Undersøgelse af afledte effekter ved biogas- produktion og anvendelse

Transkript

1 Undersøgelse af afledte effekter ved biogas- produktion og anvendelse

2 Udarbejdet af: Frank Rosager, Martin Therkildsen, Niels Thomas Hviid og Torben Ravn Pedersen, alle HMN Naturgas I/S Kontrolleret af: Thomas Hernø, HMN Naturgas I/S Kontakt: Martin Therkildsen HMN Naturgas I/S Vognmagervej 14, DK 8800 Viborg, Danmark Tel / mat@gasnet.dk Delfinansieret af: Interreg ÖKS Undersøgelse af afledte effekter ved biogasproduktion og anvendelse 2

3 Executive Summary Denne rapport samler to notater om eksternaliteter og afledte effekter ved bionaturgasproduktion og anvendelse af bionaturgas. Bionaturgasproduktion Bionaturgas bliver ofte omtalt som en meget omkostningstung måde at producere vedvarende energi. Produktionen af bionaturgas medfører dog en række afledte positive effekter, såkaldte eksternaliteter. For at kunne fortælle den fulde historie om bionaturgas er det helt centralt at de mange eksternaliteter, som ofte benævnes i forbindelse med bionaturgas også kvantificeres rent økonomisk. I samarbejde med parter i biogasbranchen har HMN Naturgas I/S forsøgt at opsætte og validere de parametre som bør prissættes, når den samfundsøkonomiske værdi af bionatur-gassen beregnes. Bionaturgasanvendelse Anvendelse af bionaturgas som brændstof i transportsektoren bliver ofte beskrevet som værende en af løsningerne på den fremtidige omstilling af transportsektoren med henblik på at reducere transportens klimabelastning særligt hvad angår den tunge transport. For at styrke markedsaktørernes interessevaretagelse omkring anvendelse af bionaturgas i transportsektoren, er det vigtigt, at aktørerne har et fælles vidensgrundlag for de fordele ved anvendelse af bionaturgas, som italesættes. Danmark har indført et krav til iblanding af avancerede biobrændstoffer på 0,9 % i transportsektorens brændstofforbrug fra Dertil kommer, at EU-kommissionen i deres Vinterpakke fra efteråret 2016 stillede forslag om stigende krav til iblanding af avanceret biobrændstof i perioden fra 2020 sluttende med 3,6 % i Konsulentvirksomheden Fremsyn blev hyret til at skabe viden om emissionerne ved bionaturgas og alternativer i en weel-to-wheel betragtning samt de samfundsøkonomiske og statsfinansielle effekter ved anvendelse af bionaturgas frem for alternative biobrændstoffer. Undersøgelse af afledte effekter ved biogasproduktion og anvendelse 3

4 Indhold Executive Summary... 3 Indhold... 4 Afledte effekter ved biogasproduktion... 5 Indledning... 5 Resultater... 5 Muligheder for fremtidige arbejder... 6 Indblandede parter... 6 Bionaturgas - den billigste måde at løse fremtidens iblandingskrav i transportbrændstof... 7 Indledning... 7 Opsummering af Fremsyn rapporter... 7 Biogas til transport i 2020 Potentiale for udrulning af biogas til tung transport... 8 Emissioner fra tung transport En sammenligning af biogas og biodiesel... 9 Avancerede biobrændstoffer til tung transport Økonomiske konsekvenser ved målopfyldelse fra biogas, bioethanol og biodiesel Indblandede parter Bilag 1 Niras rapport: Biogas og Samfundsøkonomi, Eksternaliteter og afledte effekter Undersøgelse af afledte effekter ved biogasproduktion og anvendelse 4

5 Afledte effekter ved biogasproduktion Indledning Bionaturgas bliver ofte omtalt som en meget omkostningstung måde at producere vedvarende energi. Produktionen af bionaturgas medfører dog en række afledte positive effekter, såkaldte eksternaliteter. For at kunne fortælle den fulde historie om bionaturgas er det helt centralt at de mange eksternaliteter, som ofte benævnes i forbindelse med bionaturgas også kvantificeres rent økonomisk. I samarbejde med parter i biogasbranchen har HMN forsøgt at opsætte og validere de parametre som bør prissættes, når den samfundsøkonomiske værdi af bionaturgassen beregnes. Rådgiveren Niras har udarbejdet en rapport Biogas og Samfundsøkonomi Eksternaliteter og afledte effekter, der beskriver forudsætninger, metode og resultater. Niras rapport er i Bilag 1 i denne rapport Resultater Det har vist sig meget svært at værdisætte alle eksternaliteter ved bionaturgasproduktion generelt. Dels er der meget stor forskel på produktionen og hvilke biomasser der anvendes og dels er der forskel på anvendelsen af bionaturgassen. Figuren viser eksternaliteter i de enkelte led i kæden fra indsamling af gylle og affald til produktion af bionaturgas Ud fra bl.a. Energistyrelsens beregningsforudsætninger er der beregnet værdier der beskriver den samfundsmæssige værdi af eksternaliteterne ved produktion af bionaturgas. De foreløbige beregninger er også medtaget i Energistyrelsens Biogasanalyse baggrundsrapport som beskriver den samfundsmæssige værdi og omkostning ved produktion af bionaturgas. Produktion af bionaturgas fra husdyrgødning og vådt organisk affald tjener flere formål. Produktionen fungerer som affaldsbehandling og reducerer udledningen af drivhusgasser fra håndtering af husdyrgød-ing i landbruget, der er uden for kvotesektoren. Samtidig reducerer afgasningen lugtgener fra gylleudbringningen og forbedrer mulighederne for at udnytte, recirkulere og fordele næringsstoffer samt til at øge høstudbyttet. Undersøgelse af afledte effekter ved biogasproduktion og anvendelse 5

6 Produktionen kan bidrage til løsning af mange samfundsmæssige udfordringer i forhold til vandmiljø, klima, ressourceeffektivitet, genanvendelse og recirkulering af knappe ressourcer, landdistriktsudvikling, beskæftigelse, eksport m.v. Samlet set opgøres en samfundsøkonomisk pris på bionaturgas på 121 kr./gj. I denne pris er fratrukket 33 kr./gj for de eksternalitetseffekter, der er ved bionaturgas. Eksternalitetseffekterne stammer fra: 7 kr./gj for miljømæssige forhold, som lugtgener m.m. 6 kr./gj for gødningsforbedring 2 kr./gj for opstrøms klimaforhold 18 kr./gj for klimaforhold med erstatning af naturgas Nogle af de helt centrale parametre angående bionaturgassens klimamæssige fortræffeligheder omhandler, hvor hurtigt gyllen flyttes ud af stalden og ind i biogasanlægget samt omfanget af methanemission fra biogasanlægget. Muligheder for fremtidige arbejder De beregnede værdier, der beskriver den samfundsmæssige værdi af eksternaliteterne, skal forbedres og opdateres yderligere, således at samfundsøkonomiske sammenligninger af bionaturgas med andre vedvarende energiformer bliver bedre. I det hidtidige arbejde er der ikke opgjort effekter ved nedenstående forhold. I et fremtidigt arbejde vil det have stor værdi også at værdisætte disse forhold: Reduceret behov for etablering af affaldsforbrændingskapacitet Værdi af decentral beskæftigelse Værdi af produktion af biobrændstof, der kan erstatte dyrere flydende biobrændstoffer med større miljø- og klimamæssige uhensigtsmæssigheder Systemmæssige fordele i energisystemet ved produktion af lagerbart brændsel Forsyningssikkerhedsmæssig fordel ved indenlandsk produktion. Indblandede parter HMN Naturgas I/S Brancheforeningen for Biogas E.ON Danmark A/S NGF Nature Energy A/S Energistyrelsen Bigadan A/S Undersøgelse af afledte effekter ved biogasproduktion og anvendelse 6

