Biomassens rolle i middelspor og elspor i AP2016

Transkript

1 ENK/6/16.d Baggrundsnotet Dato 27. januar 217 ns rolle i middelspor og elspor i AP216 Anvendelsen af biomasse i form af træflis, træpiller og halm, indenfor el- og fjernvarmesektoren og erhverv og husholdninger, udgør i dag en væsentlig del af brændselsforbruget. Anvendelse af biomasse til energiforhold i el- og fjernvarmeproduktionen, til opvarmning i husholdninger og til industri er stort set fritaget for afgifter og er derfor i mange sammenhænge selskabsøkonomisk attraktivt. Med biomasseanvendelsen følger visse fordele. En af de væsentlige fordele er, at biomasseanvendelsen bidrager til at øge VE-andelen i energisystemet, og hjælper hermed til at opfylde VE-målsætninger. Herudover er biomasse beregningsmæssigt CO2 neutral, til gavn for klimaregnskabet. Der er imidlertid også andre veje til at øge VE- andelen i energisystemet og reducere CO2 belastningen. Fx vil dette også kunne opnås igennem øget elektrificering koblet med en udbygning af sol og vind. Set i dette lys og givet, at VE-andelen i energisystemet i årene fremover yderligere skal øges, kan det derfor være relevant at undersøge konsekvenser af biomasseanvendelsen. Følgende afsnit gennemgår det statslige provenuforhold ved en udvikling, hvor eksisterende afgifter fastholdes, evt. kombineret med yderligere lempelse af biomasseanvendelsen (biosporet) set i forhold til en udvikling, hvor der i højere grad udbygges med vind og sol i kombination med en elektrificering af forbruget af fjernvarmeproduktionen. Herefter gennemgås klima- og ressourcemæssige, samt luftforureningsaspekter ved biomasseanvendelsen. Denne gennemgang viser, at et system hvor biomasseanvendelsen øges yderligere i årene fremover, f.eks. som følge af eksisterende afgiftsstruktur og yderligere deregulering på området, kan lede til et provenutab på over 1,5 mia. årligt i 23 og 235, set i forhold til et system, hvor der er fokus på at øge elektrificeringen og energieffektiviseringen. Herudover viser notatet, at biomasseanvendelsen, særligt i forløbet med en høj biomasseanvendelse, vil lede til forbrug, som ligger ud over de danske biomassepotentialer for træflis og -piller, og som må forventes at lede til en væsentlig import af biomasse. Der er usikkerhed om den fremtidige pris på biomasse. En udbredt brug af biomasse på verdensplan vil kunne føre til væsentlige prisstigninger indenfor en tidshorisont, hvor kapaciteten ikke er afskrevet. Side 1 af 11

2 Øre Endelig ses det i forhold til luftforurening, at biomasse generelt har lavere skadevirkninger end fossile brændsler, når det anvendes i kraft- og kraftvarmeværker. Ved anvendelse i erhverv og husholdninger, hvor røggasrensningen generelt er mindre omfattende, er omkostningerne imidlertid væsentligt højere typisk en faktor 2-3. Særligt er skadesvirkningerne ved brændefyring i husholdningerne 7-1 gange højere end ved anvendelse af fossile brændsler. Notatet viser, at det ved fokus på elektrificering, særligt i erhverv og husholdninger, er muligt at reducere biomasseforbruget væsentligt. Notatet viser således samlet, at der er væsentlige udfordringer ved biomasseforbruget både i forhold til (klima), ressourcer og luftforurening. Herudover vil en yderligere udbygning med eksisterende lovgivning være knyttet til væsentlige negative provenueffekter. Det skal dog understreges, at notatet kun omfatter partielle analyser af konsekvenser ved biomasseanvendelse. Analyseresultaterne skal derfor tages som indikationer snarere end som endelige konklusioner. Provenumæssige konsekvenser af biomasseanvendelsen I det eksisterende afgiftssystem er afgifterne på biomasse små, set i forhold til andre energiformer, og i forbindelse med produktion af el er der direkte tilskud. Dette er vist i nedenstående figurer: Figur 1: Tilskud pr. produceret kwh El fra biomasse

