Udnyttelse af biogas og varmetransmissionsledning til Østbirk

Transkript

1 Notat Projekt: Dato: 5. marts 2015 Brædstrup Fjernvarme Udnyttelse af biogas og varmetransmissionsledning til Østbirk Linn Laurberg Jensen PlanEnergi, Værksgruppen E: T: Niels From E: T: Kvalitetssikret af: Per Alex Sørensen E: T: Projektnr. 865 Notat vedr.: Beregninger af selskabs- og samfundsøkonomi i forbindelse med udnyttelse af biogas på eksisterende motoranlæg i Brædstrup, samt etablering af en varmetransmissionsledning mellem Brædstrup og Østbirk. NORDJYLLAND Jyllandsgade 1 DK 9520 Skørping Tel Fax MIDTJYLLAND Vestergade 48 H, 2. sal DK 8000 Århus C Tel Fax SJÆLLAND Postadresse: A.C. Meyers Vænge København SV Besøgsadresse: Frederikskaj 10 A 1. sal 2450 København SV Tel.: planenergi@planenergi.dk CVR: Side 1 af 48

2 Indhold 1 Sammenfatning og konklusion Indledning Beregninger Beregningsmetode Beregningsforudsætninger Varmegrundlag, Brædstrup Varmegrundlag, Østbirk Prisniveau Afgifter Flispris Naturgaspris Biogaspris og -mængde El-priser Afregning af el fra biogas Ombygning af motor til biogas Investeringsbehov i biogasløsning Investeringsbehov i varmetransmissionsledning Beregningsresultater: Energiomsætning Beregningsresultater: Selskabsøkonomi Bilag A: energypro-udskrifter for scenarie 0 Referencen Bilag B: energypro-udskrifter for scenarie 1 Biogas Bilag C: energypro-udskrifter for scenarie 2 VTL Bilag D: Budgetpriser fra Rolls-Royce Bilag E: Kortskitser Bilag F: Samfundsøkonomi med biogas Bilag G: Samfundsøkonomi med biogas og VTL Side 2 af 48

3 1 Sammenfatning og konklusion For Brædstrup Fjernvarme er der udarbejdet selskabs- og samfundsøkonomiske beregninger for udnyttelse af biogas fra biogasanlægget ved Horsens Nord. I de selskabsøkonomiske beregninger er der benyttet estimerede priser oplyst af Rolls-Royce i forbindelse med ombygning af den ene motor til biogasdrift, samt estimerede priser fra Brædstrup Fjernvarme på transmissionsledning til Østbirk og biogasledning. Der er regnet med en biogaspris på 5,25 kr/nm 3 biogas (100% metan). Der er regnet med en fast naturgaspris på 2,05 kr/nm 3 fra , og herefter er Energistyrelsens fremskrivning fra december 2014 på ca. 2,86 kr/nm 3 anvendt (figur 3). Afregning af el fra biogas fremgår af figur 5. Fra er afregningen er mellem 110 og 120 øre/kwh, og fra er afregningen mellem 80 og 90 øre/kwh. Den største del af prisfaldet skyldes stigningen i naturgasprisen. Der er regnet på følgende 4 scenarier: Scenarie 0 Referencen Scenarie 1 Biogas Scenarie 2 VTL Scenarie 2a VTL Brædstrup Fjernvarme og Østbirk Varmeværk med de nuværende produktionsenheder. Som scenarie 0 suppleret med en 20 km lang biogastransmissionsledning fra Horsens Nord til Brædstrup, ombygning af én naturgasmotor til biogas samt etablering af en kompressor til komprimering af biogassen. Som scenarie 1 suppleret med en 10 km lang varmetransmissionsledning (VTL) mellem varmeværkerne i Brædstrup og Østbirk. Som scenarie 2, dog har biogassen ikke tvunget 1. prioritet, og biogassen kan derfor fortrænges af bl.a. varme fra flis. I scenarie 1 er der en budgetteret investering på ca. 12,5 mio. kr (tabel 3). I scenarie 2 og 2a er der budgetteret en yderligere investering på ca. 30,5 mio. kr (tabel 4), således den samlede investering er ca. 43 mio. kr. Biogasforbruget i de enkelte scenarier er således (figur 11): Biogasforbrug / [mio. Nm 3 /år] Scenarie 0 0,0 Scenarie 1 4,8 Scenarie 2 5,6 Scenarie 2a : 2, : 0,0 Det fremgår således at scenarie 2a reelt ikke er et biogas-scenarie. Side 3 af 48

4 Akkumuleret nettobesparelse / [kr] Den akkumulerede nettobesparelse ser således ud (figur 15): Biogas 2 - VTL Nul (0) 2a - VTL År Det fremgår således at scenarierne 1 og 2 har nogenlunde den samme selskabsøkonomi, som består af en maksimal akkumuleret besparelse på ca. 1 mio. kr, som efter 2018 vender til et underskud. Underskuddet vokser til ca. 30 mio. kr i Det kan derfor konkluderes, at scenarierne 1 og 2 er selskabsøkonomisk uinteressante med de anvendte biogas- og naturgaspriser. Det fremgår endvidere at scenarie 2a har en nettobesparelse på ca. 1,5 mio. kr/år, hvilket giver en akkumuleret besparelse på ca. 16 mio. kr i Nettobesparelsen i scenarie 2a stammer primært fra afgiftsfritaget varme fra flis, som fortrænger varme fra afgiftsbelagt naturgas. Det bemærkes, at scenarie 2a reelt ikke er et biogas-scenarie, idet biogasforbruget er stort set nul. Figur 16 viser udviklingen i varmeproduktionsprisen på biogas til 5,25 kr/nm 3 samt balancerende biogaspriser ved konstante varmeproduktionspriser. Det fremgår bl.a. at biogasprisen efter 2018 skal ned under ca. 4,50 kr/nm 3 for at være selskabsøkonomisk interessant (og ned på omkring 3,50 kr/nm 3 for at være på niveau med varme fra flis). I de samfundsøkonomiske beregninger (bilagene F og G) er det antaget at biogassen skal opgraderes til naturgaskvalitet i reference-situationen, hvilket har en omkostning på 1 kr/nm 3 bionaturgas. Scenarie 1 har et samfundsøkonomisk overskud på 42,9 mio. kr (bilag F), og scenarie 2 har et samfundsøkonomisk overskud på 24,7 mio. kr (bilag G). Det har fra tidligere beregninger været svært at få et samfundsøkonomisk overskud i etableringen af en transmissionsledning mellem Brædstrup og Østbirk grundet den store investering. Etableringen af en transmissionsledning sammen med udnyttelse af biogas kan gøre dette muligt. Side 4 af 48