7 Bionaturgas - den billigste måde at løse fremtidens iblandingskrav i transportbrændstof Indledning Anvendelse af bionaturgas som brændstof i transportsektoren bliver ofte beskrevet som værende en af løsningerne på den fremtidige omstilling af transportsektoren med henblik på at reducere transportens klimabelastning særligt hvad angår den tunge transport. For at styrke markedsaktørernes interessevaretagelse omkring anvendelse af bionaturgas i transportsektoren, er det vigtigt, at aktørerne har et fælles vidensgrundlag for de fordele ved anvendelse af bionaturgas, som italesættes. Danmark har indført et krav til iblanding af avancerede biobrændstoffer på 0,9 % i transportsektorens brændstofforbrug fra Dertil kommer, at EU-kommissionen i deres Vinterpakke fra efteråret 2016 stillede forslag om stigende krav til iblanding af avanceret biobrændstof i perioden fra 2020 sluttende med 3,6 % i Konsulentvirksomheden Fremsyn blev hyret til at skabe viden om emissionerne ved bionaturgas og alternativer i en weel-to-wheel betragtning samt de samfundsøkonomiske og statsfinansielle effekter ved anvendelse af bionaturgas frem for alternative biobrændstoffer. Der er i alt udarbejdet 3 rapporter om tung transport med titlerne: Biogas til transport i 2020 potentiale for udrulning af biogas til tung transport Emissioner fra tung transport en sammenligning af biogas og biodiesel Avancerede biobrændstoffer til tung transport - Økonomiske konsekvenser ved målopfyldelse fra biogas, bioethanol og biodiesel. Opfyldelsen af iblandingskravene klares samfundsøkonomisk mest fordelagtig med bionaturgas ift. bioethanol og biodiesel. Der er en samfundsøkonomisk gevinst på mio. DKK ved opfyldelse med bionaturgas sammenlignet med en situation hvor der fortsat iblandes palmeolie som i dag. Omvendt er der en samfundsøkonomisk omkostning ved opfyldelse med bioethanol på 731 mio. DKK, henholdsvis mio. DKK ved biodiesel. Den samfundsøkonomiske gevinst ved bionaturgas inkluderer omkostninger til dyrere bionaturgaskøretøjer og etablering af tankfaciliteter. Der er skabt er grundlag for fremtidige indspil til politikere. Der er et stort potentiale i at konvertere busser i kollektiv trafik og renovationskøretøjer til bionaturgas. Kørslen udbydes med jævne mellemrum og der er derfor gode muligheder for fornyelse af køretøjerne og konvertering til biogasdrift. Der er en samfundsøkonomisk og statsfinansiel gevinst ved at konvertere tunge køretøjer, men en højere anskaffelsespris. Det er en politisk beslutning at vælge den grønne løsning. Opsummering af Fremsyn rapporter Der er i alt udarbejdet 3 rapporter om tung transport med titlerne: Biogas til transport i 2020 potentiale for udrulning af biogas til tung transport Emissioner fra tung transport en sammenligning af biogas og biodiesel Avancerede biobrændstoffer til tung transport - Økonomiske konsekvenser ved målopfyldelse fra biogas, bioethanol og biodiesel. Rapporterne kan læses på Fremsyns hjemmeside Undersøgelse af afledte effekter ved biogasproduktion og anvendelse 7

8 Formålet med de tre rapporter at underbygge potentialerne ved anvendelse af biogas i den tunge transport. Ligeledes klarlægges nogle af de væsentligste omstillingskriterier for, hvordan biogassens uudnyttede potentiale kan anvendes i den tunge transport. Med analysen ønskes det også at dokumentere omkostninger og miljømæssige værdi af biogasanvendelse som transportbrændstof. Hertil er biogas en væsentlig faktor til at efterleve iblandingsforpligtigelse for biobrændstof og avanceret biobrændstof. Herudover skal rapporterne anvendes til at oplyse beslutningstagere om potentialerne ved anvendelse af biogas som brændstof. Biogas til transport i 2020 Potentiale for udrulning af biogas til tung transport Denne rapport omhandler biogassens anvendelse som drivmiddel i busser, re-novationskøretøjer og lastbiler i byer. I rapporten beskrives de tre køretøjer enkeltvis med fokus på relevante aktører, erfaringer, kriterier og potentiale for omstilling frem mod Det vurderes, at potentialet for omstilling til biogas er størst ved offentlige flåder, fordi villigheden til at betale meromkostninger for grønne løsninger er større. Rapporten konkluderer at potentialet anvendelse af biogas som drivmiddel frem til 2026 er følgende: 7,7 mio. køreplanstimer kommer i udbud i den kollektive bustrafik, svarende til ca busser, og et biogaspotentiale på 90 mio. Nm3 i renovationsbiler vil potentielt kunne udskiftes med biogas, svarende til et årligt biogasforbrug på 13,2 mio. Nm3 i 2026 Potentiale til at omlægge city-transport (lastbiler) til biogas, på op mod 400 mio. transport km årligt, svarende til et årligt biogasforbrug i 2026 på 203 mio. Nm3. De primære transporttyper for omstilling til bionaturgas er rutebusser, renovationsbiler samt lastbiler til citydistibution. Samlet udgør disse flåder et potentiale på forbrug af GWh bionaturgas, hvilket svarer til ca. 16 % af det årlige danske naturgasforbrug. Undersøgelse af afledte effekter ved biogasproduktion og anvendelse 8

9 Emissioner fra tung transport En sammenligning af biogas og biodiesel I denne rapport undersøges miljø- og drivhusgasemissioner ved anvendelse af biogas og biodiesel som alternativ til fossil diesel. På baggrund af modellerne GREET og Alternative Drivmidler 3.0 er opstrømsemissioner og køretøjsemissioner vurderet for renovationsbiler, busser og lastbiler med drivmidlerne biogas, diesel, og biodiesel (RME og PME). Rapporten konkluderer at biogas i den tunge transport medfører markante miljøgevinster ved reduktion af CO 2- og NO x-emissioner. Besparelserne på biogas er primært baseret på opstrømsemissioner som tælles negativt, fordi gyllen afgasses i en biogasreaktor fremfor direkte til atmosfæren. Ved anvendelse af biogas er der flere svovl- og partikelemissioner i forhold til diesel og biodiesel. Emissionerne er opstrøms og sker ved elproduktionen som anvendes i biogasproduktionen. Svovl- og partikelemissionerne fremkommer på landet, hvorfor effekten af emissionerne er mindre end hvis de var i byen. Nedenstående figur viser afgrænsning af opstrøms emissioner, køretøjsemissioner og emissioner fra produktion og bortskaffelse af køretøj. Illustration af afgrænsning af opstrøms emissioner, køretøjsemissioner og emissioner fra produktion og bortskaffelse af køretøj. Bionaturgasbusser har det generelt det største potentiale reduktion af emissioner, fordi de bruger mere brændstof og har længere levetid end de øvrige undersøgte køretøjer. Reduktionspotentialet er ca. 3 gange så stort for en bybus som for renovationskøretøjer og biogaslastbiler. Tunge køretøjer, der benytter bionaturgas, har markant lavere emissioner af CO 2 end køretøjer på diesel og 1G biodiesel. En enkelt biogasbus kan spare f.eks. spare mellem og CO2 ækvivalenter i forhold til biodiesel i bussens levetid. Kvælstofilte / NO x reduktionen vil være mellem 3,8 og 4,9 tons. På grund af elforbrug til biogasproduktionen vil svovludledningen /SO 2 stige lidt, ca. 35 kg, og partikelemissionen vil være en smule højere, ca. 2,1 kg, men disse negative effekter har blot marginale økonomiske effekter. Undersøgelse af afledte effekter ved biogasproduktion og anvendelse 9

