Lokal anvendelse af biogas kontra opgradering til naturgassystemet. En samfundsøkonomisk analyse

Transkript

1 Lokal anvendelse af biogas kontra opgradering til naturgassystemet En samfundsøkonomisk analyse

2 Lokal anvendelse af biogas kontra opgradering til naturgassystemet. En samfundsøkonomisk analyse Udgivet af Rapporten kan fås ved henvendelse til: Tonne Kjærsvej Fredericia Tlf Den kan også downloades på: august 2010 Dok /10 v8, Sag 10/4457 2/16

3 Indhold 1. Introduktion Konklusion Perspektivering Læsevejledning Anvendelse af biogas Nuværende forbrug Potentiale for anvendelse til decentral kraftvarme Samfundsøkonomisk analyse Beregningsmodel Beregningssituationer Datagrundlag Basisberegning Metodik Resultater Følsomhedsanalyse Sammenfatning af følsomhedsanalyse Sæsonregulering af biogasproduktion Ikke-kvantificerede gevinster Øget betalingsvillighed for biogas på naturgasnettet Fordele ved opgradering på langt sigt Referencer Dok /10 v8, Sag 10/4457 3/16

4 1. Introduktion Med en forholdsvis begrænset dansk biogasproduktion har det ikke tidligere været nødvendigt at sammentænke biogas og naturgas på landsplan. Det energipolitiske fokus på området har været rettet mod den bedst mulige udnyttelse af biogassen lokalt, hvilket har sikret god samfundsøkonomi i den hidtidige anvendelse af biogassen i Danmark. På baggrund af Grøn Vækst-aftalens mål om udnyttelse af 50 pct. af husdyrgødningen til energiproduktion i 2020, jf. ref. 1, er det imidlertid nu aktuelt at se biogassens muligheder i en større sammenhæng. Der er således behov for dybere indsigt i, hvordan biogas effektivt integreres i det danske energisystem med de fordele og begrænsninger, dette brændsel har. Det væsentlige spørgsmål i denne sammenhæng er, i hvilken grad det er mest effektivt at anvende biogassen lokalt, eller alternativt at foretage en opgradering af dele af biogassen, så den kan injiceres og transporteres i naturgasnettet. Denne rapport præsenterer en samfundsøkonomisk vurdering af, hvordan biogas anvendes lønsomt. Det tages for givet, at biogassen anvendes til kraftvarme i den udstrækning, dette er muligt uden bortkøling af varme. For den øvrige del af biogassen vurderes konkret, hvornår det er optimalt at anvende biogassen lokalt og modsat, hvornår det er mere effektivt at opgradere biogassen direkte til naturgasnettet. Kraftvarmeproduktion samt elproduktion med bortkøling af varme udgør de mulige lokale anvendelser i de gennemførte samfundsøkonomiske analyser. Rapporten sammenligner anvendelse af biogas lokalt over for regionalt via en opgradering til gassystemet. Analysen omhandler ikke samfundsøkonomien ved biogasproduktionen, der inden for rammerne af denne rapport tages for givet. Analysen er derfor afgrænset fra en samfundsøkonomisk vurdering af den optimale produktionsstørrelse samt produktionsomkostninger. Udfordringen ved lokal anvendelse af biogas til kraftvarme ligger i det forhold, at biogassen produceres forholdsvis jævnt over året, mens behovet for fjernvarme varierer betydeligt. Analyserne belyser konsekvenser af denne udfordring. 2. Konklusion Samfundsøkonomiske beregninger for anvendelsen af biogas i Danmark er gennemført til vurdering af det mest hensigtsmæssige valg mellem lokal anvendelse og opgradering til naturgasnettet givet lokale forhold mellem fjernvarmebehov og biogasproduktion. Overordnet konkluderes, at det er samfundsøkonomisk lønsomt at opgradere den del af biogassen, der ikke kan anvendes til kraftvarme, hvis fjernvarmebehovet lokalt er lille i forhold til biogasproduktionen. Derimod er det, som forventet, mere lønsomt med lokal anvendelse, hvis der er et stort fjernvarmebehov i forhold til biogasproduktionen. Dok /10 v8, Sag 10/4457 4/16