5 2 Indledning Brædstrup Fjernvarme ønsker samfunds- og selskabsøkonomien belyst i forbindelse med udnyttelse af biogas på værkets motoranlæg. I rapporten Flexcities fremgår, at der er et biogasanlæg under opførelse ved Horsens Nord og yderligere biogasanlæg er på idéstadiet i nærheden af Brædstrup og Hedensted ved DAKA. Anlæggenes kapacitet kan blive følgende: Tabel 1: Mulige biogaskapaciteter. For værdierne i tabel 1 gælder, at biogas består af ca. 65% CH 4 (metan) og ca. 35% CO 2. Bionaturgas består af 100% CH 4. Anlægget ved Horsens Nord er etableret under navnet Horsens Bioenergi ApS. I samarbejde med DONG Energy opgraderer Horsens Bioenergi biogassen til naturgas gennem et opgraderingsanlæg. Som grundlag for disse beregninger etableres en gasledning fra Horsens Nord til Brædstrup Fjernvarme på 20 km, jf. bilag E. 2.1 Beregninger Der er i nærværende notat regnet på følgende 4 forskellige scenarier: Scenarie 0 Referencen Scenarie 1 Biogas Scenarie 2 VTL Scenarie 2a VTL Brædstrup Fjernvarme og Østbirk Varmeværk med de nuværende produktionsenheder. Som scenarie 0 suppleret med en 20 km lang biogastransmissionsledning fra Horsens Nord til Brædstrup, ombygning af én naturgasmotor til biogas samt etablering af en kompressor til komprimering af biogassen. Som scenarie 1 suppleret med en 10 km lang varmetransmissionsledning (VTL) mellem varmeværkerne i Brædstrup og Østbirk. Som scenarie 2, dog har biogassen ikke tvunget 1. prioritet, og biogassen kan derfor fortrænges af bl.a. varme fra flis. Der har tidligere fra Brædstrup Fjernvarme og Østbirk Varmeværk været ytret ønske om en varmetransmissionsledning mellem de to værker, for i første omgang at kunne udnytte kapaciteten på Østbirks biomasse kedel og solvarmen fra Brædstrup. Side 5 af 48

6 Konvertering af begge motorer kan eventuelt optimere prisen. Der er i beregningerne kun konverteret en enkelt motor til biogasdrift. Der benyttes gældende afgifter for Alle beløb opgives excl. moms med mindre andet er nævnt. Simuleringerne, der danner grundlag for de selskabs- og samfundsøkonomiske beregninger, er foretaget i simuleringsprogrammet energypro, der optimerer driften af værket på timebasis. Udskrifter fra energypro er vedlagt i bilagene A, B og C. De selskabs- og samfundsøkonomiske beregninger er udarbejdet i regneark på baggrund af resultaterne fra energyproberegningerne. Side 6 af 48

7 3 Beregningsmetode De 4 scenarier er modelleret i simuleringsprogrammet energypro. Der er regnet på en periode på 11 år fra 2015 til 2025 (begge år incl.). Det er antaget at år 2015 er ens i de 4 scenarier, samt at anvendelsen af henholdsvis biogas (i scenarierne 1, 2 og 2a) og varmetransmissionsledningen (i scenarierne 2 og 2a) påbegyndes den 1/ Energiomsætningen i de enkelte år, samt de årlige driftsomkostninger er beregnet i energy- PRO, jf. bilagene A, B og C. Solvarme og anvendelse af biogas anvendes med 1. prioritet, og de øvrige produktionsenheder prioriteres efter at opnå den laveste varmepris. Det bemærkes, at dette bl.a. betyder at flisvarme ikke kan fortrænge biogasvarme. Undtaget fra dette er scenarie 2a, hvor biogassen ikke har tvunget 1. prioritet. De selskabs- og samfundsøkonomiske beregninger er beregnet i regneark. Det bemærkes, at de samfundsøkonomiske beregninger, som findes i bilagene F og G, er ikke opdaterede i dette notat. Det vurderes dog at de samfundsøkonomiske konklusioner er uændrede. Side 7 af 48

8 471 Varme ab værk / [MWh/måned] Varme ab værk / [MWh/måned] Beregningsforudsætninger I dette kapitel beskrives de vigtigste forudsætninger for beregningerne. 4.1 Varmegrundlag, Brædstrup Brædstrup har oplyst et varmegrundlag på MWh i Det graddøgnskorrigerede varmegrundlag er beregnet til MWh/år med et graddøgnsafhængigt forbrug (GAF) på 61,0%, jf. figur GAF GUF Oplyst J F M A M J J A S O N D 2012 Figur 1: Varmegrundlag for Brædstrup. GUF = GraddøgnsUafhængigt Forbrug. 4.2 Varmegrundlag, Østbirk Østbirk har oplyst et varmegrundlag på MWh i Det graddøgnskorrigerede varmegrundlag er beregnet til MWh/år med et graddøgnsafhængigt forbrug (GAF) på 61,0%, jf. figur GAF GUF Oplyst J F M A M J J A S O N D 2012 Figur 2: Varmegrundlag for Østbirk. GUF = GraddøgnsUafhængigt Forbrug. Side 8 af 48