10 Ses der på eksternaliteternes omkostninger er biogas som drivmiddel i forhold til en biodieselbus mellem og kr. billigere grundet den store CO 2 reduktion. Besparelserne ved anvendelse af biogas i renovationsbiler og lastbiler er mindre grundet et generelt mindre drivmiddelforbrug i forhold til busser. Der er dog stadig samfundsøkonomiske besparelser. Herudover konkluderer rapporten at ticketsystemet medfører at biogas erstatter 1G FAME produkter (RME og PME) fordi biogas indgår i opfyldelsen for iblandingskravet af biobrændstoffer. Bionaturgassens fortrængning af 1G FA-ME brændstoffer medfører betragtelige miljøgevinster på reduktion og både CO 2 og NO x. Avancerede biobrændstoffer til tung transport Økonomiske konsekvenser ved målopfyldelse fra biogas, bioethanol og biodiesel Rapporten omhandler iblandingskrav af avancerede biobrændstoffer. Den danske målsætning for iblanding af avancerede biobrændstoffer er 0,9 % fra 2020 til I EU er målsætningen 0,5 %. Der er udarbejdet en samfundsøkonomisk og statsfinansiel analyse for tre scenarier, hvor målsætningen opfyldes. Analyserne er udarbejdet for tre scenarier baseret på bionaturgas, bioethanol fra halm og Fischer-Tropsch biodiesel fra træ. Basisscenariet fra Energistyrelsens Basisfremskrivningen 2017 anvendes som reference. Rapporten konkluderer at målopfyldelse med bionaturgas medfører en samfundsøkonomisk gevinst på mio. kr. Målopfyldelse med bioethanol fra halm og Fischer-Tropsch biodiesel fra træ medfører begge en samfundsøkonomisk omkostning på henholdsvis 731 mio. kr. og mio. kr. I den samfundsøkonomiske analyse for de tre scenarier inddrages bl.a. nedenstående punkter: Ændringer i brændstofregulering, herunder iblandingskrav Meromkostning ved biogaskøretøjer Infrastrukturomkostninger til tankanlæg Udledning af emissioner Ændring i grænsehandel som samfundsøkonomisk gevinst Skatteforvridningstab Undersøgelse af afledte effekter ved biogasproduktion og anvendelse 10

11 Ændring i statslig afgiftsprovenu Bioticketssalg. Ændringerne i brændstofreguleringen i forbindelse med EU s kommende vinterpakke medfører øgede brændstofomkostninger i alle tre scenarier. De øgede brændstofomkostninger forekommer fordi det antages at dobbelttælling forsvinder fra 2021 i de alternative scenarier, mens ordningen fortsætter i basis-scenariet. Ordningen for dobbelttælling betyder at avanceret biobrændstof og 2G bio-brændstof tæller dobbelt til opfyldelse af EU's mål om 10% VE og det nationale 5,75 % iblandingskrav. Økonomisk betyder det, at der kan sælges biotickets svarende til 200%-5,75% af den anvendte mængde bionaturgas i transport. Det forudsættes at dobbelttælling forsvinder fra 2021 fordi dobbelttælling ikke er en del af EU's udkast fra Vinterpakken/Ren energipakken, som erstatter VE-direktivet. Bionaturgas er det billigste avancerede biobrændstof og påvirkes derfor mindre end de andre scenarier. Det forudsættes dog at iblandingskravene om 5,75 % biobrændstoffer og 0,9/0,5 % avancerede biobrændstoffer fortsættes. Bioticket systemet medfører billigere diesel for forbrugerne grundet øget iblanding af fossil diesel. Billigere diesel har en positiv effekt på samfundsøkonomien fordi det medfører øget grænsehandel. Ligeledes medfører bioticket systemet billigere benzin da iblanding af 2G bioethanol fortrænges. Eftersom der anvendes mere brændstof pr km i bionaturgasscenariet stiger det statslige afgiftsprovenu mere end i de andre scenarier. Emissionerne er det tungest vejende element i den samfundsøkonomiske analyse. Bionaturgas scenariet emissionsreduktion medfører en samfundsøkonomisk gevinst på 834 mio. kr. Det er især reduktion af drivhusgasemissioner fra biogassens opstrømsemissioner som medfører den samfundsøkonomiske gevinst. Indblandede parter E.ON Danmark A/S NGF Nature Energy A/S HMN Naturgas A/S HMN Naturgas I/S Dansk Gas Distribution A/S Fremsyn som konsulent. Undersøgelse af afledte effekter ved biogasproduktion og anvendelse 11

12 Bilag 1 Niras rapport: Biogas og Samfundsøkonomi, Eksternaliteter og afledte effekter På de følgende sider er Niras rapport Biogas og Samfundsøkonomi, Eksternaliteter og afledte effekter (13. september 2017) gengivet. Undersøgelse af afledte effekter ved biogasproduktion og anvendelse 12

13 Biogas og samfundsøkonomi Eksternaliteter og andre effekter FORENINGEN BIOGASBRANCHEN OG ENERGISTYRELSEN 13. SEPTEMBER 2017

14 Indhold 1 Indledning Baggrund Formål og afgrænsning Samfundsøkonomiske og erhvervsøkonomiske effekter Rapportens opbygning 8 2 Biogassens samfundsmæssige rolle Klima- miljø- og ressourcedagsordener Ressourcestrategi Klimagasser uden for kvote-sektoren - transport Klimagasser uden for kvote-sektoren - proces Ressourceeffektivitet og recirkulation Systemfordele i energi- og transportsystemet Forsyningssikkerhed Sammenhæng i VE-systemet og lagerstyring Barriereomkostninger Fortolkning af rapportens resultater 12 3 Illustrativ samfundsøkonomisk analyse Tekniske forudsætninger og produktionsomkostninger Eksternaliteter Samfundsøkonomisk beregning 16 4 Forudsætninger og metode Forståelsesramme Biomasseinput i biogasanlæg Inputsammensætning i eksisterende anlæg Inputsammensætning i fremtidens anlæg Inputsammensætning i denne analyse Referencescenariet Prissætning af eksternaliteter Prissætning af drivhusgasserne CO2, CH 4 og N 2O Prissætning af øget gødningsværdi 20 5 Miljømæssige eksternaliteter Udvaskning af kvælstof 21 2

15 5.1.1 Forudsætninger til beregning af eksternalitet Værdi af eksternaliteten Reducerede lugtgener Forudsætninger anvendt til beregning af eksternalitet Værdi af eksternaliteten Emissioner fra ændret transportmønster Forudsætninger anvendt til beregning af eksternalitet Værdi af eksternaliteten Opsamling på kvantificerede miljømæssige eksternaliteter 27 6 Klimamæssige eksternaliteter Reduceret udslip af metan og lattergas i landbruget Forudsætninger anvendt til beregning af eksternalitet Værdi af eksternaliteten Udslip af metan fra biogasanlæg og opgraderingsanlæg Forudsætninger anvendt til beregning af eksternalitet Værdi af eksternaliteten Substitution af naturgas i energi- eller transportsektoren Forudsætninger anvendt til beregning af eksternalitet Værdi af eksternaliteten Opsamling på kvantificerede klimamæssige eksternaliteter 36 7 Landbrugsmæssige effekter Udnyttelse af næringsstoffer i gyllen Forudsætninger anvendt til beregning af effekten Værdi af effekten Indhold af N, P og K i affald Forudsætninger anvendt til beregning af effekten Værdi af effekten Omfordeling / blanding af gyllen Ændret humusindhold i jorden Næringsstofforsyning til økologiske afgrøder 40 8 Opsummering af eksternaliteter og effekter 41 9 Referencer 45 3