3 Kr Figur 2: Samlede afgifter pr. GJ brændsel Fossile brændsler (gns) Fossile brændsler (gns) Fossile brændsler (gns) Fjernvarme Individuel opvarmning Proces Set i lyset af disse meget store forskelle i afgifter og tilskud på brændsler, undersøges de provenumæssige aspekter ved at nå en høj VE-andel enten via en udbredt biomasseanvendelse (koblet med en lav grad af elektrificering) eller vedudbredt elektrificering og begrænset biomasseanvendelse. Middelsporet kan ses som et middelskøn for anvendelsen af biomasse under frozen policy, og fungerer i denne sammenhæng som en baseline. I forhold til denne baseline undersøges nu både konsekvenserne af en øget og reduceret biomasseanvendelse samt de tilskuds- og afgiftsmæssige konsekvenser i to systemer, som begge har en højere VE- andel end baseline. De to systemer er her eksemplificeret med hhv. biosporet og elsporet. Det skal understreges, at dette skal ses som en partiel analyse, som udelukkende fokuserer på de tilskuds- og afgiftsmæssige konsekvenser af biomasseanvendelsen. Øvrige konsekvenser, såsom tilskud til øvrige VE former, er ikke dækket. Det skal også understreges, at dette notat kun omhandler biomasse, som halm og træ, og ikke øvrige biobrændsler, som biogas og biobrændsler til transportsektoren. anvendelsen i middelsporet Nedenfor gennemgås, hvad der sætter rammerne for biomasseanvendelsen i el- og fjernvarme, erhverv og husholdninger. Herefter opstilles det resulterende biomasseforbrug. El- og fjernvarmeproduktionen I forhold til den termiske el- og fjernvarmeproduktion, er vigtige forudsætninger i middelsporet, at prisen på biomasse fortsætter med at være lav, og at fjernvarmeforbruget holdes nogenlunde konstant. Dette betyder overordnet set, at det primært er kraftvarme på biomasse, der vælges fremadrettet, frem for ny fossilbaseret kapacitet.

4 Mere specifikt forudsættes for de centrale værker, at udbygningen går mod kraftvarme produceret på biomasse som konsekvens af afgifter og tilskud, samt kommunale ønsker om en omstilling til en forsyning baseret på vedvarende energi. Det er væsentligt at bemærke, at der i vid udstrækning er tale om ombygninger af eksisterende kraftværker, der i dag anvender kul. På de store decentrale værker forventes udbygningen med biomassekraftvarme at følge udtjeningen af ældre anlæg primært naturgas mens grundbeløbenes 1 ophør forventes at fremrykke en række investeringer på den korte bane. Herudover kan der forventes en begrænset udbygning med biomassekedler til distribueret varmeproduktion, spidslast (kedler) mv. På de små decentrale værker er biomassebaseret kraftvarme ikke økonomisk rentabelt pga. manglende stordriftsfordele. Bortset fra 85 værker med særlige dispensationer, har de naturgasbaserede værker i denne gruppe, som følge af regulering af brændselsvalg, med de gældende regler meget begrænset adgang til at skifte til biomassebaseret varmeproduktion. Det antages, at en stor del af de 85 værker med dispensation vil investere i biomassekapacitet senest ved udgangen af 218, da dette er den billigste løsning under de nuværende rammebetingelser. Husholdninger og erhverv For husholdninger i middelsporet antages gældende afgiftsbegunstigelser af biomasse kun at lede til en svag stigning i biomassens andel af de samlede brændsler til den individuelle opvarmning. For erhverv gælder derimod i middelsporet, at der er en væsentlig stigning i erhvervenes anvendelse af biomasse i perioden , hvilket i høj grad skyldes en stigning i anvendelsen af biomasse til procesvarme i fremstillingserhvervene. Dette hænger sammen med antagelsen i middelsporet om at VE til proces puljen fortsatte til 22. Puljen er i mellemtiden blevet skåret væk, og det må derfor antages, at det meste af den forudsatte stigning af biomasseanvendelsen i erhverv frem mod 22 ikke vil blive realiseret. Resulterende biomasseforbrug i middelsporet Disse rammer skaber følgende anvendelse af biomasse i middelsporet: 1 De såkaldte grundbeløb er en støtte til kraftvarmekapacitet i den decentrale fjernvarmesektor. Grundbeløbene bortfalder som følge af Energiaftalen fra 24 per 31/ og 31/