5 Markant industriel efterspørgsel af biogas lokalt vil reducere den andel, der samfundsøkonomisk set skal opgraderes, mens en eventuel øget betalingsvillighed for biogas på naturgasnettet og/eller i transportsektoren vil øge andelen. Resultatet af analysen er et udtryk for, at lokal anvendelse af biogas til kraftvarmeproduktion er den mest effektive anvendelsesmulighed i en indledende fase, hvor biogasproduktionen er forholdsvis lille. Indledningsvis vil lokal anvendelse til kraftvarmeproduktion eventuelt være muligt, men vil blive reduceret med voksende biogasproduktion. Hvis en stadig voksende del af biogaspotentialet i Danmark bliver udnyttet på længere sigt, vil behovet for opgradering vokse både i takt med udnyttelsen, men også som følge af, at mulighederne for lokal anvendelse falder. Da husdyrproduktion med husdyrgødning til følge også forekommer lokalt, hvor der ikke er behov for kraftvarme, kan der være områder, hvor biogassen mest effektivt opgraderes allerede fra begyndelsen i et udbygningsforløb. 3. Perspektivering har gennem F&U-programmerne ForskEL- og ForskNG-støttet biogasprojekter, der har undersøgt potentialer, processer til øget produktion og styring og regulering. Sammen med branchen har lavet en F&Ustrategi for biogas, der primært har indsatsområder inden for proces- og produktionsoptimering og på optimal indpasning af biogassen i det fremtidige energisystem. Teknologiudvikling i produktion af biogas og inddragelse af nye biomasseressourcer kan øge den tilgængelige biogasproduktion, der vil øge behovet for adgang til nye afsætningsmuligheder for biogassen. Tilsvarende kan forgasningsgas i perioden frem til 2020 få et gennembrud, der yderligere vil bidrage hertil. Der er i analysen taget udgangspunkt i, at den opgraderede gas tilføres naturgasnettet, og at den har samme værdi som naturgas. Opgraderet biogas kan også anvendes i transportsektoren, og her vil den fortrænge olie, som kan have en anden samfundsøkonomisk værdi end fortrængning af naturgas på naturgasnettet, både miljømæssigt og forsyningssikkerhedsmæssigt. Med stigende energibesparelser og krav til nybyggeri vil der være et fald i efterspørgslen efter varme, og dermed efter brændsel til varmesektoren. Andre faktorer som for eksempel et muligt fremtidigt friere brændselsvalg kan betyde, at mange decentrale værker måske vil gå bort fra biogas som brændsel. Brændsler til kraftvarmesektoren er således i et vigende marked med stigende konkurrence mellem flere forskellige brændsler, men også ren varmeproduktion fra solvarme, geotermi, varmepumper og elpatroner sætter biogasafsætningsmulighederne i fjernvarmenettene under pres. Det er vigtigt, at der i kommunernes strategiske energiplanlægning tages højde for, hvor biogaspotentialerne er i forhold til hvilke andre varmekilder, der prioriteres. Der er dog mange elementer, der skal tages i betragtning. Dok /10 v8, Sag 10/4457 5/16

6 4. Læsevejledning Rapporten er struktureret omkring følgende emner: - Kapitel 5 beskriver generelt historiske data for det nuværende biogasforbrug og giver en vurdering af potentialet for anvendelse til decentral kraftvarme. - Kapitel 6 præsenterer en samfundsøkonomisk vurdering af alternative anvendelser af biogas. Det vurderes ved forskellige forhold mellem fjernvarmebehov og biogasproduktion, om det er bedst at opgradere biogassen til naturgasnettet eller at anvende den lokalt. Kapitlet omfatter desuden en række følsomhedsanalyser, herunder en vurdering af de maksimale gevinster ved sæsonvariation af biogasproduktionen. 5. Anvendelse af biogas 5.1 Nuværende forbrug Danmark har et samlet forbrug på ca. 3,7 PJ biogas i henhold til en opgørelse udarbejdet for 2008, jf. ref. 2. Den største forbrugskategori er de decentrale kraftvarmeværker efterfulgt af erhvervsværker og lokale værker. Andre værkstyper såsom centrale værker, fjernvarmeværker med flere anvender ikke eller kun i meget begrænset omfang biogas. Decentrale kraftvarmeværker samproducerer el og varme og giver derfor en forholdsvis effektiv udnyttelse af biogassen. Historiske data viser, at omkring 34 pct. af energi-indholdet i biogassen til decentrale værker omsættes til elektricitet, og ca. 42 pct. af energien omsættes til varme, der leveres som fjernvarme, jf. Figur 1. Resten, ca. 24 pct., er tab, hvilket gælder for anlæg, der alene fyres med biogas. Naturgasfyrede decentrale anlæg af omtrent samme størrelse som de biogasfyrede taber til sammenligning kun omkring 9 pct. af energien i brændslet, jf. Figur 1. Forskellen skyldes bortkøling af varme, fordi biogasfyrede decentrale værker sjældent har tilstrækkeligt fjernvarmegrundlag i sommerhalvåret. Decentrale værker, der forsynes fra naturgassystemet, kan tilpasse deres produktion efter varmebehovet og varierende elpriser på grund af naturgassystemets fleksibilitet. Dok /10 v8, Sag 10/4457 6/16

