Rammebetingelser for udnyttelse af varmeproduktion fra biogasanlæg i Danmark

Transkript

1 Udvikling af bæredygtig udnyttelse af varme fra biogasanlæg i Europa Projekt nr.: IEE/11/025 Rammebetingelser for udnyttelse af varmeproduktion fra biogasanlæg i Danmark (National policy enforcement for heat utilization from biogas plants in Denmark) Januar 2013

2 Udarbejdet af: Laura Bailon Allegue og Jørgen Hinge, Teknologisk Institut Kontakt: Laura Bailon Allegue; , Jørgen Hinge; , Rapport nr. WP 2 - Task 2.4 / D 2.4 BiogasHeat projektet (Udvikling af bæredygtig udnyttelse af varme fra biogasanlæg i Europa) er støttet af Europa Kommissionen under programmet Intelligent Energi Europa. Ansvaret for indholdet i denne publikation ligger udelukkende hos forfatterne. Indholdet afspejler nødvendigvis ikke Den Europæiske Unions holdning. Hverken EACI eller Europa Kommissionen er ansvarlige for den brug der måtte være af oplysningerne i publikationen. BiogasHeat projektet udføres i perioden april 2012 til april 2014 (kontrakt nr.: IEE/11/025). BiogasHeat hjemmeside: Januar DTI

3 Indhold 1 Indledning 4 2 Nuværende politik og lovgivning 5 Varmeforsyningsloven 5 Biogas er et prioriteret brændsel til kraftvarme 5 Nyt energiforlig marts Flaskehalse og barrierer 7 4 Løsninger for øget udnyttelse af varmeproduktion fra biogasanlæg 8 Nye kraftvarmeanlæg (barmarksprojekter) 8 Fortrængning af naturgas på eksisterende kraftvarmeanlæg 8 Afsætning af varme til større fjernvarmenet 9 Nabovarme 9 Industriel og procesmæssig anvendelse af varme fra biogas 9 Rørføring af biogas og eventuel opgradering injektion på naturgasnettet. 9 5 Konklusioner 9 Forkortelser 10 Referencer 10 Januar DTI

4 1 Indledning I Danmark er der generelt en god udnyttelse af varme fra biogasproduktion. Selv om strømproduktion oftest er den vigtigste indtægtskilde for biogasanlæggene, betyder de danske afgiftsstrukturer, at det er attraktivt at anvende mest muligt af den producerede varme til opvarmning af private boliger. Da varme fra biogasanlæg ikke pålægges energiafgifter er det således attraktivt at gå ind og erstatteafgiftsbelagt varme. Det kan enten være gennem distribution i fjernvarmenet (typisk for biogasfællesanlæg - BFA) eller i enkeltboliger (typisk for biogasgårdanlæg BGA). Varme til industrielle og procesformål (herunder f.eks. opvarmning af stalde) er ikke pålagt så høje afgifter som boligopvarmning, og derfor er det ikke så attraktivt at anvende varme fra biogasanlæg til disse formål. Trods dette bliver en betydelig del af varmen fra især BGA anvendt til netop staldopvarmning. For BFA er der to hovedscenarier: a) Biogasanlægget har selv motorgeneratoranlæg til kraftvarmeproduktion og sælger selv den producerede el til nettet. En del af den producerede varme anvendes til procesvarme på biogasanlægget, og resten afsættes til det lokale fjernvarmenet. Eksempler på dette er Bånlev Biogas og Thorsø Biogas. b) Biogasanlægget sælger biogassen til et lokalt kraftvarmeværk, der sælger den producerede el til nettet og anvender al den producerede varme til fjernvarme. Eksempler på dette er Lemvig Biogas og Vaarst-Fjellerad Biogas. Ofte vil anlæg selv have et mindre kraftvarmeanlæg, der dækker procesvarmeforbruget. På fjernvarmenettene går varmen fra biogasanlæggene typisk ind som grundlast (eller en del heraf), og det således i princippet al varme fra biogassen, der udnyttes i disse løsninger. For BGA er forholdene lidt anderledes. Alle danske BGA har deres eget kraftvarmeanlæg til produktion af el og varmen. Men de ligger typisk ikke i tilknytning til fjernvarmenet, og derfor er det i de fleste tilfælde ikke umiddelbart muligt at afsætte varmeproduktionen uden for bedriften. Da salget af el er den vigtigste indtægtskilde for anlægget, vil man typisk optimere elproduktionen og så i videst mulige omfang udnytte den deraf følgende varmeproduktion. I første omgang dækkes naturligvis gårdens opvarmning af privatboligen (og eventuelle medarbejderboliger og lignende). De fleste danske BGA er etableret på større svinebedrifter, hvor der er et betydeligt varmeforbrug til opvarmning af stalde. Dette dækkes ligeledes af varmen fra biogasproduktionen. Men om sommeren, hvor varmeforbruget i staldene ikke er så højt vil der på en del anlæg være et varmeoverskud, der bortkøles for at holde strømproduktionen i gang. Enkelte anlæg har forsøgt tiltag med udnyttelse af denne overskudsvarme til forskellige procesformål som korntørring (Farsø BGA), inddampning af gylle (Hegndal BGA) mv. med dette har ikke noget betydeligt omfang. Januar DTI