5 PJ Figur 3: ns andel af bruttoenergiforbrug, middelspor 4% 35% 3% 25% 2% 15% 1% 5% % Figur 4: anvendelse fordelt på sektorer, middelspor El og fj.v. Husholdning Erhverv anvendelsen i biosporet Som angivet ovenfor kan middelsporet ses som en baseline for bl.a. biomasseanvendelsen. Biosporet belyser den effekt, der kunne forekomme på biomasseforbruget, ved en gunstig udvikling i rammevilkår, herunder en lempelse af gældende restriktioner. Der er indregnet øget anvendelse af biomasse i individuel opvarmning (træpillefyr), procesvarme (VE til proces), decentral fjernvarme og fortsættelse af centrale kraftvarmeværkers brug af biomasse. Der er ikke i detaljer taget stilling til hvilke konkrete virkemidler som kunne udløse biosporet, men disse kunne dreje sig om en lempelse af reguleringen ift. el- og fjernvarmesektoren, diverse støttetiltag til biomasseanvendelsen i proces og yderligere forretningsmodning af biomassefyr til individuel opvarmning, samt biomassepriser lavere end i middelsporet. I biosporet øges anvendelsen af biomasse på denne baggrund væsentligt, særligt i el- og fjernvarmeproduktionen, som angivet nedenfor:

6 PJ Figur 5: ns andel af bruttoenergiforbrug, biospor 35% 3% 25% 2% 15% 1% 5% % Figur 6: anvendelse fordelt på sektorer, biospor El og fj.v. Husholdning Erhverv I forhold til middelsporet kommer der i biosporet en ekstra biomasseanvendelse på 2 PJ i 225, stigende til 29 PJ i 235. Som angivet ovenfor, er den ekstra biomasseanvendelse i biosporet knyttet til reducerede afgifter samt øgede tilskud. Nedenstående figur viser et overslag for det samlede statslige provenutab knyttet til denne ekstra biomasseanvendelse:

7 Mia. kr/år Figur 7: Provenutab i biospor ift. middelspor 2,5 2 1,5 1 Erhverv og husholdninger El og fjernvarme Total, Som figuren indikerer, giver den stadig større forskel i biomasseanvendelsen mellem middelsporet og biosporet et stadigt stigende provenutab. anvendelsen i elsporet Hvis udviklingen i stedet går mod en højere biomassepris, f.eks. gennem en afgift, og skrappere regulering af anvendelsen af biomasse eller reducerede tilskud, i kombination med en øget fokus på elektrificering, kan udviklingen ændres mere i retning af elsporet. I elsporet reduceres forbruget af biomasse i el- og fjernvarmeproduktionen ved udbygning af centrale varmepumper til fjernvarmeproduktionen. Tilsvarende installeres varmepumper i særligt husholdninger, hvilket er med til at reducere anvendelsen af biomasse. Elsporet inkluderer imidlertid også, som følge af en generel fokus på øget VE-anvendelse i erhvervenes energiforbrug, en øget anvendelse af biomasse i erhverv, hvor elektrificering ikke er oplagt til alle formål. Figur 8: andel af bruttoenergiforbrug, elspor 4% 35% 3% 25% 2% 15% 1% 5% %