7 2-5% energitab ved opgradering 7,4% 9,0% 15,7% 15,5% 24,2% 23,3% Tab 58,3% 60,9% 57,5% 56,1% 42,2% Fjernvarme (ab værk) 32,7% 31,7% 26,8% 28,4% 34,5% 33,6% El 0 % 100 % 70 % 30 % 100 % 0 % Biogas, direkte rør Gas fra gasnettet Figur 1 Opgørelse af årsvirkningsgrader for gasfyrede anlæg i Energiproducenttælling Værkerne er sorteret efter, hvor stor en andel biogas udgør af deres samlede brændsel. På baggrund af den nuværende anvendelse af biogas vurderer, at der er behov for denne rapports analyse af de samfundsøkonomiske forhold, der er knyttet til den fremtidige anvendelse med fokus på fordeling af biogas mellem lokal anvendelse og opgradering til naturgasnettet. 5.2 Potentiale for anvendelse til decentral kraftvarme Produktion af biogas sker forholdsvis jævnt over året, hvilket svarer til en forholdsvis jævn tilførsel af råmateriale fra landbruget. Tilførslen er størst om vinteren, men typisk kun pct. lavere om sommeren. Forløbet af biogasproduktionen henover året harmonerer imidlertid ikke med den sæsonbetingede variationen af fjernvarmebehovet. Den manglende overensstemmelse medfører effektivitetstab, hvilket er udfordringen for det samlede system bestående af biogas- og kraftvarmeproduktion. Omfanget af tabet er afhængig af størrelsen af fjernvarmebehovet i forhold til biogasproduktionen. Potentialet for anvendelse af biogas til kraftvarme uden tab som følge af bortkøling af varme om sommeren er i denne rapport vurderet med beregningseksempler, hvor biogassen anvendes lokalt til kraftvarme med eller uden supplerende produktion fra kraftvarmeanlæg på andet brændsel. I eksemplet betragtes lokale fjernvarmeområder forsynet fra et eller flere kraftvarmeanlæg suppleret med spidslastkedler. Biogas, der ikke afsættes til kraftvarmeproduktion, regnes som et tab. Analysen er uafhængig af, om der i fjernvarmeområderne er én eller flere kraftvarmeanlæg på biogas, eller om den supplerende varmeproduktion stammer fra kedler eller kraftvarmeanlæg. Blot forudsættes, at varmen fra kraftvarmeanlæg på biogas har højeste prioritet. Som nævnt anvendes hovedparten af biogassen i dag i decentrale kraftvarmeværker. Der er derfor og for enkelhedens skyld ikke indregnet afsætning af Dok /10 v8, Sag 10/4457 7/16