16 1 Indledning 1.1 Baggrund Produktionen af biogas er i den senere år steget kraftigt. Selv om teknikken har været kendt længe, har energiforligets forbedrede rammevilkår og anlægstilskud fra Grøn Vækst aftalen sammen med øgede anvendelsesmuligheder for biogas medført både udvidelser af eksisterende biogasanlæg og etablering af nye. Biogas adskiller sig på en række områder fra andre former for vedvarende energi og har mulighed for en spille en væsentlig rolle i en fossiluafhængig fremtid. Foreningen Biogasbranchen, Energistyrelsen og en række centrale aktører har derfor igangsat en kortlægning og analyse af, hvilke samfundsøkonomiske effekter en fortsat biogasudbygning vil give anledning til, med fokus på eksternaliter og andre effekter som biogas bidrager med. Der har været nedsat en styregruppe for projektet med deltagelse af repræsentanter for Energistyrelsen, gasselskaber og Foreningen Biogasbranchen. Resultaterne af analysen afrapporteres med denne rapport. 1.2 Formål og afgrænsning Formålet med dette projekt er særligt at afdække og kvantificere eksternaliteter 1 og andre effekter, der er forbundet med biogas, og efterfølgende i det omfang det er muligt, prissætte dem. Analysen er afgrænset til at omhandle selve produktionen og opgraderingen af biogas, men ikke den efterfølgende anvendelse af den opgraderede biogas og dermed heller ikke mulige systemeffekter i energi- og transportsektoren. I den oprindelige opgavebeskrivelse fra Energistyrelsen og Foreningen Biogasbranchen fremgik nedenstående liste af eksternaliteter og effekter ved biogasproduktion. I tabellen er der beskrevet hvordan de enkelte elementer er behandlet i analysen og i hvilket afsnit, de behandles. Tabel 1.1: Oversigt fra opgavebeskrivelse Oprindelig liste Inddragelse i rapporten Afsnit Energi Markedsværdi af metan / biogas Markedsværdi af grøn metan (certifikatværdi) Indgår som en indtægt i den samfundsøkonomiske analyse Certifikatværdien afspejler markedsværdien af substitution af CO2. CO2 Samfundsøkonomisk beregning Afsnit En eksternalitet en gevinst eller en omkostning som ikke indgår i markedsprisen, men som påvirker andre personer velfærd. 4

17 Reducerede udslip af drivhusgas i energisektor Kortsigtet forsyningssikkerhed, idet gassen kan lagres i naturgasnet og bl.a. anvendes til backup elproduktion Langsigtet forsyningssikkerhed i tilfælde af manglende mulighed for import af gas, idet biogasproduktionen er baseret på hjemlige råvarer. Systemfordele ved at have VE-gas i energisystemet. Mulighed for større fleksibilitet og for at integrere mere fluktuerende VE-el i systemet og begrænse brugen af biomasse. Landbrug prissættes særskilt i analysen som en eksternalitet og markedsværdien skal derfor ikke medtages. Positiv eksternalitet som indgår i analysen som sparet CO2 ved at opgraderet biogas kan substituere naturgas, fx i enrgisektoren. I analysen er der analyseret eksternaliteter ved produktion af biogas og opgradering. Der er ikke analyseret på systemeffekter ved anvendelse af opgraderet biogas. I analysen er der analyseret eksternaliteter ved produktion af biogas og opgradering. Der er ikke analyseret på systemeffekter ved anvendelse af opgraderet biogas. I analysen er der analyseret eksternaliteter ved produktion af biogas og opgradering. Der er ikke analyseret på systemeffekter ved anvendelse af opgraderet biogas. Klimaeffekt, afsnit Reducerede udslip af drivhusgasser i landbruget Øget høstudbytte som følge af øget gødningsvirkning af afgasset biomasse Økonomisk værdi af recirkulering og genanvendelse af næringsstoffer fra affaldssektoren Langsigtet værdi af tilgængelighed af fosfor som plantenæringsstof gennem øget afgasning frem for afbrænding Recirkulering af kulstof og dermed sikring af jordens humusindhold på trods af udnyttelsen til energiproduktion Omfordeling af husdyrgødning mellem husdyrproducenter og Positiv eksternalitet Positiv effekt i landbruget Positiv effekt i landbruget. Næringsstofferne prissættes med markedsværdien. Mulig positiv eksternalitet, hvis markedsprisen ikke afspejler en fremtidig mangelsituation Usikker effekt Usikker effekt Klimaeffekter. Afsnit 6.1 Landbrugsmæssige effekter Afsnit 7.1 Landbrugsmæssige effekter Afsnit 7.2 Landbrugsmæssige effekter Afsnit 7.2 Landbrugsmæssige effekter Afsnit 7.4 Landbrugsmæssige effekter Afsnit 7.3 5

18 planteavlere Gødningsværdi af blanding af husdyrgødning fra flere husdyrarter og dermed en bedre næringsstofprofil Næringsstofforsyning til økologiske afgrøder Usikker effekt Positiv effekt i landbruget Landbrugsmæssige effekter Afsnit 7.3 Landbrugsmæssige effekter Afsnit 7.5 Miljø Reducerede lugtgener ved udbringning af afgasset biomasse sammenlignet med ubehandlet husdyrgødning Reduceret miljøbelastning som følge af reduceret udvaskning af kvælstof Nabogener ved biogasanlæg (lugt og transport samt visuelle gener) Transport Positiv eksternalitet Positiv eksternalitet Negativ eksternalitet Ikke medtaget. Miljøeffekt Afsnit 5.2 Miljøeffekt Afsnit Mulighed for at omstille tung transport til VE Reduceret udslip af drivhusgasser i transportsektoren Reduceret støj og udslip af sundhedsskadelige stoffer ved tung transport på gas Affald I analysen er der analyseret eksternaliteter ved produktion af biogas og opgradering. Der er ikke analyseret på eventuelle eksternaliteter ved anvendelse af opgraderet biogas. Positiv eksternalitet som indgår i analysen som sparet CO2 ved at opgraderet biogas kan substituere naturgas fx i transportsektoren. I analysen er der analyseret eksternaliteter ved produktion af biogas og opgradering. Der er ikke analyseret på eventuelle eksternaliteter ved anvendelse af opgraderet biogas. Klima Afsnit Besparelser i affaldssektoren som følge af afgasning af organisk affald fremfor forbrænding Beskæftigelse I analysen er der analyseret eksternaliteter ved produktion af biogas og opgradering. Der er ikke taget stilling til alternative anvendelse eller bortskaffelse af affald. 6

19 6.1 Decentral beskæftigelseseffekt i jordbruget, fødevaresektor, logistik, servicesektoren og teknologieksport m.v. Der er ikke analyseret på eventuelle beskæftigelseseffekter, da der er fulgt en projektvurderingsmetodik som beskrevet fx i Finansministeriets vejledning i samfundsøkonomisk analyse, hvor der antages fuld beskæftigelse. Derudover er der inddraget : Tabel 1.2: Tilføjelser til opgavebeskrivelse Tilføjelse Metanudslip fra produktion og opgradering af biogas Emissioner fra ændret tranportmønster Inddragelse i rapporten Negativ eksternalitet Negativ eksternalitet Klima Afsnit 6.1 Miljø Afsnit 5.3 Afsnit Det er vigtigt at være opmærksom på at en samfundsøkonomisk analyse af biogas ikke er et fuldstændigt billede af biogassen fordele og ulemper, både fordi der er eksternaliteter, der ikke kan kvantificeres og værdisættes og fordi der er stor usikkerhed omkring kvantificering og værdisætningen. Analysen er afgrænset til at omhandle biogas produceret på gylle, affald og dybstrøelse, men ikke biogas produceret på f.eks. energiafgrøder eller halm. 1.3 Samfundsøkonomiske og erhvervsøkonomiske effekter En samfundsøkonomisk vurdering forudsætter, at der kan defineres et projekt med en tidshorisont. Inden for denne tidshorisont gøres der antagelser om udviklingen uden projektet (referencescenariet). I den forbindelse skal der bl.a. tages stilling til, hvilke politiske mål der skal betragtes som givne og dermed en del af referencescenariet. Herefter vurderes og beregnes udviklingen med projektet. Gevinsterne ved biogas afhænger meget af hvad der forudsættes omkring referencescenariet forstået som udviklingen inden for de sektorer som biogas relaterer sig til. Det drejer sig både om landbrugssektoren, energisektoren, affaldssektoren og transportsektoren. Og da disse sektorer er under forandring er det svært at fastlægge et præcist referencescenarium. I den samfundsøkonomiske analyse opgøres i princippet alle et projekts omkostninger og gevinster, uanset om disse handles på et marked. Omkostninger 7