5 2 Nuværende politik og lovgivning Generelt er etablering og drift af biogasanlæg og dermed også indirekte udnyttelse af varme fra biogasanlæg - reguleret af en meget lang række love og bekendtgørelser. En oversigt over de vigtigste kan findes i Kogebog for etablering af biogasanlæg 2012 (INBIOM, 2012). I denne rapport skal kun nævnes de vigtigste, der har væsentlig betydning i forbindelse med udnyttelse af den varme, der produceres fra biogassen Anvendelse af varme fra biogasanlæg til opvarmningsformål er helt grundlæggende reguleret af varmeforsyningsloven (Klima-, Energi- og Bygningsministeriet, 2011), men også anden lovgivning har væsentlig indflydelse på mulighederne for at udnytte varme fra biogasproduktion. Bl.a. har de politisk bestemte rammebetingelser for Vedvarende Energi anlæg stor betydning, ligesom der i mange år har været en binding for nogle kraftvarmeanlæg til at skulle anvende naturgas til kraftvarme. Senest har folketinget i marts 2012 indgået en ny energiaftale, der løber frem til 2020; udmøntningen af denne forventes at få stor indflydelse på den fremtidige udbygning af biogas i Danmark, og dermed også på mulighederne for øget anvendelse af varme fra biogasanlæg. Varmeforsyningsloven Varmeforsyningsloven (Klima-, Energi- og Bygningsministeriet, 2011) har til formål fremme den mest samfundsøkonomiske, herunder miljøvenlige, anvendelse af energi til bygningers opvarmning og forsyning med varmt vand og inden for disse rammer at formindske energiforsyningens afhængighed af fossile brændsler. Loven sigter endvidere mod at fremme samproduktion af el og varme, og som sådan ligger kraftvarmeproduktion fra biogas jo direkte inden for lovens fokusområde. Loven har specielt betydning i forhold til fastsættelse af den pris, som forbrugerne i sidste ende skal betale for varmen fra biogasanlæg (og andre brændsler, naturligvis). Denne pris skal være omkostningsbestemt, således at principielt kun visse forud fastlagte omkostninger kan indregnes i varmeprisen, og såfremt der genereres et overskud, ved varmesalget, skal dette principielt tilfalde varmekunderne i form af reducerede priser. Dette kan i nogle tilfælde have en væsentlig betydning for biogasanlæggets økonomi og dermed deres vilje og evne til at optimere og øge varmeproduktion og udnyttelse. Endvidere pålægges kommunerne i henhold til loven at gennemføre en varmeplanlægning, og det er således kommunerne, der er den nærmeste myndighed, når et biogasanlæg skal have myndighedsbehandlet tiltag til udnyttelse af varme fra biogassen. Generelt er der således klare retningslinjer for etablering og udnyttelse af biogas til (kraft)varme. Dog viser praksis, at det ikke alle kommuner er helt up to date med, hvorledes man skal håndtere sager om etablering af biogasanlæg. Biogas er et prioriteret brændsel til kraftvarme I Energistyrelsens vejledning til Bekendtgørelse nr af 13/12/2005 om godkendelse af projekter for kollektive varmeforsyningsanlæg (Energistyrelsen, 2007) fremgår det i 14, at kommunerne skal prioritere biogas højt: Kommunalbestyrelsen skal indpasse biogas, lossepladsgas og anden forgasset biomasse til kraft-varme-produktion i den kommunale varmeforsyning, såfremt der er lokalt ønske herom, og såfremt fjernvarmeværket kan erhverve gassen til priser, der ikke adskiller sig væsentligt fra prisen på den forsyning, som fjervarmeværket ellers har adgang til. Januar DTI