8 biogas til industrier i lokalområdet. Industrianlægs aftag af biogas vil sammenlignet med kraftvarmeanlæg formodentligt have et mere jævnt forløb over året og dermed kunne være i bedre balance med den forholdsvis jævne produktionsprofil for biogas. Potentialet for anvendelse af biogas lokalt vil således kunne være større end beregnet her. Analysen er gennemført med en forholdsvis enkel teknisk model, der time for time over et helt år beregner elproduktion samt forbrug, produktion og korttidslagring af varme og biogas. Med fastholdt årlig biogasproduktion er der gennemført en række modelsimuleringer, hvor det årlige varmebehov gradvist øges. Modellen skal opfattes som en analyse af forskellige fjernvarmeområder med forskellige varmebehov relativt til biogasproduktionen. Lokal årlig anvendelse af biogas (pct.) Biogas eventuelt 80 til opgradering Biogas til kraftvarme Lokalt årligt fjernvarmebehov i forhold til biogasproduktion (pct.) Lokalt årligt gasforbrug i forhold til biogasproduktion (pct.) Figur 2 Potentiale for lokal anvendelse af biogas til kraftvarme baseret på elpriser og varmebehov fra Gasforbruget omfatter biogas og naturgas. Beregningerne med den tekniske model resulterer i kurven, der er vist i Figur 2, som giver sammenhængen mellem lokalt, årligt fjernvarmebehov (inklusive nettab) og mulig lokal anvendelse af biogas. I en situation, hvor biogasproduktionen eksempelvis netop svarer til brændselsforbruget til kraftvarme i vintermånederne, udgør det årlige fjernvarmebehov ca. 35 pct. af biogasproduktionen. I denne situation udgør det samlede aftag til kraftvarme ca. 68 pct. af biogasproduktionen, hvilket omsættes til el, varme og tab på kraftvarmeanlægget. De resterende 32 pct. af biogasproduktionen skal opgraderes til naturgasnettet eller anvendes på anden måde for at reducere yderligere tab. Hvis fjernvarmebehovet er tilstrækkeligt stort kan hele biogasproduktionen afsættes lokalt til kraftvarme selv om sommeren. Denne situation forekommer i beregningseksemplet, når det årlige fjernvarmebehov nogenlunde svarer til den årlige biogasproduktion. Dok /10 v8, Sag 10/4457 8/16

9 For fjernvarmebehov mindre end ca. 35 pct. af biogasproduktionen er udnyttelsen lokalt proportional med fjernvarmebehovet, da der i disse situationer er overskud af biogas hele året. 6. Samfundsøkonomisk analyse Da manglende overensstemmelse mellem biogasproduktion og varmebehov lokalt kan medføre energitab og da muligheden for opgradering af biogas til injektion i naturgassystemet er et reelt alternativ til lokal anvendelse, er der opstillet en samfundsøkonomisk analyse 1 til vurdering af, hvordan biogassen anvendes samfundsøkonomisk mest lønsomt blandt disse muligheder. I en række udvalgte situationer er konkret vurderet, om det er samfundsøkonomisk hensigtsmæssigt at benytte biogassen lokalt i kraftvarmeværker kombineret med en eventuel øget elproduktion med delvis bortkøling af overskudsvarme, eller om det er samfundsøkonomisk mere hensigtsmæssigt at opgradere den biogas, der ikke bruges til kraftvarme. Beregningerne omfatter ikke omkostninger til produktion af biogas, idet det tages for givet, at biogassen produceres i overensstemmelse med Grøn Vækst. Dog er den maksimale gevinst af sæsonregulering af biogasproduktionen undersøgt. 6.1 Beregningsmodel Ved lokal anvendelse af biogassen forudsættes, at biogassen bliver anvendt til kraftvarme i den udstrækning, det er muligt. Spidslastkedler og supplerende kraftvarmeanlæg til dækning af yderligere fjernvarmebehov i området er forudsat fyret med naturgas. Overskydende produktion af biogas i forhold til aftaget til kraftvarme er forudsat opgraderet eller anvendt til elproduktion med delvis bortkøling af varme. Som ved analysen af potentialet for lokal anvendelse af biogas i afsnit 5.2 er beregningerne gennemført med en model, der time for time over et helt år beregner elproduktion samt forbrug, produktion og oplagring af varme og biogas. Korttidslagring af varme og biogas sker i varmeakkumulator og biogaslager. Modelopstillingen er vist i Figur 3. 1 En samfundsøkonomisk analyse belyser, modsat en driftsøkonomisk analyse, effekten fra samfundsperspektiv. Det har blandt andet den betydning, at der også inddrages miljøeffekter og andre ikke direkte, monetære effekter. Dok /10 v8, Sag 10/4457 9/16