9 "Rå" naturgaspris / [kr/nm3] 2,05 2,05 2,05 2,05 2,83 2,86 2,86 2,87 2,88 2,88 2, Prisniveau Beregningerne er baseret på faste 2015-kr excl. moms. 4.4 Afgifter Beregningerne er baseret på de gældende afgifter for Flispris Der er anvendt en flispris på 182 kr/mwh. 4.6 Naturgaspris De anvendte naturgaspriser fremgår af figur 3. 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 ENS 1,00 Låst 0,50 0, År Figur 3: Rå naturgaspriser. ENS = Energistyrelsens fremskrivning fra december Fra 2015 til 2018 er naturgasprisen låst på det aktuelle niveau (oplyst af Brædstrup Fjernvarme). Fra 2019 og frem anvendes Energistyrelsens fremskrivning. Den rå naturgaspris tillægges 0,4443 kr/nm 3, som dækker omkostningerne i tabel 2. Forudsætninger år 2015 Distribution 0,3712 kr/nm 3 Tillæg til GPN 0,007 kr/nm 3 Transmision m.m. 0,032 kr/nm 3 Nødforsyning 0,0081 kr/nm 3 Variabel tillæg til lev 0,026 kr/nm 3 Tillæg i alt 0,4443 kr/nm 3 Tabel 2: Tillæg til den rå naturgaspris, oplyst af Brædstrup Fjernvarme. Side 9 af 48

10 Årgennemsnit / [kr/mwh-el] Biogaspris og -mængde Der er anvendt en biogaspris på 5,25 kr/nm 3 (100% metan). Hertil kommer en driftsomkostning på 0,0847 kr/nm 3 (100% metan) til tryksætning af biogassen til 4,2 4,3 bar. Fra tidligere rapporter fra PlanEnergi er der fundet et el-forbrug for komprimering på 14 kwh el pr. MWh gas. Driftsomkostningen er beregnet som 0,605 kr/kwh el * 14 kwh el /MWh biogas * 0,001 MWh biogas /kwh biogas * 10 kwh biogas /Nm 3 = 0,0847 kr/nm 3 (100% metan), idet el-forbruget til tryksætning er afregnet med 60,5 øre/kwh 1. Biogasforbruget begrænses udelukkende af biogasmotorens brændselseffekt på kw, svarende til 780 Nm3/h. 4.8 El-priser De anvendte el-priser for afregning af el fra naturgasmotorerne samt el til elkedlen fremgår af figur 4, idet der er anvendt den samme timevariation som i Vestdanmark ENS Historisk Figur 4: El-priser. ENS = Energistyrelsens fremskrivning fra december År 4.9 Afregning af el fra biogas El fra biogas afregnes til spotprisen suppleret et tilskud bestående af følgende 3 dele: Et grundtilskud, som sammen med el-spotprisen udgør 81,0 øre/kwh i Grundtilskuddet reguleres med 60% af inflationen. Et naturgasprisafhængigt tilskud på 26,0 øre/kwh i 2012, som nedtrappes med 1 øre/kwh for hvert 1 kr/gj naturgasprisen stiger i forhold til en basispris på 53,2 kr/gj i Et tidsbegrænset tilskud på 10,0 øre/kwh i 2012, som nedstrappes fra 2016 til 0,0 øre/kwh i =AURA+GE&customer-group=corporate&ratetype=VariableRate Side 10 af 48

11 Biogas-tarif / [øre/kwh-el] Pristillægget for naturgas reguleres efter en basispris på 53,2 kr/gj for naturgas. Stiger naturgasprisen til f.eks. 54,2 kr/gj falder pristillægget fra 26 til 25 øre/kwh. Tilsvarende stiger pristillægget, hvis naturgasprisen falder. Figur 5 viser hvorledes biogasafregningen udvikler sig fra 2015 til 2025 baseret på naturgaspriserne i figur NG-tilskud Tidsbegrænset Grundtilskud 0 År Figur 5: Afregning af el fra biogas. NG = Naturgasprisafhængigt Ombygning af motor til biogas Det fremgår af forudsætning nr. 1 i Rolls-Royces budgetpriser, jf. bilag D, at 1. Motorens mekaniske output må reduceres, så makstrykkene i gennemsnit ikke overstiger 125 bar. Forventet reduktion: 6% 12% i elektrisk generator output. (3637 kwe reduceres til kwe). I beregningerne er det derfor antaget at biogasmotoren kører 90% dellast (7.800 kw indfyret ). Desuden forventes el-virkningsgraden at blive reduceret en smule. I beregningerne er det antaget at el-virkningsgraden reduceres fra 42,0% til 41,0% (3.198 kw el ). Når lavtemperatur-røggasveksleren fjernes, reduceres varmevirkningsgraden. I beregningerne er det antaget at varmevirkningsgraden reduceres fra 47,3% til 40,0% (3.120 kw varme ) Investeringsbehov i biogasløsning Ved biogasdrift skal følgende ting ændres: Højtemperatur-røggasveksleren bør ikke køle røggassen længere ned end 150 C pga. svovlsyredugpunktet (der skal eventuelt laves en shunt over højtemperaturrøggasveksleren for at hæve røggastemperaturen). Side 11 af 48