6 Biogas og anden forgasset biomasse er prioriterede brændsler til kraftvarmeproduktion. Hvis der i lokalområdet er et ønske om at etablere et anlæg, der producerer biogas (biogasanlæg) eller kan forgasse anden biomasse (forgasningsanlæg), skal kommunalbestyrelsen derfor give plads til anvendelsen af disse brændsler i fjernvarmeforsyningen, selv om fjernvarmenettet allerede forsynes af et naturgasfyret kraftvarmeværk. Tilsvarende gælder, hvis et fjernvarmeselskab ønsker at modtage varme eller gas fra et allerede eksisterende biogas- eller forgasningsgas baseret kraft-varmeanlæg. En forudsætning herfor er dog, at anvendelsen af den producerede biogas eller for-gasningsgas til kraftvarme-produktion ikke fører til forhøjede varmepriser for forbrugerne i forhold til anvendelsen af naturgas til kraftvarmeproduktionen. Dette er en vigtig forudsætning, idet naturgassen tidligere havde fortrinsret (i de områder, der er dækket af naturgasnettet). Der er således åbnet mulighed for, at nye eller eksisterende biogasanlæg umiddelbart kan gå ind og levere biogas til nogle af de allerede eksisterende naturgasfyrede kraftvarmeværker, såfremt varmen fra biogassen prismæssigt kan konkurrere med den pris, varmeforbrugerne betaler for varmen fra naturgassen. Nyt energiforlig marts 2012 I marts 2012 indgik hovedparten af Folketingets partier en bred energiaftale, der gælder frem til En del af aftalen er at en række tiltag, der skal skabe bedre rammebetingelser for biogasudbygningen. Nedenstående er citeret fra aftalens afsnit om fremme af biogas (Energistyrelse 2012): Der skal gennemføres en ambitiøs udbygning med biogas. Med henblik på at skabe fremdrift i denne skal de økonomiske vilkår for biogasproduktionen forbedres, og biogas skal i højere grad end i dag kunne anvendes uden for kraftvarmesektoren. Parterne er derfor bl.a. enige om, at den samlede støtte til biogas, der anvendes til kraftvarme eller sendes ud i naturgasnettet skal kunne opnå støtte på 115 kr./gj i 2012, hvilket opnås gennem følgende: - En ny sammensat støttemodel for biogas, hvor: o Den eksisterende støtte på 79 kr./gj til biogas anvendt i kraftvarmeværker fortsættes som grundtilskud. o Der gennemføres tilskudsmæssig ligestilling af biogas til naturgasnettet med biogas til kraftvarme, således at også biogas, der leveres til naturgasnettet, opnår et grundtilskud på 79 kr./gj. o Der indføres et nyt grundtilskud til biogas til proces i virksomheder og transport på netto 39 kr./gj o Igangsætningsstøtten fra anlægspuljen øges fra 20 pct. til 30 pct. i Der indføres et tilskud på 26 kr./gj til alle anvendelser af biogas. Tilskuddet aftrappes i takt med stigende naturgaspriser. Tilskuddet aftrappes med 1 øre/gj, når naturgasprisen stiger med 1 øre/gj. o Der indføres yderligere et tilskud på 10 kr./gj til alle anvendelser af biogas. Tilskuddet aftrappes med 2 kr./gj fra 2016 til 0 kr./gj i Reguleringen ændres med henblik på at gøre det muligt frivilligt at omlægge fra fast elafregning til elpristillæg for rene biogasbaserede værker. - De kommunale naturgasselskaber får mulighed for at engagere sig i biogasproduktion som en tilknyttet aktivitet til deres kommercielle aktiviteter. - Der nedsættes en taskforce, der skal undersøge og understøtte konkrete biogasprojekter med henblik på at sikre den forudsatte biogasudbygning frem mod Såfremt der ikke er den fornødne udvikling i nye projekter i , er parterne enige om i 2014 at drøfte andre muligheder for at fremme Januar DTI