10 Model Opgraderingsanlæg Biometan Elspidslastanlæg Varme El Biogasanlæg Biogaslager Kraftvarmeanlæg Akkumulator Gylle m.m. Varme Spidslastkedel Naturgas Figur 3 Modelopstilling for samfundsøkonomiske beregninger. Modellen for de samfundsøkonomiske beregninger omfatter mulighed for opgradering af biogas til injektion i naturgasnettet samt et elspidslastanlæg i tilknytning til biogasanlægget til produktion af el i timer med tilstrækkeligt høje elpriser. Elspidslastanlægget forventes ikke typisk at være en del af et biogasanlæg, men er medtaget i modellen for at belyse samfundsøkonomien ved lokal anvendelse af biogas med bortkøling af varme. Når elspidslastanlægget er i drift, udnyttes varmen herfra efter behov som procesvarme i biogasanlægget. Det er forudsat, at biogasanlægget producerer ca. 10 mio. m 3 biogas om året, hvilket svarer nogenlunde til Energistyrelsens business case, jf. ref. 3. Det vil sige, der produceres samme biogasmængde i alle analysesituationer. Biogasanlægget er forudsat dimensioneret til en forholdsvis jævn biogasproduktion med pct. lavere produktion om sommeren end om vinteren, jf. ref. 4. Produktionen varierer dog ikke i samme grad som fjernvarmebehovet, der ifølge målinger i 2008 er 75 pct. lavere om sommeren sammenlignet med vinteren. Det antages, at kraftvarmeanlægget på biogas med tilhørende varmeakkumulator og spidslastkedel styres med henblik på optimal drift under hensyntagen til værdien af el (elspotprisen), varmebehov og biogas til rådighed fra biogasanlæg og biogaslager. For kraftvarmeanlægget har biogassen højere prioritet end andre brændsler. Den overskydende biogas, der ikke anvendes af kraftvarmeanlægget, fordeles optimalt mellem opgraderingsanlægget og elspidslastanlægget. 6.2 Beregningssituationer Behovet for fjernvarme er afhængig af befolkningstæthed og fjernvarmeområdernes udbredelse, der varierer betydeligt i Danmark fra område til område. Biogasproduktionen varierer ligeledes betydeligt geografisk og er i nogen grad negativt korreleret med befolkningstætheden. Der kan derfor opstilles et stort Dok /10 v8, Sag 10/ /16

11 antal aktuelle situationer med forskellige forhold mellem lokale årlige fjernvarmebehov og mulige biogasproduktioner. De samfundsøkonomiske beregninger omfatter en række situationer som vist i Tabel 1, hvor forholdet mellem lokale, årlige fjernvarmebehov og biogasproduktioner er valgt på basis af den gennemførte analyse af potentialet for lokal anvendelse til kraftvarme, jf. afsnit 5.2. Beregningssituation FV/BG Biogas til kraftvarme jf. Figur pct. 0 pct pct. 29 pct pct. 68 pct pct. 88 pct pct. eller mere 100 pct. Beskrivelse I denne situation er der ikke noget behov for fjernvarme lokalt. Al biogas bliver enten opgraderet eller anvendt på elspidslastanlægget. Biogasproduktionen overstiger både sommer og vinter aftaget til kraftvarme. Overskydende biogas sommer og vinter kan enten opgraderes eller anvendes på elspidslastanlægget. Behovet for brændsel på lokale kraftvarmeanlæg om vinteren svarer til biogasproduktionen om vinteren, jf. afsnit 5.2. Overskydende biogas om sommeren kan enten opgraderes eller anvendes på el-spidslastanlægget. Behovet for brændsel på lokale kraftvarmeanlæg overstiger biogasproduktionen om vinteren men er mindre end biogasproduktionen om sommeren. Overskydende biogas om sommeren kan enten opgraderes eller anvendes på el-spidslastanlægget. Behovet for brændsel på lokale kraftvarmeanlæg om sommeren svarer til eller overstiger biogasproduktionen om sommeren, jf. afsnit 5.2. Kraftvarmeanlæg suppleres om vinteren og eventuelt om sommeren med andet brændsel end biogas. Der er ikke overskydende biogas i denne situation. Tabel 1 Beregningssituationer. FV/BG betegner forholdet mellem lokalt årligt fjernvarmebehov (inklusive nettab) og årlig biogasproduktion. 6.3 Datagrundlag De anvendte, fremtidige brændselspriser er hovedsagligt baseret på Energistyrelsens vejledning på energiområdet, jf. ref. 5. Elprisen og naturgasprisen er dog korrigeret, så de inddrager historiske, årlige fluktuationer. Figur 4 viser de forventede, årlige gennemsnitpriser. De variable omkostninger ved opgradering af biogas til biometan udgør i beregningerne 0,40 DKK/m 3 biometan eller 11,27 DKK/GJ, jf. Teknologikataloget ref. 6. Prisen er holdt konstant gennem perioden, da teknologiforbedringer forudsættes at opveje prisstigninger på energi til opgradering. Der er i versionen af Teknologikataloget ikke regnet med propantilsætning før injektion i Dok /10 v8, Sag 10/ /16