8 Mia kr/år PJ Figur 9: anvendelse fordelt på sektorer, elspor El og fj.v. Husholdning Erhverv I elsporet er der således et biomasseforbrug som er meget sammenligneligt med middelsporet. Der er i 225 et merforbrug i elsporet på 1 PJ og et mindre forbrug i 235 på 4 PJ. Regnet med samme afgifts- og tilskudssatser, som angivet i figuren over afgiftssatser ovenfor, giver dette biomasseforbrug følgende provenueffekter: Figur 1: Provenutab i elspor ift. middelspor 2 1,5 1,5 -,5 Erhverv og husholdninger El og fjernvarme Total -1-1, Som det ses, er der indtil 23 et meget sammenligneligt provenutab fra biomasseanvendelsen i elsporet og middelsporet. Grunden til det stigende provenutab i elsporet i 235, på trods af det relativt sammenlignelige biomasseforbrug skyldes, at der er en nedgang i biomasseanvendelsen til proces og en omtrentlig tilsvarende stigning i biomasseanvendelsen til el og fjernvarme. Ved biomasseanvendelse til

9 Mia. kr/år el- og fjernvarmeproduktion er der større provenutab pr. energienhed, end til proces. Forskel mellem bio- og elspor Forskellen i provenutab mellem biosporet og elsporet er vist nedenfor. Som det ses her, giver den øgede biomasseanvendelse i biosporet anledning til et provenutab på over 1,5 mia. kr./år i 23 til 235 i forhold til elsporet. Figur 11: Provenutab i biospor ift. elspor 2 1,5 1,5 Erhverv og husholdninger El og fjernvarme Total -, Der er i biomassesporet set i forhold til elsporet et merforbrug af biomasse på 19 PJ i 225, stigende til 33 PJ i 235. Det skal igen understreges at dette er en partiel analyse, som udelukkende fokuserer på anvendelsen af biomasse og de tilskuds- og afgiftsmæssige forhold ved dette. Herudover skal det understreges, at både biosporet og elsporet dækker over relativt markante udviklinger ift. hhv. biomasseanvendelse og elektrificering, og at realiserede biomasseanvendelser og elektrificeringer kan blive mindre end angivet i disse spor. Ressource- og klimamæssige konsekvenser ved anvendelsen af biomasse Som angivet ovenfor er biomasseanvendelsen i elsporet 163 PJ i 23 og 235. I biosporet 198 og 196 i samme år. Hvis man ser på den samlede anvendelse af biobrændsler i det samlede energisystem kommer hertil anvendelsen af biogas og biobrændstoffer på omkring 5 PJ. Det skønnes i Energistyrelsens rapport Analyse af bioenergi i Danmark (214), at der i 29 var et teknisk opnåelig biomassepotentiale på 162 PJ, som frem mod

10 25 kan øges til mellem 25 og 245 PJ. Den danske produktion og det forventede forbrug ligger således overordnet set i et rimeligt forhold til hinanden frem til 23, hvis det antages, at det opgjorte potentiale udelukkende anvendes til energiformål. Det er dog meget væsentligt at bemærke, at der ikke nødvendigvis er et et-til-et forhold mellem typen af biomasse, som teknisk og økonomisk set er mest anvendelig, og biomassen, som er til rådighed. Som et billede herpå er der f.eks. uudnyttede potentialer af husdyrgødning og halm, som følge af høje omkostninger forbundet med udnyttelse af disse, mens hele træbiomassepotentialet blev anvendt, og i 215 blev den nationale produktion af træflis og piller suppleret med en import af næsten tilsvarende størrelse. En yderligere forøgelse af biomasseanvendelsen i særligt el- og fjernvarmesektoren, som er forventet i både el- og biomassesporet indenfor den nærmeste fremtid, må forventes stort set udelukkende at blive realiseret igennem import. Klimamæssige konsekvenser ved biomasseanvendelsen Energistyrelsens rapport Analyse af bioenergi i Danmark (214) viser, at importen af træpiller og flis for nuværende i høj kan grad dækkes af restprodukter fra skovbrug og tyndingstræ. Rapporten viser, at disse produkter er forbundet med en lav drivhusgasudledning. Importen af disse typer biomasse frem mod 22 er således fra et klimaperspektiv mindre problematiske. De klimamæssige konsekvenser af importen af biomasse efter 22 er meget afhængige af den internationale efterspørgsel og den generelle regulering på området. I en situation med høj efterspørgsel og svag regulering forventes importen at komme fra konvertering af eksisterende skove og dyrkning på kulstofrige savanneområder. I en situation med relativ lav international efterspørgsel og stærk regulering for biomasseanvendelsen, forventes importen derimod hovedsagelig at kunne blive dækket via udnyttelse af marginaljorde, græsland og kulstoffattige savanneområder. Rapporten viser, at hvis eksisterende skov, produktive jorde eller kulstofrige savanneområde anvendes til energiformål vil dette lede til drivhusgasemissioner, som er i samme størrelsesorden, som når der anvendes fossile brændsler. Hvis der i stedet anvendes marginaljorde, græsland og kulstoffattige savanneområder til at opfylde biomasseproduktionen, er drivhusgasemissionerne mere begrænsede de kan endda i visse tilfælde være direkte negative pga. nettooptag af kulstof i jorderne. Samtidig viser rapporten en generel tendens til, at drivhusgasserne fra biomasseproduktionen øges over tid. Det er værd at bemærke, at analyser som denne er behæftet med væsentlige usikkerheder. På trods af dette må det ses, som det mest sandsynlige, at det i et globalt perspektiv ikke er rimeligt at betragte biomasseanvendelsen som klimaneutral, men derimod forbundet med væsentlige klimamæssige konsekvenser, særligt på sigt. Det er endnu uvist om og hvornår en klimaeffekt fra biomasseanvendelse vil blive indregnet i internationale klimaaftaler.