12 Lavtemperatur-røggasveksleren skal tages ud af drift pga. korrosionsrisikoen, som følge af dugpunktet. 2 Der skal etableres en ny gasrampe for biogas samt gasmixer for naturgas og biogas, og motoren skal indreguleres på ny. Derudover skal der etableres en gaskompressor, der kan give et biogastryk på 4,2 4,3 bar. Bergen Engines Denmark A/S og Rolls-Royce har leveret budgetpriser for 3 mulige konverteringer: Konvertering til biogas: Konvertering til biogas eller naturgas, hvor ingen blanding er mulig: Konvertering til blandgasdrift mellem naturgas og biogas: kr kr kr* *) For konvertering til blandgas er der en optionspris på flow-metre, der ligger mellem kr og kr. I de selskabs- og samfundsøkonomiske konsekvens beregningerne er der afsat 1 mio. kr til konvertering. Derudover er lagt investeringspriser i biogasledningen. I appendiks 8 i rapporten Biogasnettet i Ringkøbing-Skjern Kommune - Produktion og afsætning af Dansk Gasteknisk Center a/s, november 2010, er der angivet en gennemsnitlig pris på biogastransmissionsledninger på kr/km på baggrund af en business case, der er opstillet for Ringkøbing-Skjern Kommune. Fra Brædstrup Fjernvarme er der oplyst en overslagspris på gasledningen på ca. 500 kr/m. Priserne oplyst af Brædstrup Fjernvarme er anvendt. Der er således en samlet investering på 12,5 mio. kr som det fremgår af anlægsbudgettet af tabel 3. Budgetpriserne fra Rolls-Royce er vedlagt i bilag D. Investeringer - Udnyttelse af biogas v. Brædstrup Fjernvarme Biogasledning Biogasledning 20 km á 500 kr./m kr Ombygning gasmotor Budget fra Rolls-Royce (afrundet) kr Kompressor kr Samlet investering kr Tabel 3: Anlægsbudget for udnyttelse af biogas ved Brædstrup Fjernvarme. 2 Det vil sandsynligvis være rentabelt at investere i en ny, rustfast lavtemperatur-røggasveksler, idet biogasmotoren får mange årlige driftstimer. Dette er dog ikke undersøgt nærmere i dette notat. Side 12 af 48

13 4.12 Investeringsbehov i varmetransmissionsledning Til investeringen på 12,5 mio. kr for anlægsbudgettet for Brædstrup Fjernvarme tillægges investeringen på varmetransmissionsledningen mellem Brædstrup Fjernvarme og Østbirk Varmeværk. I energypro er den maksimalt transmitterede effekt mellem Brædstrup Fjernvarme og Østbirk Varmeværk beregnet til ca. 4,0 MW i scenarie 2 og ca. 4,6 MW i scenarie 2a, svarende til en DN 125. I rapporten Østjysk Fjernvarme Fremtidens Forsyning fra juni 2012 er der angivet en transmissionseffekt mellem Brædstrup Fjernvarme og Østbirk Varmeværk på 12 MW. Dette svarer til en DN 250 transmissionsledning. Det er valgt at benytte transmissionsledningen med en kapacitet på 12 MW i beregningerne. På den måde er ledningen forberedt for den strategiske planlægning af varmeforsyningen i Horsens og Hedensted kommuner samt etablering af ny flis kapacitet og en eventuel udvidelse af transmissionsledningen til Nim. Varmetabet i en DN 250 er i grundberegningen sat efter serie 2 rør med et varmetab på 29,2 W/m, svarende til et varmetab på 292 kw for transmissionen på 10 km, jf. bilag E. For beregninger af etablering af transmissionsledning mellem Brædstrup og Østbirk er der benyttet anlægsbudgettet for transmissionsledningen som vist i tabel 4. Investeringer - Transmissionsledning ml. Brædstrup Fjv. og Østbirk VV Transmissionsledning kr Gravearbejde kr Varmeveksler, pumper, mv. kr Diverse kr Projektering kr Total kr Tabel 4: Anlægsbudget for transmission mellem Brædstrup og Østbirk. For scenarierne 2 og 2a er der således en samlet investering på 43 mio. kr. Side 13 af 48

14 Varmeproduktion / [MWh/år] Varmeproduktion / [MWh/år] 5 Beregningsresultater: Energiomsætning I dette kapitel fremlægges de energimæssige resultater fra beregningerne i energypro, der efterfølgende danner grundlag for de selskabsøkonomiske beregninger Reference År ØVV Oliekedel ØVV Fliskedel BFV Elkedel BFV Kedel 3 BFV Kedel 1 BFV Motor 2 Naturgas BFV Motor 1 Naturgas BFV Motor 1 Biogas BFV Solvarme Figur 6: Varmeproduktionsfordeling i scenarie 0 Referencen. Figur 6 viser varmeproduktionsfordelingen i scenarie 0 Referencen. Det fremgår at solvarmen producerer ca MWh/år i alle årene. I Brædstrup produceres den resterende varme på naturgas og el-kedlen. El-kedlen producerer mellem 700 og MWh/år. De 2 naturgasmotorer producerer mere og mere år for år pga. de stigende el-priser, dog mindre fra 2018 til 2019 hvor naturgasprisen stiger. I Østbirk produceres al varmen på fliskedlen Reference + Biogas ØVV Oliekedel År ØVV Fliskedel BFV Elkedel BFV Kedel 3 BFV Kedel 1 BFV Motor 2 Naturgas BFV Motor 1 Naturgas BFV Motor 1 Biogas BFV Solvarme Figur 7: Varmeproduktionsfordeling i scenarie 1 med biogas. Figur 7 viser varmeproduktionsfordelingen i scenarie 1 med biogas. Som forventet er varmeproduktionsfordelingen i 2015 er identisk med scenarie 0. Fra 2016 og frem producerer bio- Side 14 af 48

