pris. Udgifterne til energi udgør i langt størstedelen af virksomhedernes situation en meget lille del af de samlede omkostninger. Og selv i meget energiintensive virksomheder kan f.eks. krav til produktkvalitet udkonkurrere eventuelle fordele ved energibesparelser. Der opereres for nogle virksomheders vedkommende med meget skarpe krav til tilbagebetalingstid til tider måneder. Virksomheder, som indgår i multinationale koncerner, kan ikke altid selv prioritere investeringerne. I nogle tilfælde om end det måske er et begrænset antal kompliceres energibeslutningerne af krav fra andre sider såsom arbejdsmiljø og -sikkerhed. Selv meget energiintensive virksomheder har udtalt, at de har et behov for information og assistance for at få de vigtigste besparelser realiseret /Samtale mellem energiintensive virksomheder og Ea Energianalyse, oktober 2008/. Der findes altså for samfundet rentable energibesparelser i erhvervslivet, som ikke automatisk gennemføres til trods for relativt korte tilbagebetalingstider. Dette forhold skal indgå i overvejelserne omkring egnede virkemidler til realisering af disse besparelser. Nye forbrug Besparelsestiltag såsom introduktion af varmepumper kan reducere brændselsforbruget (og fjernvarmeforbruget), men medfører et ekstra elforbrug. /IDA mar09, s20/ skønner, at op mod en femtedel af de mulige besparelser indenfor varmeforbruget opnås vha. varmepumper. Besparelsen som følge af varmepumper forventes således at modsvares af et elforbrug svarende til 20% af varmepumpebesparelsen, under forudsætning af COP = Klimakommissionen Sektoranalyse: Produktionserhverv

17 I de følgende afsnit præsenteres de skønnede besparelsespotentialer. 4.2 Intern energiproduktion kedler og nettab Primær kilde: /IDA mar09/ Kedler anvendes primært til produktion af damp eller varmt vand, som anvendes til varmekrævende arbejdsgange i virksomheden. Kedler og nettab repræsenterer 6% af det samlede energiforbrug i produktionserhverv. Der anvendes langt overvejende naturgas efterfulgt af fuelolie, halm og gas-/dieselolie i proceskedlerne (se Tabel 6). En reduktion af tabene vil således kunne have en væsentlig indvirkning på CO 2-udslippet. Tabel 6: Energiforbrug i kedler og nettab /Viegand nov08/. Brændselstype Forbrug TJ Andel Kul 867 9% Koks 19 0% Halm % Træ 614 7% Affald 96 1% Petroleumskoks 9 0% Fuelolie % Gas-/dieselolie % Benzin - 0% Petroleum 1 0% Spildolie 119 1% Naturgas % Bygas 2 0% Raff. Gas - 0% LPG 41 0% Biogas 1 0% Energi i alt % Besparelsespotentialet ved bedre drift og teknologier i varmeproduktionen til produktionsprocesserne skønnes i /IDA mar09, s17/ til at være 5-50% afhængigt af kravene til tilbagebetalingstid og tidshorisonten. Hvordan disse fordeler sig på de forskellige tiltag oplyses ikke, men selve kedlerne udpeges som den væsentligste årsag til tab i energimæssigt arbejdspotentiale. Emnet omlægning behandles mere detaljeret i rapporten omkring el- og varmeforsyning. For at kunne vurdere mulighederne for at reducere forbruget af fossile brændsler vha. en omlægning til andre energityper, er det nødvendigt at kende kravene til de enkelte produktioners energi-input. Det er vurderingen, at en omlægning i langt de fleste tilfælde er mulig om end tekniske forhold og omkostningen kan variere en del. F.eks. vil anlæg og lagre kunne kræve mere plads efter en omlægning. De konkrete muligheder for besparelser og omlægning omfatter: Omlægning til biobrændsler. 17

18 Kraftvarmeproduktion, så exergitabet ved varmefremstillingen bliver mindre. Anvendelse af varmepumpe, hvis varmebehovet ligger ved moderat lave temperaturer. Anvendelse af direkte fyring. Omlægning af lavt belastede dampnet til anden varmeforsyning (eksempelvis fjern-varme). Kondenserende kedler. Bedre brænderteknologi. Optimeret lastfordeling mellem flere kedler. Bedre processtyring og planlægning for mere optimal kedeldrift. Tabel 7: Potentiale for besparelser i kedler og nettab (Beregning baseret på /IDA, mar09/ og /Viegand, nov08/ ). Besparelsespot Besparelsespot Slutbrug Energitype TBT 2 år TBT 5 år TBT 10 år TBT 2 år TBT 5 år TBT 10 år Kedler og nettab Brændsler og fjv 5% 20% 40% 7% 25% 50% El 4.3 Procesvarme Der findes indenfor procesformål adskillige muligheder for besparelser. Generaliseringer er dog lidt vanskeligere her og virksomhedsspecifikke forhold skal i højere grad tages i betragtning, når mere præcise estimater af besparelsesmulighederne skal foretages. Valget af produktionsteknologi har betydning for energibehovet og kan være signifikant i et energiperspektiv. Andre initiativer omfatter bedre styring, optimering af drift og vedligeholdelse og ordinære adfærdsmæssige tiltag. Det er muligt, at der kan findes besparelser udenfor selv produktionsprocessen f.eks. ved at ændre på en eller flere råvarer eller i at producere et andet slutprodukt f.eks. at producere sukker på flydende form og derved undgå en tørringsproces. Tabel 8 præsenterer et skøn over besparelsespotentialerne indenfor procesvarme, hvorefter der følger en kort opremsning af mulige besparelsesinitiativer. 18 Klimakommissionen Sektoranalyse: Produktionserhverv