20 og gevinster, der ikke handles på et marked, betegnes eksternaliteter, fordi de optræder eksternt i forhold til markedet. En del af de positive effekter, der er forbundet med biogasproduktion for landbrugssektoren, fx øget gødningsværdi af den afgassede gylle, indgår i den samfundsøkonomisk analyse, men dog ikke som eksternaliteter. Øget gødningsværdi medfører, at landmanden kan nøjes med mindre handelsgødning, og dermed spares der omkostninger. Der er derfor tale om ændringer i de driftsøkonomiske omkostninger, hvor der foreligger markedspriser, og de indgår ad den vej i det samlede samfundsøkonomiske regnskab. I nærværende projekt er der på baggrund af en analyse af eksternaliteter og effekter foretaget en illustrativ samfundsøkonomisk beregning for et specifikt anlæg med en tidshorisont på 20 år. Det er en alt andet lige beregning, idet der som tidligere nævnt for en række systemeffekter antages uændret situation i forhold til dagens situation. Disse er beskrevet kvalitativt i kapital Rapportens opbygning I kapitel 2 gives indledningsvist et overblik over biogassen samfundsmæssige rolle, herunder de systemeffekter og andre effekter som anvendelsen af biogas kan bidrage til. Dernæst præsenteres i kapitel 3 en illustrativ samfundsøkonomisk analyse. I kapitel 4 er forudsætninger og metode beskrevet. Dernæst følger en gennemgang af håndering af eksternaliter og effekter i forhold til miljø (kapitel 5), klima (kapitel 6) og landbrug (kapitel 7). Endelig opsummeres resultater af eksternaliter og effekter i kapitel 8. 8

21 2 Biogassens samfundsmæssige rolle 2.1 Klima- miljø- og ressourcedagsordener Ressourcestrategi Ressourcedagsordenen er en væsentlig dagsorden i både Danmark og EU. I takt med at verdens befolkning vokser og den økonomiske udvikling fortsætter vil presset på verdens ressourcer stige. Politisk er der derfor kommet øget fokus på ressourceeffektivitet, genanvendelse af affald, cirkulær økonomi. Samtidig er der fortsat stor fokus på udledning af drivhusgasser, klimapåvirkning og øvrige miljøpåvirkninger. Målet er, at vi skal være uafhængige af fossile brændsler i I Danmark indrammes målsætningerne på ressourceområdet i regeringens ressourcestrategi Danmark uden affald fra Strategien fremhæver biogassens rolle i fremtidens grønne omstilling. Der peges fx på, at organisk affald - i husholdningerne er det typisk madaffald - kan anvendes til produktion af biogas, som både er værdifuldt for energisystemet og kan medvirke til at reducere miljøproblemer ved husdyrproduktion. Danmark er allerede førende inden for denne teknologi, som også betyder, at næringsstofferne fra det organiske affald anvendes som gødning på markerne hvilket ikke er muligt, når det brændes. Der ønskes en bedre udnyttelse af det genanvendelige affald, som i dag forbrændes. Der peges på, at selv om energiudnyttelse ved forbrænding tidligere har været en vigtig måde at behandle affaldet på, er der nu behov for at fokusere på ressourcerne i affaldet ved en øget genanvendelsen og både udnytte energien fra det organiske affald til biogas og recirkulere næringsstoffer i stedet for kun at udbytte el og varme fra forbrændingsanlæg. Næringsstoffer, særligt fosfor, er værdifulde udtømmelige ressourcer, der er umulige at erstatte, særligt i landbrugsproduktionen. Regeringen ønsker i strategien at styrke satsningen på grøn teknologi og herunder recirkulere fosfor fra organisk affald. Samordning af biogasproduktion og affaldsbehandling kan således medvirke til at opfylde nogle af de samfundsmæssige mål inden for både energi, miljø og landbrug. Egentlig burde affald i tråd med ressourcedagsordenen benævnes organiske restprodukter eller organiske ressourcer. Da affald imidlertid stadig anvendes som begreb, er det af hensyn til forståelsen valgt at bibeholde det i denne rapport Klimagasser uden for kvote-sektoren - transport Biogas anses for en vedvarende energikilde, så når biogas substituerer fossilt energiforbrug, reduceres derfor alt andet lige den samlede udledning af drivhusgasser fra fossile brændstoffer. 2 Danmark uden affald fra 2013, Genanvend mere, forbrænd mindre, Regeringen, oktober

22 Et særligt aspekt af biogassens bidrag til drivhusgasreduktion er, at biogas kan medvirke til at reducere drivhusgasemissionerne fra transportsektoren, som står uden for kvotesektoren, hvor det kan være vanskeligt at nå de fastsatte mål i Transportsektorens energiforbrug udgør i dag knap 40 pct. af forbruget af fossile brændsler, men VE-andelen af transportsektorens energiforbrug kun er ca. 5 pct. mod en VE-andel for hele det danske energiforbrug er 28 pct. 3 Den lave andel skyldes især, at det er relativt dyrt at omstille til VE i denne sektor. Brug af el forventes at blive den foretrukne VE-energiform for personbiler og andre små og mellemstore køretøjer, hvor der derfor ikke forventes afsætningsmuligheder for biogas. For lastbiler og andre større køretøjer vurderes det, at biogas som brændstof til tung transport på længere sigt vil blive billigere end alternative flydende biobrændstoffer. 4 Især forventes anvendelse af biogas til bybusser i afgrænsede områder at være en mulighed, da rutebusser har et stort kørselsomfang og derfor vil kunne aftage store mængder biogas, selv med relativt få busser. De mere kortsigtede muligheder for at bruge VE til lastbiler og andre større køretøjer ser ud til at være begrænset til anvendelse af flydende og gasformige biobrændstoffer. Hvis biogas skal anvendes hertil kræves, dels at gassen er opgraderet til naturgaskvalitet, dels investeringer i gasdrevne køretøjer og i infrastruktur i form af tankanlæg, hvilket medfører ekstraomkostninger på kort sigt. Dette er ikke nødvendigt for det flydende VE-brændstof, hvor eksisterende køretøjer og tankanlæg vil kunne benyttes uden større investeringer Klimagasser uden for kvote-sektoren - proces VE-andelen af produktionserhvervenes direkte energiforbrug er 13%, mens VEandelen for hele det danske energiforbrug er 28%. Produktionserhvervene har et forbrug af naturgas på 29 PJ, hvoraf langt størstedelen vil kunne erstattes af biogas. Alternativt vil en større eller mindre andel kunne erstattes af el eller af faste biobrændsler. En analyse har vist 5, at der overordnet set er et fornuftigt geografisk sammenfald mellem industriens og biogasproduktionens beliggenhed, idet begge dele primært er lokaliseret i Jylland. Desuden er industrivirksomheder ud fra deres forbrugsprofiler i vidt omfang velegnede som hovedaftagere eller delaftagere af biogas. Endelig viser analysen, at industrien i dag bruger 15 PJ naturgas i processer, der kræver, høj temperatur eller at brændslet afbrændes direkte i processen. Her vurderes biogas på kort sigt at være den eneste VE-form, der ville kunne anvendes. 3 Energistyrelsen. 4 Kilde: Energistyrelsen baseret på Biogas og andre VE brændstoffer til tung transport - Analyse af muligheder og udfordringer ved udfasning af fossile brændsler, Energistyrelsen, december Ea Energianalyse. Angiv kilde # 10