15 Varmeproduktion / [MWh/år] Varmeproduktion / [MWh/år] gasmotoren ca MWh/år, som primært fortrænger naturgaskedeldrift. Varmeproduktionen i Østbirk er identisk med scenarie Reference + Biogas + VTL ØVV Oliekedel År ØVV Fliskedel BFV Elkedel BFV Kedel 3 BFV Kedel 1 BFV Motor 2 Naturgas BFV Motor 1 Naturgas BFV Motor 1 Biogas BFV Solvarme Figur 8: Varmeproduktionsfordeling i scenarie 2 med biogas og VTL. Figur 8 viser varmeproduktionsfordelingen i scenarie 2 med biogas og varmetransmissionsledning. Som forventet er varmeproduktionsfordelingen i 2015 er identisk med scenarie 0. Fra 2016 øges varmeproduktionen med varmetabet i varmetransmissionsledningen (ca MWh/år). I scenarie 2 øges biogasmotorens varmeproduktion med ca. 18% (til ca MWh/år) og fliskedlens varmeproduktion øges med ca. 55% (fra ca til ca MWh/år). Den resterende varmemængde på ca MWh/år (svarende til ca. 8% af den samlede varmemængde) produceres på naturgasmotoren, naturgaskedlen og el-kedlen a - Reference + Biogas + VTL ØVV Oliekedel År ØVV Fliskedel BFV Elkedel BFV Kedel 3 BFV Kedel 1 BFV Motor 2 Naturgas BFV Motor 1 Naturgas BFV Motor 1 Biogas BFV Solvarme Figur 9: Varmeproduktionsfordeling i scenarie 2a med biogas og VTL. Side 15 af 48

16 Biogasforbrug / [Nm3/år] Varmeproduktion / [MWh/år] Figur 9 viser varmeproduktionsfordelingen i scenarie 2a med biogas og varmetransmissionsledning hvor varme fra flis- og naturgaskedler må fortrænge varme fra biogassen. Sammenlignet med scenarie 2 i figur 8 fremgår det tydeligt, at flisen fortrænger biogassen. I årene reduceres biogasforbruget med ca. 50%, og fra 2019 og frem er biogasforbruget nul. Flisforbruget øges til gengæld med ca. 40%, og fra 2019 og frem øges varmeproduktionen på naturgaskedlerne også Ref. 1 - Biogas 2 - VTL 2a - VTL Scenarie År 2016 ØVV Oliekedel ØVV Fliskedel BFV Elkedel BFV Kedel 3 BFV Kedel 1 BFV Motor 2 Naturgas BFV Motor 1 Naturgas BFV Motor 1 Biogas BFV Solvarme Figur 10: Varmeproduktionsfordeling i de 4 scenarier i år Figur 10 viser varmeproduktionsfordelingerne i alle scenarierne i år Biogas 2 - VTL 0 - Reference 2a - VTL Figur 11: Biogasforbrug i de 4 scenarier. År Figur 11 viser udviklingen i biogasforbruget i alle scenarierne. Det fremgår at biogasforbruget er relativt konstant i scenarierne 0, 1 og 2 (henholdvist 0, ca. 4,8 mio. og ca. 5,6 mio. Nm 3 /år). I scenarie 2a er biogasforbruget ca. 2,9 mio. Nm 3 /år i årene , og herefter 0. Side 16 af 48

17 Driftsbesparelse / [kr/år] Driftsomkostninger / [kr/år] 6 Beregningsresultater: Selskabsøkonomi Biogas 2 - VTL 0 - Reference 2a - VTL År Figur 12: Årlige driftsomkostninger i de 4 scenarier. Figur 12 viser de årlige driftsomkostninger (incl. indtægter fra salg af el og tilskud til biogas) for de 4 scenarier. Det fremgår at driftsomkostningerne stiger voldsomt fra 2018 til 2019, hvilket primært skyldes den øgede naturgaspris samt det deraf reducerede naturgasprisafhængige tilskud til el fra biogas, men også bortfaldet af det produktionsuafhængige tilskud År 1 - Biogas 2 - VTL Nul (0) 2a - VTL Figur 13: Årlig driftsbesparelse i scenarierne 1, 2 og 2a. Figur 13 viser de årlige driftsbesparelser i scenarierne 1, 2 og 2a i forhold til referencen. Det fremgår at der for scenarierne 1 og 2 er en driftsbesparelse i årene , men at besparelsen herefter er negativ. Scenarie 2a har en driftsbesparelse i alle årene. I scenarie 1 investeres ca. 12,5 mio. kr i biogasprojektet. Med en realrente på 1% p.a. og en afskrivningsperiode på 10 år giver et annuitetslån kapitalomkostninger på ca. 1,32 mio. kr/år. Side 17 af 48

18 Akkumuleret nettobesparelse / [kr] Nettobesparelse / [kr/år] I scenarierne 2 og 2a investeres yderligere ca. 30,5 mio. kr i varmetransmissionsledningen. Med en realrente på 1% p.a. og en afskrivningsperiode på 30 år giver et annuitetslån kapitalomkostninger på ca. 1,18 mio. kr/år År 1 - Biogas 2 - VTL Nul (0) 2a - VTL Figur 14: Årlig nettobesparelse i scenarierne 1, 2 og 2a. Figur 14 viser den årlige nettobesparelse i scenarierne 1, 2 og 2a i forhold til referencen. Nettobesparelsen svarer til driftsbesparelsen minus kapitalomkostningerne. Figur 14 er svarer dermed til figur 13 minus ca. 2,50 mio. kr/år. Det fremgår at nettobesparelsen for scenarierne 1 og 2 kun er positiv i årene 2016 og Scenarie 2a har en nettobesparelse i alle årene Biogas 2 - VTL Nul (0) 2a - VTL Figur 15: Akkumuleret nettobesparelse i scenarierne 1, 2 og 2a. År Figur 15 viser den akkumulerede nettobesparelse i scenarierne 1, 2 og 2a i forhold til referencen. Det fremgår at den akkumulerede nettobesparelse for scenarierne 1 og 2 er positiv indtil år 2018, hvorefter den bliver negativ for begge scenarier. I år 2025 har begge scenarier et ak- Side 18 af 48