7 biogasudbygningen, herunder konkrete forslag, der indebærer aftagepligt. Der afsættes 9,6 mio. kr. i til taskforcen til understøttelse af udbygning af biogas. - Biogasrejseholdet videreføres. Der afsættes 13,2 mio. kr. i Som det kan ses, indeholder aftalen generelle tiltage til fremme af biogasudbygningen i Danmark, og tiltagene er derfor ikke specielt målrettede mod bedre varmeudnyttelse. Man kan sige, at aftalen tværtimod sigter mod at åbne op for andre anvendelser af biogassen end til kraftvarme. Men der er ingen tvivl om, at de forbedrede generelle afregningsbetingelser for biogas, der anvendes til kraftvarme eller sendes ud i (naturgas-)nettet vil betyde, at der bliver etableret nye biogasanlæg med kraftvarmeproduktion. 3 Flaskehalse og barrierer Der er i Danmark et godt grundlag for udnyttelse af varme fra biogasproduktion, idet en lang række fysiske, tekniske og lovgivningsmæssige forhold er medvirkende til at støtte op omkring dette - I Danmark er der en lang tradition for stor andel af fjernvarme. Biogas er en god energikilde til at gå ind og dække grundlast i små og store fjernvarmenet, i modsætning til visse andre former for Vedvarende Energi (sol, vind), der har en mere fluktuerende karakter. - Danmarks geografiske placering og klimatiske forhold gør, at der er et betydeligt varmeforbrug. Selv om dette er meget lavere i sommermånederne end om vinteren, er der fortsat et sommerforbrug, der muliggør anvendelse af store dele af (hvis ikke hele) varmeproduktionen - Temperaturen på kølevandet (som udgør varmeproduktionen) fra motorgeneratoranlæggene gør det meget velegnet til opvarmningsformål. - Lovgivningen omkring etablering af biogas til kraftvarme og udnyttelse af varmen herfra er veludviklet (omend omfattende ), og biogas er en prioriteret ressource. Disse fornuftige betingelser har naturligvis også resulteret i, at de danske biogasanlæg generelt har en høj grad af varmeudnyttelse. Og derfor er der ikke tale om store flaskehalse og barrierer, som man måtte se i andre lande. Men der er naturligvis fortsat nogle udfordringer - På BGA vil det fortsat være en udfordring, at varmeforbruget i specielt i sommerperioden - ikke er stort nok til at aftage hele varmeproduktionen. Og såfremt der ikke findes alternative afsætningsmuligheder for varmen, vil en del af varmeproduktionen fortsat skulle bortkøles (hvilket naturligvis er uhensigtsmæssigt, både ud fra en ressourcemæssig betragtning og fordi det koste elektricitet). Problemet er størst på kvægbedrifter og mindre på svinebedrifter, hvor der er et større varmeforbrug i staldene. - Anvendelse til industrielle og procesformål er mindre attraktivt, fordi den energi, der erstattes er mindre afgiftsbelagt end energi til privat opvarmning. - Man har i forbindelse med forprojekter for BFA i den senere tid oplevet en betydelig lokal uvilje mod at få et biogasanlæg placeret i lokalområdet. Dette har i flere tilfælde Januar DTI