11 Luftforurening ved biomasseanvendelse I forbindelse med udarbejdelsen af Afgifts- og tilskudsanalyse på Energiområdet er der blevet lavet en opgørelse over skadesomkostningerne ved anvendelse af forskellige brændsler i forskellige sammenhænge. Analysen inkluderer udledningerne af luftforurenende stoffer (primært SO2, NOx og partikler) samt CO 2 og andre drivhusgasser og tungmetaller, og de skadesomkostninger, som de medfører for samfundet. På trods af, at der i visse sammenhænge betales en kompensation for disse skader i form af afgifter, er en høj skadesomkostning med til at øge de samfundsøkonomiske omkostninger ved et brændselsforbrug. Analysen medtager kun brændselsbaseret energiforbrug, og sol og vind indgår således ikke. Analysen viser, at biomasse (halm, træ) generelt har lavere skadevirkninger end fossile brændsler, når det anvendes i kraft- og kraftvarmeværker. Ved anvendelse i erhverv og husholdninger, hvor røggasrensningen generelt er mindre omfattende, er omkostningerne imidlertid væsentligt højere typisk en faktor 2-3. Særligt er skadesvirkningerne ved brændefyring i husholdningerne 7-1 gange højere end ved anvendelse af fossile brændsler. Der er således ikke et entydigt billede, der tegner sig af luftforureningen ved biomasseanvendelse i energiforsyningen; anvendelsen af biomasse i erhverv og husholdninger er ud fra et luftforureningsperspektiv mindre hensigtsmæssigt, mens man i de centrale kraft- og kraftvarmeværker kan reducere den samlede luftforurening. Det er derfor vigtigt at vurdere, hvor ændringer i biomasseanvendelse kan forventes at ske ift. at vurdere omfanget af eksternaliteterne. I biosporet, hvor biomasseanvendelsen frem mod 23 stiger, som vist i ovenstående afsnit, sker stigningen primært i netop erhverv og husholdninger. I El og fjernvarmeproduktionen stiger biomasseanvendelsen også i 22 og 225, men falder igen, som følge af øget energieffektivisering og ender således på samme biomasseforbrug i 235 som i 215. I elsporet sker der derimod en væsentlig lavere stigning i erhvervenes biomasseforbrug, mens husholdningernes forbrug næsten halveres over fremskrivningsperioden. I kraft- og kraftvarmeproduktionen sker der også samlet set et meget lille fald i biomasseforbruget. Elsporet indikerer således, at en øget fokus på elektrificeringen af varmeforbruget i både husholdninger og erhverv kan lede til en reduktion i biomasseforbruget i disse sektorer, hvor biomasseforbruget er forbundet med betydelige eksternaliteter i form af luftforurening.