19 Biogaspris / [kr/nm3] Varmepris / [kr/mwh] kumuleret underskud på ca. 30 mio. kr. Den akkumulerede nettobesparelse for scenarie 2a er positiv i alle årene, og i 2025 er det akkumulerede overskud ca. 16 mio. kr. 6,50 6, ,50 5,00 4,50 4,00 3, kr/mwh 400 kr/mwh 300 kr/mwh 5,25 kr/nm3 Varmepris 3, År Figur 16: Sammenhæng mellem biogaspriser og varmepriser. Se teksten for yderligere forklaring. På figur 16 viser den vandrette, sorte linie den anvendte biogaspris på 5,25 kr/nm 3 (på den venstre akse). Den stiplede, sorte kurve viser den resulterende varmeproduktionspris (på den højre akse). Det fremgår bl.a. at varmeproduktionsprisen er mellem 300 og 400 kr/mwh i årene , samt at den er mellem 600 og 700 kr/mwh fra 2019 og frem. En biogaspris på 5,25 kr/nm 3 medfører dermed at varmeproduktionsprisen med biogas fra 2019 og frem er højere end varmeproduktionsprisen på naturgaskedler (som er ca. 500 kr/mwh). Med en fastholdt varmeproduktionspris på 500 kr/mwh kan den balancerende biogaspris beregnes. Dette er vist på den blå kurve på figur 16. Det fremgår bl.a. at den balancerende biogaspris er over 5,75 kr/nm 3 indtil 2018, hvorefter den falder til under 4,90 kr/nm 3. Tilsvarende balancerende biogaspriser er vist for varmeproduktionspriser på 400 kr/mwh (rød kurve) og 300 kr/mwh (grøn kurve). Det bemærkes at kapitalomkostningerne ikke er indregnet i de balancerende biogaspriser. Side 19 af 48

20 Bilag A: energypro-udskrifter for scenarie 0 Referencen Side 20 af 48

21 Side 21 af 48

22 Side 22 af 48

23 Side 23 af 48

24 Side 24 af 48

25 Bilag B: energypro-udskrifter for scenarie 1 Biogas Side 25 af 48

26 Side 26 af 48

27 Side 27 af 48

28 Side 28 af 48

29 Side 29 af 48

30 Bilag C: energypro-udskrifter for scenarie 2 VTL Side 30 af 48

31 Side 31 af 48

32 Side 32 af 48

33 Side 33 af 48

34 Side 34 af 48

35 Bilag D: Budgetpriser fra Rolls-Royce Side 35 af 48

36 Side 36 af 48

37 Side 37 af 48

38 Bilag E: Kortskitser Figur E.1: Eksempel på ca. 20 km langt tracé for biogastransmissionsledningen fra biogasanlægget i Horsens Nord til varmeværket i Brædstrup. Figur E.2: Eksempel på ca. 10 km langt tracé for varmetransmissionsledningen mellem varmeværkerne i Brædstrup og Østbirk. Side 38 af 48

39 Bilag F: Samfundsøkonomi med biogas DETTE BILAG ER IKKE OPDATERET. De samfundsøkonomiske konsekvensberegninger er udarbejdet i henhold til Energistyrelsens vejledning: Vejledning i samfundsøkonomiske analyser på energiområdet, april 2005, samt appendiks Forudsætninger for samfundsøkonomiske analyser på energiområdet, december Kalkulationsrenten er 4%, jf. opdateret tillægsblad til vejledning af juni Endvidere er der anvendt gældende tillægsblad vedrørende global warming potentials for metan og lattergas fra juni Samfundsøkonomien er beregnet over en betragtningsperiode på 20 år. Ved beregning af de samfundsøkonomiske konsekvenser betragtes rentabiliteten i fjernvarmeforsyningen ved udnyttelse af biogas, set fra samfundets side. Det vil sige, at der f.eks. ikke indgår energiafgifter i de samfundsøkonomiske brændselspriser, og miljømæssige konsekvenser er indregnet. For at indregne virkningen på de offentlige finanser er der indregnet et såkaldt skatteforvridningstab, der modsvarer ændrede skatte- og afgiftsbetalinger fra den private sektor. De samlede omkostninger år for år tilbagediskonteres med en diskonteringsrente på 4%, hvorved nutidsværdien fremkommer for en situation med den nuværende drift for Brædstrup Fjernvarme, sammenholdt med en situation, hvor Brædstrup Fjernvarme udnytter biogas i værkets motoranlæg. F.1 Forudsætninger Det antages, at samme mængde biogas bruges i både referencen og i projektet. I referencen benyttes biogassen til opgradering, mens en del af biogassen benyttes i motoren hos Brædstrup Fjernvarme i projektet. Der er derfor ikke indsat et brændselsforbrug på biogas, da denne er den samme i reference og projekt. Til opgradering af biogassen til bionaturgas i referencen er der benyttet en omkostning på 1 kr/nm 3 bionaturgas. Omkostningen er sat under drifts og vedligeholdelsesomkostninger, da denne omkostning finder sted hvert år. I referencen er det antaget, at bionaturgassen fortrænger naturgas. I disse beregninger indregnet som fortrængning af naturgas, der udnyttes på et decentralt varmeværk. Der er antaget en gennemsnitlig kedel-varmevirkningsgrad på 100%. F.2 Samfundsøkonomi For projektet med udnyttelse af biogas hos Brædstrup Fjernvarme fås et stort samfundsøkonomisk overskud på 42,9 mio. kr over 20 år. Den interne rente er 24,2%. Det store samfundsøkonomiske overskud skyldes hovedsageligt de sparede omkostninger til opgradering og den større produktion af el i projektet. Beregningerne på samfundsøkonomien er vedlagt i afsnit F.4, hvor de beskrevne forudsætninger også fremgår. Side 39 af 48