8 ført til, at biogasanlægget er blevet opgivet, eller at man har været nødt til at finde alternative placeringer, der måske ikke er optimale i forhold til udnyttelsen af varmen. - Der er intentioner om en massiv forøgelse af antallet af biogasanlæg frem til Da anlæggene fortrinsvis vil blive lokaliseret i områder med størst husdyrtæthed kan det være et spørgsmål om der i disse områder er tilstrækkeligt med egnede byer med potentiale for at aftage biogasvarmen i fjernvarmenet. - Med den nye energiaftale er der skabt gode rammebetingelser og afregningsforhold, der kan medvirke til at gøre biogassen konkurrencedygtig i for hold til naturgas; dermed er der åbnet op for, at biogas kan erstatte naturgas på eksisterende kraftvarmeværker. Omvendt kan biogasanlæggenes økonomi fremover når der etableres mange nye anlæg - blive presset af mangel på letomsætteligt industriaffald, der i dag udgør en vigtig del af anlæggenes økonomi. Med de teknologier, der er til rådighed i dag er kraftvarme den mest effektive udnyttelse af biogassen. Forventningen om en massiv udbygning med biogas indebærer også, at der er betydelig interesse for alternative anvendelsesmuligheder for biogassen, herunder opgradering til transportbrændstof. Såfremt nogle af disse muligheder på sigt viser sig mere favorable end kraftvarmproduktion kan der komme en konkurrencesituation om biogassen, således at den ikke nødvendigvis anvendes, hvor varmeudnyttelsen og dermed den samlede udnyttelse er størst. I afsnit 5 angives forslag til tiltag, der kan overkomme disse udfordringer. 4 Løsninger for øget udnyttelse af varmeproduktion fra biogasanlæg I det følgende er anført en række muligheder, der kan forbedre udnyttelsen af varmeproduktion fra biogas, både i form af en samlet udbygning med biogas kraftvarme, men også tiltag, der kan forbedre udnyttelsen på eksisterende og kommende anlæg Nye kraftvarmeanlæg (barmarksprojekter) Der vil forsat og ikke mindst med de nye afregningsbetingelser i den nye energiaftale - være mulighed for at finde mindre byer i husdyrtætte områder, hvor det vil være muligt at etablere fjernvarmenet, der kan aftage varmen fra nye biogasanlæg. Den væsentligste udfordring ser pt ud til at være at få biogasanlæggene placeret fornuftigt i forhold til byerne og samtidigt ikke så langt væk, at varmetabet i transmissionsledninger bliver for stort. En mulig løsning på denne udfordring vil være, at kommunerne udlægger egnede områder til placering af BFA, således at planarbejdet forenkles. Fortrængning af naturgas på eksisterende kraftvarmeanlæg Som nævnt i afsnit 2 er anvendelsen af biogas i kraftvarmeanlæg nu prioriteret i lovgivningen, således at Kommunerne i deres planlægning skal give plads til at der anvendes biogas på anlæg der nu fyres med naturgas. Her er således en meget tilgængelig mulighed for at øge udnyttelsen af biogas uden at der skal findes helt nye aftagere af varmen. Kriteriet er, at biogassen prismæssigt skal konkurrere med naturgassen, således at varmeprisen ikke bliver højere for forbrugerne. Januar DTI