12 naturgassystemet. Til de variable omkostning kommer desuden faste omkostninger fra investeringen i opgraderingsanlæg. Anlægsdata med tilhørende priser for kraftvarmeanlæg, spidslastkedel, elspidslastanlæg og opgraderingsanlæg fremgår af Teknologikataloget, jf. ref. 6. DKK/GJ DKK/MWh Naturgaspris Varmepris CO 2 -kvotepris Halmpris Elpris Figur 4 Variation af anvendte gennemsnitspriser (2008-prisniveau), jf. ref Basisberegning Metodik De samfundsøkonomiske beregninger er gennemført som en nutidsværdiberegning for de enkelte alternativer. En nutidsværdiberegning er en vægtning af de fremtidige samfundsøkonomiske værdistrømme, hvor der tages højde for, at gevinster og omkostninger i fremtiden har mindre betydning end gevinster og omkostninger her og nu. Fokus for analysen er perioden indtil 2020, og derfor er der lavet en korrektion for eventuelle forskelle i levetiden for de enkelte anlæg (scrapvalue-metode). Den samfundsøkonomiske værdistrøm er beregnet på baggrund af modelsimuleringer af anlæggenes drift i form af indtægter og omkostninger knyttet til biogassen, hvorfor biogasproduktionen er den samme i alle beregningssituationer. Værdistrømmen stammer fra el- og varmeproduktion samt eventuelt opgraderet biogas til naturgasnettet. Værdistrømmen er baseret på markedspriser opgjort i 2008-niveau og korrigeret med en nettoafgiftsfaktor på 1,17. Der er desuden anvendt en realrente på 6 pct. Disse forudsætninger er hentet fra Energistyrelsens og Finansministeriets vejledninger. Der er inddraget eksternaliteter/miljøeffekter, som i beregningerne stammer fra substitution af naturgas med den tilhørende CO 2 -fortrængning. I analysen er der anvendt en værdi for biogas på nettet svarende til den samfundsøkonomiske værdi af den fortrængte naturgas, det vil sige naturgasprisen Dok /10 v8, Sag 10/ /16