40 F.3 Energi og miljø De energi- og miljømæssige konsekvenser over betragtningsperioden ved henholdsvis den nuværende drift og driften af varmeværket ved udnyttelse af biogas er en del af de samfundsøkonomiske resultater. Der ses en stigning i brændselsforbruget ved udnyttelse af biogas i forsyningen af fjernvarme (kraftvarme), dog samtidig med en forøgelse af el-produktionen, jf. tabel F.1. Energimæssige Projekt minus Enhed Reference Projekt konsekvenser reference Varme ab værk MWh/år Naturgas, Motor MWh/år Naturgas, Kedel MWh/år Naturgas, Kedel MWh/år Brændsler i alt MWh/år El-produktion MWh/år El-forbrug MWh/år El-prod. minus forbrug MWh/år Tabel F.1: Brændselsforbrug ved udnyttelse af biogas. Emissioner fra reference og projekt ses i tabel F.2. Emissioner 1 Enhed Reference Projekt Tabel F.2: Emissioner over betragtningsperioden. Projekt minus reference CO 2 ton/år CH 4 (metan) kg/år N 2 O (lattergas) kg/år CO 2 -ækvivalenter ton/år SO 2 kg/år NO X kg/år PM 2,5 kg/år Note 1: Incl. CO 2 -udledning fra gennemsnitlig dansk el-produktion. Der ses en stigning i udledningen af emissioner i form af CO 2 -ækvivalenter, svarende til tons CO 2 årligt. Side 40 af 48

41 F.4 Tabeller Forudsætninger for beregning af samfundsøkonomi Skabelon udarbejdet af: PlanEnergi, den 11. december 2014 / Niels From Projekt udarbejdet af: PlanEnergi, Januar 2015 / LLJ Grundlag: Værk: Projekt: Forudsætninger for samfundsøkonomiske analyser på energiområdet Energistyrelsen, december Samt tillægsblade, juni Brædstrup Fjernvarme Udnyttelse af biogas Samfundsøkonomisk overskud: søkr Intern rente 24,23% - Energiomsætning Reference Projekt Brændselstype Varme ab værk MWh/år Brændsel 1 MWh/år Naturgas, Motor Brændsel 2 MWh/år Naturgas, Kedel Brændsel 3 MWh/år Naturgas, Kedel El-produktion MWh/år El-forbrug MWh/år Prisniveau 2014-kr Kalkulationsrente 4,00% Økonomi Reference Projekt Drift og vedligehold 2014-kr/år Afgifter minus tilskud 2014-kr/år Reference Projekt Investering Investering Gennem- År 2014-kr 2014-kr førelsesgrad % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % 2035 Antal driftsår 20,0 Side 41 af 48

42 Brændselsforbrug reference Brændsel 1 Naturgas, motor MWh/år Brændsel 2 Naturgas, kedel MWh/år Brændsel 3 Naturgas, kedel MWh/år Fortrængning af Naturgas i referencen er sat ind som Naturgas, kedel på et decentralt varmeværk Nm3 bionaturgas 10 kwh/nm MWh bionaturgas MWh varme i naturgas kedel Brændselsforbrug projekt Brændsel 1 Naturgas, motor MWh/år Brændsel 2 Naturgas, kedel MWh/år Brændsel 3 Biogas MWh/år Det antages, at biogassen er neutral i forhold til brændselspriser og emissionseffekter. El reference Elforbrug Elkedel MWh/år Elproduktion Naturgas MWh/år El projekt Elforbrug Elkedel MWh/år 880 Elproduktion Biogas + naturgas MWh/år Drift og vedligehold reference D&V produktionsenheder D&V omkostninger til opfradering af biogas 1 kr./m3 bionaturgas Drift og vedligehold projekt D&V produktionsenheder Afgifter reference Afgifter minus tilskud på produktionsenheder Afgifter projekt Afgifter minus tilskud på produktionsenheder Investering projekt Side 42 af 48

43 Samfundsøkonomiske meromkostninger År Investeringer + D&V Brændsler El-forbrug minus elproduktion Invest. + D&V + brændsler + el Projekt minus reference Faktorpriser Beregningspriser Invest. + D&V + brændsler + el Forvridningstab CO 2 - omkostninger SO 2 -, NO X - og PM 2,5 - omkostninger I alt I alt, nutidsværdi kr 2014-kr 2014-kr 2014-kr 2014-søkr 2014-søkr 2014-søkr 2014-søkr 2014-søkr 2014-søkr Nutidsværdi Side 43 af 48