23 2.1.4 Ressourceeffektivitet og recirkulation Produktion af biogas medvirker til at udnytte, recirkulere/genanvende og fordele næringsstoffer fra landbrug og organisk affald fra husholdninger eller industri, idet næringsstofferne leveres tilbage til landbruget som gødning. Øget produktion af biogas er derfor i overensstemmelse med EU Kommissionens handlingsplan for cirkulær økonomi, der skal sikre, at EU flytter sig i en cirkulær retning inden for fx landbrug og affaldshåndtering. Det er ligeledes i overensstemmelse med FN s 17 verdensmål, hvor cirkulær økonomi indgår som et centralt virkemiddel implementere, og med regeringens nye handlingsplan for verdensmålene Systemfordele i energi- og transportsystemet Produktionen af opgraderet biogas giver anledning til en række systemfordele i energi- og transportsystemet Forsyningssikkerhed Da biogas primært produceres af hjemlige råvarer i form af affalds- og restprodukter fra landbrugs- og affaldssektoren og kan lagres i naturgasnettet og gaslagrene, mindsker biogasproduktion samlet set Danmarks afhængighed af import af naturgas og andre brændsler. Desuden har biogas mere specifikt betydning for gas- og elforsyningssikkerheden. Mht. gasforsyningssikkerhed: Selv om Danmark målt i mængder er selvforsynende med gas, er vi samtidigt afhængige af import fra Tyskland. Det skyldes, at dele af Sydsverige forsynes via Øresundsledningen via Dragør. Danmark importerer derfor gas fra Tyskland i vinterhalvåret, hvor forbruget er højt i Danmark og Sverige på grund af varmebehovet. Om sommeren eksporterer Danmark derimod gas til Tyskland og Holland. Øget produktion af biogas vil reducere afhængigheden af import fra Tyskland. Mht. elforsyningssikkerhed: Der vil sandsynligvis blive brug for spidslastanlæg til opretholdelse af elforsyningssikkerheden i fremtiden og brug af gasmotoranlæg og gasturbineanlæg på fjernvarmeværker til regulering. Her vil biogas være en attraktiv mulighed, fordi anlæggene vil kunne levere reguleringsydelser i hele paletten af korte og lange tidsrum. Døgnvariationer vil kræve et lokalt lager, mens større lagre eller naturgasnettet er nødvendige ved længere tidsrum Sammenhæng i VE-systemet og lagerstyring Biogas kan bidrage til et sammenhængende VE-energisystem, således at det fremtidige VE-system bliver stabilt og sammenhængende. Produktion af vind- og solenergi afhænger af vejret, mens biogas er en lagerbar VE-energiform og derfor meget brugbar til at udligne en stadigt mere fluktuerende elproduktion fra vindmøller. Biogas kan derfor levere VE-backup af elproduktionen i perioder, hvor produktionen af vejrmæssige årsager er reduceret. 6 Advisory Board for cirkulær økonomi, Anbefalinger til regeringen, juni

24 Endvidere er der som tidligere nævnt en række procesanvendelser i industrien, hvor der ikke er reelle alternativer til brug af gas. Her kan den samfundsøkonomiske værdi af opgraderet biogas være stor og stigende frem mod målet om fossil uafhængighed. Det samme gælder transportsektoren, hvor opgraderet biogas kan spille en central rolle i omstilling særligt i den tunge transport. Det er imidlertid meget vanskeligt at kvantificere disse systemfordele ved anvendelsen af den opgraderede biogas, da de vil afhænge meget af udviklingen af det samlede energisystem. Disse eksternaliteter er derfor ikke værdisat i analysen. 2.3 Barriereomkostninger Nogle gange kan en økonomisk aktivitet være økonomisk fordelagtig rent beregningsmæssigt, men gevinsten realiseres ikke af det private marked. Det kan blandt andet skyldes såkaldte barriereomkostninger, som betegner økonomiske og ikke-økonomiske forhindringer for at realisere en privatøkonomisk fordel. Barriereomkostninger kan fx være manglende information, mangel på finansieringsmuligheder, mv. Inden for biogas kan det fx være en fordel at omfordele gylle eller udsprede næringsstoffer på et større areal. Men det kræver en ekstra indsats i tid eller penge at få det organiseret. Organiseringen omkring et biogasanlæg gør, at disse positive effekter nemmere realiseres. 2.4 Fortolkning af rapportens resultater Øget produktion af biogas kan således medvirke til at opfylde overordnede samfundsmål. For at kunne prissætte værdien af at nå disse mål er der dog behov for kunne definere alle relevante alternative løsningsmuligheder til målopfyldelsen inden for de overfor beskrevne områder. Dette er en meget kompleks og vanskelig opgave ligger uden for dette projekts rammer. Man kan i stedet tolke rapportens resultater som den værdi, biogassens bidrag til energi- og transport systemfordele og opfyldelse af ressourcedagsordenens målsætninger mindst skal tillægges, for at biogasudbygningen kan anses for samfundsøkonomisk fordelagtig. Det vil således være op til en politisk vurdering. Ved en mere omfattende analyse kan der opstilles et referencescenarie for energisystemets-, affaldssystemets- og transportsystemets udvikling og antagelser om, hvilke af de øvrige forskellige målsætninger der opnås over en tidshorisont. Herefter kan der opstilles et scenarie for omfanget og formen af en yderligere udbygning med biogas, med tilhørende samlede samfundsøkonomiske omkostninger og indtægter, herunder de her opgjorte eksterne omkostninger og produktionsfordele. 12

25 3 Illustrativ samfundsøkonomisk analyse Denne analyse har kvantificeret en række miljømæssige, klimamæssige eksternaliteter og gødningsmæssige effekter for tre anlægstyper, som adskiller sig ved inputsammensætningen: % gylle og 20 % organisk affald % gylle og 20 % dybstrøelse % gylle, 10 % organisk affald og 10 % dybstrøelse I det følgende præsenteres de væsentligste forudsætninger, resultater af værdisætninger, samt illustrative beregninger af samfundsøkonomien. 3.1 Tekniske forudsætninger og produktionsomkostninger Teknologikataloget opgør metanproduktion, investeringsomkostninger, levetid, drift og vedligeholdelsesomkostninger, samt indkøbspriser for de forskellige inputfraktioner af biomasse 8. Produktionsomkostninger (og samfundsøkonomi) beregnes for biogasproduktion på et standardanlæg med en kapacitet på ton input. Der er ifølge Teknologikataloget kun ét sæt enhedsomkostninger, dvs. der antages ikke at være skalaeffekter forbundet med større produktionsanlæg. Der er regnet en nutidsværdi over 20 år. På baggrund heraf er produktionsomkostningerne beregnet for de tre anlægstyper 7 For organisk affald i scenarie 1 og 3 er det antaget at 75 % af affaldet alternativt ville være udbragt ubehandlet på marken, mens 25 % alternativt ville være anvendt i andre processer og derfor ikke udbragt. 8 Affald antages at have en pris på 300 kr. /ton. 13

26 Tabel 3.1: Resultat af beregning af produktionsomkostninger Anlægstype Anlægstype 1: 2: 80 % gylle og % gylle og % organisk 20 % affald 9 dybstrøelse Anlægstype 3: 80 % gylle, 10 % organisk affald og 10 % dybstrøelse Metanproduktion 1,32 GJ/ton input 0,75 GJ/ton input 1,04 GJ/ton input Biogasproduktion Kapitalomkostninger -42 kr./gj -42 kr./gj -42 kr./gj Drift og vedligehold -64 kr./gj -64 kr./gj -64 kr./gj Køb af biomasse, inkl. -81 kr./gj -53 kr./gj -71 kr./gj transport I alt biogasproduktion -186 kr./gj -159 kr./gj -176 kr./gj Opgradering Kapitalomkostninger 13 kr./gj 13 kr./gj 13 kr./gj Drift og vedligehold 13 kr./gj 13 kr./gj 13 kr./gj I alt opgradering -26 kr./gj -26 kr./gj -26 kr./gj Samlede produktionsomkostnin ger -212 kr./gj -185 kr./gj -202 kr./gj 3.2 Eksternaliteter Samlet set udgør de værdisatte eksternaliteter og effekter: Tabel 3.2: Værdi af eksternaliteter Anlægstype 1 (80% gylle, 20% organisk affald) Samlet værdi af Heraf udgør eksternaliteter og substitutionseffekten 10 effekter 30 kr./gj 18 kr./gj 9 For organisk affald i scenarie 1 og 3 er det antaget at 75 % af affaldet alternativt ville være udbragt ubehandlet på marken, mens 25 % alternativt ville være anvendt i andre processer og derfor ikke udbragt. 10 Substitutionseffekten vises særskilt, da denne effekt kræver at biogassen opgraderes og substituere naturgas. En lignende effekt vil bl.a. opnås ved substitution af anden fossil energi med anden vedvarende energi. 14