13 plus en korrektion for emissioner (CO 2 -kvoter). Dette er et forsigtigt bud, der ikke indregner en eventuel øget betalingsvillighed for biogas på naturgasnettet. Der er gennemført en basisberegning med og uden mulighed for opgradering af biogassen til naturgasnettet for hver beregningssituation i Tabel 1. I basisberegningerne er det forudsat, at der etableres et nyt kraftvarmeanlæg, en ny spidslastkedel samt en rørledning mellem biogasanlæg og elspidslastanlæg i opstrømsende og kraftvarmeanlæg og opgraderingsanlæg nedstrøms. Basisberegningerne er desuden baseret på dynamisk fremskrivning af priserne og anvender historiske elpriser fra 2008, der er skaleret i forhold til energistyrelsens fremskrivninger Resultater Uden opgraderingsmulighed viser basisberegningen, at det er samfundsøkonomisk hensigtsmæssigt at etablere et nyt elspidslastanlæg ved biogasanlægget i beregningssituationerne med fjernvarmebehov i hvert fald op til og med 70 pct. af biogasproduktionen. Størrelsen af elspidslastanlægget varierer fra analysesituation til analysesituation. Det er ikke samfundsøkonomisk lønsomt at etablere et el-spidslastanlæg i beregningssituationerne med opgraderingsmulighed. Den samfundsøkonomiske vurdering viser, jf. Figur 5, at det generelt er lønsomt at opgradere dele af biogassen til naturgasnettet, hvis det lokale fjernvarmebehov er lille i forhold til biogasproduktionen. Hvis fjernvarmebehovet derimod er stort i forhold til biogasproduktionen, er det mere lønsomt at anvende biogassen lokalt Mio. DKK Beregningssituation FV/BG pct. Uden opgradering Med opgradering Figur 5 Biogassens samfundsøkonomiske bruttoværdi i de forskellige beregningssituationer henholdsvis med og uden opgradering. FV/BG betegner forholdet mellem lokalt, årligt fjernvarmebehov og årlig biogasproduktion. Det er primært rangordningen af "Med opgradering" og "Uden opgradering", der er væsentlig i den enkelte situation. Niveauet skal tillægges mindre betydning, da biogassen er taget for givet og biogasprisen derfor er sat til 0. En anden biogaspris vil ændre niveauet, men ikke rangordningen. Dok /10 v8, Sag 10/ /16

14 Beregningerne giver ikke svar på, i hvilken grad stor betalingsvillighed for opgraderet biogas på naturgasnettet kan udkonkurrere en øget andel af lokal anvendelse af biogassen til kraftvarme. Beregningerne viser imidlertid, at en pris for opgraderet biogas svarende til naturgasprisen er tilstrækkelig til, at opgradering i nogle situationer vil være en bedre løsning end lokal elproduktion med udnyttelse af overskudsvarme til procesvarme. 6.5 Følsomhedsanalyse Udover basisberegningen er der gennemført en række følsomhedsanalyser, der belyser betydningen af: - Elprisserie og varmeprofil, - Ny teknologi i stedet for eksisterende teknologi, - Variable opgraderingsomkostninger, - Sæsonregulering af biogasproduktion, - Samt en række øvrige parametre Sammenfatning af følsomhedsanalyse Konklusionen fra basisberegningen understøttes af rækken af følsomhedsberegninger. Specielt fremgår det af følsomhedsberegningen med opgradering og under forudsætning af anvendelse af eksisterende kraftvarmeanlæg og spidslastkedel, at lønsomheden i hele det undersøgte interval er voksende med voksende fjernvarmebehov relativt til biogasproduktionen. I den tilsvarende basisberegning, hvor der investeres i kraftvarmeanlæg og spidslastkedel er lønsomheden lavest ved et relativt fjernvarmebehov omkring 35 pct. Det vil sige i beregningssituationen, hvor behovet for brændsel på lokale kraftvarmeanlæg om vinteren svarer til biogasproduktionen om vinteren, jf. Figur 5. Dette ændrer imidlertid ikke ved rangordningen af "Med opgradering" og "Uden opgradering" i følsomhedsanalysen Sæsonregulering af biogasproduktion En væsentlig parameter med hensyn til vurdering af optimal anvendelse af biogas er mulighederne for sæsonregulering af biogasproduktionen. Sæsonregulering kan eksempelvis opnås ved regulering af tilsætning af biomasse med højt tørstofindhold. Tilpasning af biogasproduktionen til variationen af fjernvarmebehovet vil alt andet lige gøre lokal anvendelse bedre end i basisberegningen, men sæsonreguleringen er forbundet med omkostninger. Der er gennemført en følsomhedsberegning med en variation af biogasproduktionen svarende til variationen af fjernvarmebehovet fra måned til måned i beregningssituation 3, jf. Tabel 1. Her svarer behovet for brændsel på lokale kraftvarmeanlæg om vinteren til biogasproduktionen om vinteren, og overskuddet af biogas er derfor relativt stort om sommeren. Dok /10 v8, Sag 10/ /16