44 Bilag G: Samfundsøkonomi med biogas og VTL DETTE BILAG ER IKKE OPDATERET. G.1 Forudsætninger Der er anvendt de samme antagelser i denne samfundsøkonomiske beregning, hvor der udover udnyttelse af biogas hos Brædstrup Fjernvarme også indgår etablering af en varmetransmissionsledning (VTL) mellem Brædstrup og Østbirk varmeværker. Dvs. at igen antages det, at bruges den samme mængde biogas i både referencen og i projektet. I referencen benyttes biogassen til opgradering, mens en del biogassen benyttes i motoren hos Brædstrup Fjernvarme i projektet. Der er derfor ikke indsat et brændselsforbrug på biogas, da denne er den samme i reference og projekt. Til opgradering af biogassen til bionaturgas i referencen er der benyttet en omkostning på 1 kr/nm 3 bionaturgas. Omkostningen er sat under drifts og vedligeholdelsesomkostninger, da denne omkostning finder sted hvert år. G.2 Samfundsøkonomi For projektet med udnyttelse af biogas hos Brædstrup Fjernvarme plus en varmetransmissionsledning til Østbirk fås et samfundsøkonomisk overskud på 24,7 mio. kr over 20 år. Den interne rente for projektet er 8,0%. Det samfundsøkonomiske overskud skyldes som ved den tidligere beregning de sparede omkostninger til opgradering samt den ekstra el-produktion i projektet. Beregningerne på samfundsøkonomien er vedlagt i afsnit G.4, hvor de beskrevne forudsætninger også fremgår. G.3 Energi og miljø De energi- og miljømæssige konsekvenser over betragtningsperioden ved henholdsvis den nuværende drift og driften af varmeværket ved udnyttelse af biogas inklusive ledningstab er en del af de samfundsøkonomiske resultater. Der ses en stigning i brændselsforbruget ved udnyttelse af biogas i forsyningen af fjernvarme, dog samtidig med en forøgelse af el-produktionen, jf. tabel G.1. Side 44 af 48

45 Energimæssige Projekt minus Enhed Reference Projekt konsekvenser reference Varme ab værk MWh/år Naturgas, Motor MWh/år Naturgas, Kedel MWh/år Træflis, Kedel MWh/år Naturgas, Kedel MWh/år Brændsler i alt MWh/år El-produktion MWh/år El-forbrug MWh/år El-prod. minus forbrug MWh/år Tabel G.1: Brændselsforbruget ved udnyttelse af biogas. Emissioner fra reference og projekt ses i tabel G.2. Emissioner 1 Enhed Reference Projekt Tabel G.2: Emissioner over betragtningsperioden. Projekt minus reference CO 2 ton/år CH 4 (metan) kg/år N 2 O (lattergas) kg/år CO 2 -ækvivalenter ton/år SO 2 kg/år NO X kg/år PM 2,5 kg/år Note 1: Incl. CO 2 -udledning fra gennemsnitlig dansk el-produktion. Der ses en stigning i udledningen af emissioner i form af CO 2 -ækvivalenter, svarende tons CO 2 årligt. Side 45 af 48

46 G.4 Tabeller Forudsætninger for beregning af samfundsøkonomi Skabelon udarbejdet af: PlanEnergi, den 11. december 2014 / Niels From Projekt udarbejdet af: PlanEnergi, Januar 2015 / LLJ Grundlag: Værk: Projekt: Forudsætninger for samfundsøkonomiske analyser på energiområdet Energistyrelsen, december Samt tillægsblade, juni Brædstrup Fjernvarme Udnyttelse af biogas + etablering af transmissionsledning Samfundsøkonomisk overskud: søkr Intern rente 7,99% - Energiomsætning Reference Projekt Brændselstype Varme ab værk MWh/år Brændsel 1 MWh/år Naturgas, Motor Brændsel 2 MWh/år Naturgas, Kedel Brændsel 3 MWh/år Træflis, Kedel Brændsel 4 MWh/år Naturgas, Kedel El-produktion MWh/år El-forbrug MWh/år Prisniveau 2014-kr Kalkulationsrente 4,00% Økonomi Reference Projekt Drift og vedligehold 2014-kr/år Afgifter minus tilskud 2014-kr/år Reference Projekt Investering Investering Gennem- År 2014-kr 2014-kr førelsesgrad % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % Antal driftsår 20,0 Side 46 af 48

47 Brændselsforbrug reference Brændsel 1 Naturgas, motor MWh/år Brændsel 2 Naturgas, kedel MWh/år Brændsel 3 Flis, kedel MWh/år Brændsel 4 Naturgas, kedel MWh/år Fortrængning af Naturgas i referencen er sat ind som Naturgas, kedel på e Nm3 bionaturgas 10 kwh/nm MWh bionaturgas MWh varme i naturgas kedel Brændselsforbrug projekt Brændsel 1 Naturgas, motor MWh/år 296 Brændsel 2 Naturgas, kedel MWh/år Brændsel 3 Flis, kedel MWh/år Brændsels 4 Biogas MWh/år Det antages, at biogassen er neutral i forhold til brændselspriser og emissionseffekter. El reference Elforbrug Elkedel MWh/år Elproduktion Naturgas MWh/år El projekt Elforbrug Elkedel MWh/år 350 Elproduktion Biogas + naturgas MWh/år Drift og vedligehold reference D&V produktionsenheder D&V omkostninger til opfradering af biogas Drift og vedligehold projekt D&V produktionsenheder Afgifter reference Afgifter minus tilskud på produktionsenheder Afgifter projekt Afgifter minus tilskud på produktionsenheder Investering projekt Reinveseringer Ingen reinvesteringer Scrapværdi på transmissionsledninger (40 år) Side 47 af 48

48 Samfundsøkonomiske meromkostninger År Investeringer + D&V Brændsler El-forbrug minus elproduktion Invest. + D&V + brændsler + el Projekt minus reference Faktorpriser Beregningspriser Invest. + D&V + brændsler + el Forvridningstab CO 2 - omkostninger SO 2 -, NO X - og PM 2,5 - omkostninger I alt I alt, nutidsværdi kr 2014-kr 2014-kr 2014-kr 2014-søkr 2014-søkr 2014-søkr 2014-søkr 2014-søkr 2014-søkr Nutidsværdi Side 48 af 48