9 Afsætning af varme til større fjernvarmenet På samme måde er det muligt i det omfang biogasanlægget er placeret tæt på eksisterende større fjernvarmenet at afsætte varmen til et sådant net. Kriteriet vil naturligvis være, om biogasanlægget er i stand til at tilbyde varmen til en pris, der er attraktiv for forsyningsselskabet. Gastransmissionsledninger fra BGA Hvis der ikke er tilstrækkeligt varmebehov på bedrifterne med BGA, kan gassen transporteres fra BGA erne til et kraftvarmeværk ved en by, hvor der er varmeaftag i form af et fjernvarmenet. Der er planer om at etablere en sådan løsning i Ringkøbing-Skjern Nabovarme For BGA er der gedemuligheder for at afsætte varme til nabobeboelser og andre nærved liggende ejendomme. Specielt hvis der ligger en institution med et større afgiftsbelagt energiforbrug i nærheden kan det være rentabelt at lægge en varmeledning derhen. Den væsentligste udfordring ved at foretage investering i en sådan varmeledning vil være, at der nødvendigvis må være en bindingsperiode for begge parter, der afspejler investeringens størrelse. Industriel og procesmæssig anvendelse af varme fra biogas Specielt for BGA er der behov for at optimere udnyttelsen af varmen i sommerperioden, hvor opvarmningsbehovet er begrænset, ikke mindst på kvægbedrifter. Korntørring vil være en oplagt mulighed, der passer fint sæsonmæssigt, men der er også behov for andre tiltag. Der har i de sidste år været en betydelig interesse i landbruget for reduktion af gyllens volumen, herunder gennem inddampning. Teknologierne har endnu ikke opnået det store gennembrud, væsentligst pga høje omkostninger; varme ellers der bortkøles fra BGA i sommerperioden kunne være en attraktiv mulighed her. Rørføring af biogas og eventuel opgradering injektion på naturgasnettet. På biogasanlæg, hvor der ikke er udnyttelsesmuligheder for varmen, vil transport af biogassen i rør til alternative til central anvendelse andet steds være en oplagt mulighed. Enten til direkte til et kraftvarmeanlæg, der er beliggende i forbindelse med et fjernvarmenet, der kan aftage varmen. Eller gennem opgradering og injektion på naturgasnettet; herefter kan den opgraderede biogas tages ud et andet sted på nettet (som man kender det med vindmøllestrøm på elnettet) og anvendes til kraftvarme med større udnyttelsesgrad. 5 Konklusioner I Danmark er der generelt en god udnyttelse af varme fra biogasproduktion. En lang række fysiske, tekniske og lovgivningsmæssige forhold er medvirkende til at støtte op omkring dette. Biogas er en prioriteret ressource til kraftvarmeproduktion De væsentligste muligheder for at øge udnyttelsen af varme fra biogasproduktion i Danmark er: Januar DTI

10 For Biogasfællesanlæg: - Etablering af nye fjernvarmeanlæg i tilknytning til nye biogasanlæg ( barmarksprojekter ) - Fortrængning af naturgas på eksisterende naturgasfyrede kraftvarmeanlæg - Salg af varme til eksisterende fjernvarmeanlæg i større (eller mindre) byer - Opgradering og injektion af biogassen på naturgasnettet, således at den efterfølgende kan anvendes til kraftvarme andre steder, hvor der er et varmebehov For Biogasgårdanlæg: - Transport af biogassen fra flere BGA til kraftvarmeanlæg, hvor varmen udnyttes i fjernvarmenet - Nabovarme - Udnyttelse af overskudsvarme (specielt i sommerperioden) til proces- og industrielle formål - Opgradering og injektion af biogassen på naturgasnettet, således at den efterfølgende kan anvendes til kraftvarme andre steder, hvor der er et varmebehov Forkortelser BFA: Biogasfællesanlæg et biogasanlæg, hvor biomassen (husdyrgødningen) bringes fra flere bedrifter til et centralt biogasanlæg, hvor biogasproduktionen foregår. Varmen fra den producerede biogas anvendes typisk til fjernvarme. BGA: Biogasgårdanlæg et biogasanlæg typisk beliggende på en bedrift, hvor kun husdyrgødningen fra denne bedrift indgår i biogasproduktionen (sammen med mindre mængder industriaffald). Varmen fra den producerede biogas anvendes typisk til opvarmning af bolig og stalde på bedriften. Referencer Energistyrelsen 2007: Vejledning til Bekendtgørelse nr af 13/12/2005 om godkendelse af projekter for kollektive varmeforsyningsanlæg. se%202007%20end%20udgave.pdf Energistyrelsen Aftale mellem regeringen (Socialdemokraterne, Det Radikale Venstre, Socialistisk Folkeparti) og Venstre, Dansk Folkeparti, Enhedslisten og Det Konservative Folkeparti om den danske energipolitik , 22. marts DK/Info/Nyheder/Nyhedsarkiv/2012/Documents/Aftale_ _FINAL_ren.doc.pdf Klima-, Energi- og Bygningsministeriet, 2011: Bekendtgørelse af lov om varmeforsyning, LBK nr 1184 af 14/12/ INBIOM Kogebog for etablering af biogasanlæg Januar DTI