27 Anlægstype 1 (80% gylle, 20% dybstrøelse) Anlægstype 2 (80% gylle, 10% organisk affald, 10% dybstrøelse) 39 kr./gj 18 kr./gj 33 kr./gj 18 kr./gj Figur 3.1 og Figur 3.2 illustrerer eksternaliteternes og effekternes størrelse opdelt på de tre scenarier for hhv. miljø-, klima- og gødningseffekter. Figur 3.1: Samlet værdi af eksternaliteter ved tre anlægstyper med forskellig inputsammensætning, opgjort i kr./ton input Figur 3.2: Samlet værdi af eksternaliteter ved tre anlægstyper med forskellig inputsammensætning, opgjort i kr./gj output 15

28 Klima-eksternaliteterne bidrager mest til værdisætningen i alle tre scenarier. Den største positive klimaeffekt opstår ved at den opgraderede biogas substituerer naturgas. Når klimaeffekterne er opgjort som kr. pr ton input ses de højest værdisatte effekter ved anlægstype 1, hvor input består af 20 % organisk affald, se figur 1. Opgøres eksternaliteterne i stedet i kr. pr. GJ output, ses de mest positive eksternaliteter i anlægstype 2, hvor input består af 20 % dybstrøelse se figur Samfundsøkonomisk beregning Det samfundsøkonomiske resultat af analysen 11 fremgår af Tabel 3.3. Det ses at produktionen er markant større når der indgår organisk affald i produktionen og at omkostningerne pr. produceret GJ er dyrest i anlæg 1 og billigst i anlæg 2. Den billigste løsning samfundsøkonomisk set er scenarie 2 med 80 % gylle og 20% dybstrøelse. Det er i beregningen antaget at den opgraderede biogas kan sælges til naturgasprisen, og salgsprisen afspejler derfor Energistyrelsens fremskrivning af naturgasprisen. Tabel 3.3: Resultat af samfundsøkonomisk analyse Anlæg 1: 80 % gylle og 20 % organisk affald 12 Anlæg 2: 80 % gylle og 20 % dybstrøelse Anlæg 3: 80 % gylle, 10 % organisk affald og 10 % dybstrøelse Samlede -212 kr./gj -185 kr./gj -202 kr./gj produktionsomk. Salg af gas 49 kr./gj 49 kr./gj 49 kr./gj Værdisatte 30 kr./gj 39 kr./gj 33 kr./gj eksternaliteter Årlig produktion GJ/år GJ/år GJ/år Samlet samfundsøkonomisk pris -134 kr./gj -97 kr./gj -121 kr./gj 11 Der er ikke anvendt nettoafgiftsfaktor eller skatteforvridningstab i analysen. 12 For organisk affald i scenarie 1 og 3 er det antaget at 75 % af affaldet alternativt ville være udbragt ubehandlet på marken, mens 25 % alternativt ville være anvendt i andre processer og derfor ikke udbragt. 16

29 4 Forudsætninger og metode 4.1 Forståelsesramme I denne analyse er eksternaliteter og andre afledte effekter ved biogasproduktion opdelt i tre kategorier: Miljømæssige Klimamæssige Landbrugssmæssige Som illustreret i figur 3 er eksternaliteter og andre effekter ved produktion af biogas relateret til forskellige dele af processen. Figur 4.1: Eksempler på eksternaliteter og andre effekter ved biogasproduktion 4.2 Biomasseinput i biogasanlæg Inputsammensætning i eksisterende anlæg I 2014 bidrog biogasproduktion til 0,8 % af den samlede energiproduktion i Danmark, svarende til 3,5 % af det samlede naturgasforbrug i 2015, i alt TJ (Energistyrelsen, 2016). Husdyrgødningsbaserede anlæg bidrog til 73 % af den samlede biogasproduktion. Med denne biomassesammensætning var biogasudbyttet i gennemsnit ca. 24,6 m3 biogas/ton input (Mikkelsen, Albrektsen, & Gyldenkærne, Biogasproduktions konsekvenser for drivhusgasudledning i landbruget, 2016) I figur 4 ses fordelingen af biomasseinput til fælles- og gårdanlæg i planåret 2014/ % af det samlede input er gylle, mens de øvrige 20 % primært stammer fra organisk industriaffald (15 %) mens de resterende 5 % er energiafgrøder, halm og afgrøderester (Mikkelsen, Albrektsen, & Gyldenkærne, 17

30 Biogasproduktions konsekvenser for drivhusgasudledning i landbruget, 2016). De 15 % fra organisk industriaffald dækker over en meget bred gruppe af affald,- både hvad angår indhold, værdi og alternativ håndtering. Det mest værdifulde affald med det største gaspotentiale vil have en positiv markedspris. Figur 4.2: Fordeling af biomasse til fælles- og gårdanlæg (Mikkelsen, Albrektsen, & Gyldenkærne, Biogasproduktions konsekvenser for drivhusgasudledning i landbruget, 2016) Inputsammensætning i fremtidens anlæg Energistyrelsens Teknologikatalog afspejler en fremskrivning af inputsammensætning og størrelse af fremtidens anlæg. I det seneste teknologikatalog er der antaget et biogaspotentiale på 34,3 m 3 biogas pr. tons altså ca. 40% højere biogaspotentiale end det gennemsnitlige anlæg i dag, vurderet ud fra den indberettede produktion i planår I Teknologikatalogets basisanlæg er der antaget en inputsammensætning bestående af ca. 80 % gylle, 14 % dybstrøelse og fast gødning, 1% industriaffald, 2% organisk husholdningsaffald og 4 % andet Inputsammensætning i denne analyse Baseret på ovenstående virker det rimeligt at antage at et eksempelanlæg modtager ca. 80% gylle med en fordeling på 45% svinegylle og 55% kvæggylle. Inputsammensætningen af de resterende 20 % vil variere meget mellem forskellige anlæg. Samtidig har sammensætningen stor indflydelse på både biogaspotentiale og opgørelsen af eksternaliteter. For at belyse denne forskel er der i analysen lavet separate eksternalitetsberegninger, afhængigt af input. Formålet er at kunne vurdere betydningen af at skifte ud i inputsammensætningen. For visse af 18

31 eksternaliteterne har det dog ikke været muligt at separere effekten på forskellige inputs, da der er foretaget konkrete målinger på eksternaliteten opgjort for en gennemsnitlig biomassesammensætning. I den samfundsøkonomiske analyse er der regnet på forskellige scenarier for inputsammensætningen. I forhold til biogaspotentialet er der taget udgangspunkt i Teknologikataloget. Dvs. at der er antaget et gaspotentiale på 34,3 m 3 biogas pr ton input som udgangspunkt. I scenarieberegningerne med forskellige inputsammensætninger er biogaspotentialet justeret i forhold til den konkrete inputsammensætning. Der er antaget en anlægsstørrelse på tons/pr. dag, svarende til tons/året. 4.3 Referencescenariet Det primære formål med denne analyse er at værdisætte eksternaliteter ved produktion og opgradering af biogas. For at kunne værdisætte eksternaliteterne sammenlignes de miljø-, klima og gødningsmæssige påvirkninger ved produktion af biogas med de påvirkninger der ville være hvis biogassen ikke blev produceret, altså i referencescenariet. Referencescenariet, herunder den alternative anvendelse af de pågældende inputmateriale har afgørende betydning for størrelsen af eksternaliteterne, og derved også værdien af disse. I denne analyse er eksternaliteter og andre effekter bestemt for: Gylle, alternativt spredt ubehandlet på mark Dybstrøelse, alternativt spredt ubehandlet på mark Organisk affald, alternativt spredt ubehandlet på mark Organisk affald, alternativt ikke spredt på mark For gylle og dybstrøelse er referencescenariet relativt simpelt, idet det alternativt ville være blevet spredt ubehandlet på marken. Effekten af at afgasse er således forskellen mellem de to scenarier. For affald er det mere kompliceret, idet den alternative anvendelse vil afhænge meget af, hvilken type affald er er tale om. Generelt er der et ønske om at recirkulere næringsstofferne i affaldet, hvilket afspejles i EU s affaldsdirektiv, hvor der stilles øgede krav om genanvendelse. Dette betyder, at forbrænding af den organiske fraktion over tid vil reduceres. Visse af de typer affald, som biogasanlæggene aftager, har endvidere så høj en værdi, at de handles på et marked som en vare og ikke bortskaffes som affald. Andre typer affald udbringes i dag direkte på marken. Det er derfor vanskeligt at fastlægge et generisk referencescenarium for affald både for situationen i dag og ikke mindst for situationen fremadrettet. I denne analyse skelner vi mellem en referencesituation hvor affaldet alternativt udbringes direkte og en referencesituation hvor det ikke udbringes. 19