19 Tabel 8: Potentiale for besparelser i slutanvendelser relateret til procesvarme. Besparelsespot Besparelsespot Slutbrug Energitype TBT 2 år TBT 5 år TBT 10 år TBT 2 år TBT 5 år TBT 10 år Opvarmning/kogning Brændsler og fjv 5% 15% 35% 10% 25% 55% El Tørring Brændsler og fjv 10% 20% 30% 15% 25% 35% El Inddampning Brændsler og fjv 10% 23% 57% 15% 30% 65% El Destillation Brændsler og fjv 5% 15% 35% 10% 20% 40% El Brænding/sintring Brændsler og fjv 5% 10% 25% 10% 15% 30% El Smeltning/støbning Brændsler og fjv 5% 15% 35% 10% 20% 40% El 5% 10% 15% 15% 20% 30% Anden varme op til 150C (*) Brændsler og fjv 5% 10% 15% 15% 20% 30% El 5% 10% 15% 15% 20% 30% Anden varme over 150C (*) Brændsler og fjv 5% 10% 15% 15% 20% 30% El 5% 10% 15% 15% 20% 30% (*) - Vores estimat Bemærk, at besparelsespotentialerne for anden procesvarme er vores bud, eftersom der ikke er foretaget et estimat i de anvendte kilder. Buddet er alene baseret på en formodning om, at der kan findes en vis mængde besparelser indenfor alle slutanvendelser. Ligeledes er IDA mar09/s estimat af besparelser opnået vha. enzymer og procesintegration ikke medregnet. Opvarmning og kogning Tørring Trykkogning eller brug af lukkede kogekar. Emfang og udnyttelse af kondensationsvarmen heri, f. eks. i forbindelse med en varmepumpe (evt. som MVR). Bedre isolering af kogekar/ -beholdere. Øget varmegenvinding under opvarmning/afkøling, bl.a. ved anvendelse af eksterne modstrømsvarmevekslere og en ekstra tank (i stedet for varmespiraler i kogekar og beholdere og ved batchdrift) Mere præcis og behovsstyret kogning. Bedre mekanisk afvanding før tørringen. Sikre lavest muligt vandindhold i slurry eller opløsning før inddampning. Forvarmning af råvarer. Tørring ved højst mulig temperatur (i luft). Forvarmning af luft til tørring med spildvarme i afkast. Recirkulering af tørreluft. Indirekte tørring (hvis muligt). Tørring i overhedet damp (f. eks. ved benyttelse af tryktørrer hvis muligt). Varmepumper. Inddampning Bedre forvarmning og afkøling af strømme i inddampningsprocessen. Inddampning i flere trin (antallet af inddampningstrin kan i visse tilfælde øges fra f.eks. 4-6 trin). TVR (udnyttelse af tryk potentiale i damp til termisk rekompression). 19

20 MVR (mekanisk rekompression af damp). Forbedret styring af inddampningsprocessen. F. eks. modelbaseret regulering, herunder også bedre måleparametre. Inddampning erstattes af omvendt osmose (reverse osmosis) etc. Bedre membraner (f. eks. aquaporiner) er under udvikling. Mere optimal rensning ved fouling af hedeflader. Anvendelse af antiscaling samt viskositetsreducerende stoffer. Forbedring af varmeoverføringsevnen. Destillation Optimeret styring (f. eks. variabel reflux, modelbaseret regulering med snævre tolerancer). Kaskadevis destillation (spildvarme fra en kolonne udnyttes til at drive den efterfølgende kolonne i kaskaden, som opererer ved successivt lavere tryk). Flere bunde for reduktion af refluxforhold og dermed energitilførsel. Mere effektive kolonnebunde eller fyldmateriale. Anden separationsteknik (membraner). Integration med varmepumpe (MVR). Brænding/sintring Mekanisk afvanding i filterpresser eller lignende før tørringen (kan fjerne ca. 2/3 af det vand, som er i råmaterialet). Bedre isolering af ovne. Tilsætning af additiver, som reducerer sintrings/brændingstemperaturen. Øget intern varmegenvinding (flere cyklonforvarmere). Separation af CO 2 fra røggassen fra cement. Der er et højt CO 2-indhold, og dermed kunne det være et alternativ til Nordjyllandsværkets planer. Smeltning/støbning Øget isolering. Større rekuperator med hyppigere omskift for udnyttelse af mere spildvarme i røggas. Ca. 35% af energiforbruget går tabt med røggassen. Øget forvarmning af råvarer til glasfremstilling. Oxyfuel combustion med submerged forbrænding. Oxyfuel combustion med O 2-separation ved højtemperatur-membraner. Udnyttelse af varme fra formningsprocessen (den efterfølgende udstøbningseller fiberspinningsproces). Smeltning og øvrige procesvarme elbaseret Reducere materialeforbruget i de færdige produkter og gensmeltningen af materialer. Effektive ovne og extrudere m.m.,. Forvarme materialerne med tabsvarme. Afkorte varmholdningstiden. Se i øvrigt procesvarmeområder under opvarmning og tørring. Generelle eller ikke-anlægsspecifikke forslag Procesintegration Øget og nye anvendelsesområder for enzymer 20 Klimakommissionen Sektoranalyse: Produktionserhverv