15 NIRAS har for beregnet omkostningerne ved en tilsvarende sæsonregulering af biogasproduktion, jf. ref. 7. Det vurderes på baggrund heraf, at nutidsværdien af ekstraomkostningerne til sæsonregulering i perioden frem til 2020 beløber sig til ca. 6 mio. DKK for et anlæg, der årligt producerer 10 mio. m 3 biogas. Resultaterne af følsomhedsberegningerne er vist i Tabel 2, hvor de er sammenstillet med de tilsvarende resultater fra basisberegningen. Nutidsværdierne er fratrukket omkostningerne til sæsonregulering. Sæsonregulering Elspidslastanlæg Opgradering Nutidsværdi i mio. DKK Uden sæsonregulering Med elspidslastanlæg Uden opgradering 49 Uden elspidslastanlæg Uden opgradering 35 Uden elspidslastanlæg Med opgradering 53 Med sæsonregulering Uden elspidslastanlæg Uden opgradering 38 Uden elspidslastanlæg Med opgradering 48 Tabel 2 Analyser af sæsonregulering af biogasproduktionen. Sammenstilling af resultater fra basisberegning og følsomhedsanalyse. FV/BG: 35 pct., jf. Tabel 1 Resultaterne viser, at alternativerne til sæsonregulering af biogasproduktionen er samfundsøkonomisk mere effektive, da de beregnede nutidsværdier i situationerne med elspidslastanlæg henholdsvis med opgraderingsmulighed begge er større end det, der kan opnås med sæsonregulering. Det gælder for alle gennemførte basisberegninger samt for følsomhedsberegningerne uden sæsonregulering i Tabel 2, at der i henhold til ref. 4 er forudsat en pct. lavere biogasproduktion i sommermånederne sammenlignet med vintermånederne. Gevinsten ved sæsonregulering af produktionen er derfor beregnet mindre end den, der opnås, såfremt referencen var en fuldstændig konstant produktion hen over året. 6.6 Ikke-kvantificerede gevinster Øget betalingsvillighed for biogas på naturgasnettet Hvis der er en øget betalingsvillighed for biogas på naturgasnettet, vil det give større gevinster ved opgradering. Øget betalingsvillighed vil i den forbindelse betyde, at forbrugere er villige til at betale en højere pris for en kwh biogas end for samme enhed naturgas. Det er dog ikke sikkert, at der kan realiseres en større betalingsvillighed for biogas på naturgasnettet. Den samfundsøkonomiske værdi af opgraderet biogas vil primært blive bestemt på baggrund af det brændsel som fortrænges. Der kan dog være en større betalingsvillighed over for opgraderet biogas på naturgasnettet i form af forbrugere, som værdisætter miljø/image ved biogas endnu højere end den samfundsøkonomiske værdi. Det kan være både virksomheder med et miljøvenligt image og private husholdninger, der af egne grunde værdisætter et miljømæssigt neutralt brændsel højt. Anvendelsen kan være til proces, opvarmning og/eller transport. Dok /10 v8, Sag 10/ /16

16 6.6.2 Fordele ved opgradering på langt sigt Biogas kan medvirke til en fortsat effektiv drift af det danske gassystem. Det forventes, at opgradering af biogas vil understøtte naturgassystemet. Årsagen hertil er, at opgraderet biogas vil mindske investeringsbehovet for de danske slutbrugere af gas, da opgraderet biogas vil kunne bruges som erstatning for den nuværende dansk producerede naturgas. Det er vanskeligt at lave en præcis kvantificering af denne effekt, men det må formodes at den er relativ lille inden for målsætningen i Grøn Vækst frem til Referencer 1. Aftale om Grøn Vækst. Regeringen, 16. juni Energiproducenttælling 2008, Energistyrelsen. 3. Energistyrelsens business case for et biogasanlæg: Model 1000 m 3 /dag (~ DE), revideret 25. maj Sæsonregulering af biogasproduktion (Figur 1, Thorsø Miljø- og Biogasanlæg, ), Energistyrelsen, 17. april Forudsætninger for samfundsøkonomiske analyser på energiområdet. Energistyrelsen, april Teknologikataloget Energistyrelsen m.fl., Biogas. Drifts- og samfundsøkonomisk analyse. Sæsonvariation. NIRAS, august Dok /10 v8, Sag 10/ /16