32 4.4 Prissætning af eksternaliteter De kvantificerede eksternaliteter værdisættes ved brug af alment benyttede enhedspriser fra fx Energistyrelsen og Miljø- og Fødevareministeriet Prissætning af drivhusgasserne CO2, CH4 og N2O Klimaemissioner værdisættes med en enhedspris pr CO2-ækvivalenter. Energistyrelsens beregningsforudsætninger for samfundsøkonomiske analyser fremskriver priser for CO2, både indenfor og udenfor den kvotebelagte sektor. I denne rapport anvendes prisen udenfor den kvotebelagte sektor på 324 kr./ton CO2-ækv. Der er derudover udarbejdet følsomhedsberegninger af værdisætningen, med et højt skøn på kr./ton CO2-ækv og et lavt skøn på 63 kr./ton CO2-ækv 13 (Energistyrelsen, 2017) For at omregne metan og lattergasudledning til CO2-ækvivalenter multipliceres CH4-emissionerne med 25 og N2O-emissionerne med 298 jævnfør de gældende retningslinjer (Energistyrelsen, 2017) Prissætning af øget gødningsværdi Som tidligere nævnt er øget gødningsværdi som følge af afgasning ikke en egentlig eksternalitet men en afledt gevinst ved afgasning af biomasse. Tidligere var der fastsat normer for gødskning i landbruget der lå under det økonomisk optimale. Ved at anvende afgasse gylle og anden biomasse kunne man derfor prissætte effekten som et øget høstudbytte. Nu er der åbnet op for muligheden for at gøde op det økonomiske optimale. Det må derfor antages at øget tilførsel af næringsstoffer modsvares af et mindre indkøb af handelsgødning. Det øgede gødningsindhold prissættes derfor som sparet indkøb af handelsgødning. Prisen på handelsgødning er sat til 5,5 kr./kg N, 9,75 kr./kg P og 3,7 kr./kg K. (HedeDanmark primo 2017). Disse værdier bruges til at prissætte en øget mængde tilgængelig N ved udbringning af afgasset biomasse, samt gødningseffekten af N, P og K ved udbringning af afgasset organisk affald kr. svarer til nutidsværdien af udledningen af et ton CO2, over en tyveårig periode. 20

33 5 Miljømæssige eksternaliteter Ved projektets opstart blev der identificeret fire miljømæssige eksternaliteter, som er kort beskrevet i Tabel 5.1. Tabel 5.1: Oversigt over miljømæssige eksternaliteter Hvor i Eksternalitet værdikæden? Positiv eller negativ eksternalitet Kvantificeret / kvalificeret / ikke medtaget Reduceret udvaskning af kvælstof Input-siden Positiv eksternalitet Kvantificeret (afsnit 5.1) Reducerede luftgener Input-siden Positiv eksternalitet Kvantificeret (afsnit 5.2) Emissioner fra ændret transport Input-siden Negativ eksternalitet Kvantificeret (afsnit 5.3) Nabogener ved biogasanlæg (lugt og visuelle gener) Selve anlægget Negativ eksternalitet Ikke medtaget, da det vurderes at eksternaliteten er minimal For hver af eksternaliteterne udvaskning af kvælstof, reducerede luftgener og emissioner fra transporter er der i de følgende afsnit først en kvalitativ beskrivelse af eksternaliteten. Derefter beskrives forudsætninger og datakilder inden værdien af eksternaliteten beregnes. Hvor muligt er der i beregningen differentieret mellem hvilken type af input der er tale om. 5.1 Udvaskning af kvælstof Når der tilføres gylle til landbrugsjord bliver der udvasket kvælstof. Afgasning af biomasse mindsker udvaskningen, hvilket er en positiv eksternalitet. Ved afgasning af gylle i biogasanlæg ændres forholdet mellem organisk bundet kvælstof i gylle sammenlignet med kvælstof på ammoniumform, så der er en relativt større andel af kvælstof på ammoniumform. Kvælstof på ammoniumform kan optages direkte af planter, mens organisk bundet kvælstof skal mineraliseres til uorganisk kvælstof i jordbunden, før planter kan optage det. Idet en større mængde kvælstof kan optages, er kvælstofudvaskningen efter det første år mindre, når gyllen er afgasset. Den positive effekt ved afgasning af dybstrøelse er større end ved gylle, idet en større del af kvælstoffet i dybstrøelse er organisk bundet. For organisk affald betyder afgasning ligeledes at kvælstofsammenhængen ændres. Effekten afhænger af hvordan affaldet behandles i alternativ scenariet (referencescenariet): 21

34 Ved alternativ direkte udbringning af ubehandlet affald på landbrugsjord, vil afgasningen - isoleret set - give anledning til en lavere udvaskning. Der vil altså være tale om en positiv eksternalitet. Hvis det i alternativ situationen ikke udbringes ubehandlet affald på marken, er der isoleret set - tale om en mertilførsel af kvælstof, hvilket vil give anledning til en øget udvaskning. Dermed vil der være tale om en negativ eksternalitet Forudsætninger til beregning af eksternalitet For at kunne bestemme værdien af den reducerede kvælstofudledning, er det nødvendigt at bestemme størrelsen af reduktionen og prisen for N. I DØRS redegørelse om økonomi og miljø fra 2015 om bl.a. vandrammedirektivet og kvælstofregulering anvendes et interval for værdien af reduceret kvælstofudvaskning på kr./kg N reduceret (De Økonomiske Råd, 2015). I denne analyse anvendes 93,50 kr./kg N reduceret, svarende til gennemsnitsværdien af spændet anvendt i DØRS redegørelse. Ændret kvælstofudvaskning ved afgasning af gylle DCA har i 2015 beregnet kvælstofudvaskning og gødningsvirkning ved anvendelse af forskellige typer af afgasset biomasse (Sørensen & Børgesen, 2015). Når biomasse udbringes på marken vil der være en kvælstofudvaskning fra den pågældende biomasse over en 50 årig periode, med størst effekt i år 1 og derefter en aftagende udvaskning over tid. Udvaskningseffekten, altså effekten af at der udbringes afgasset biomasse i stedet for ubehandlet biomasse, varierer i forhold til jordbundstype og tidshorisont. DCE rapporten beregner den akkumulerede udvaskningseffekt på hhv. lerjord og sandjord efter 1, 10 og 50 år, hvor den største andel af udvaskningen sker i det første år efter biomassen er udbragt, mens den samlede udvaskning først er realiseret efter 50 år. Efter 50 år er effekten ca. 1,5 gange større end effekten efter 1 år. Der er altså behov for at kende nuværdien af den akkumulerede effekt over den samlede tidshorisont. Det er dog ikke muligt at foretage en præcis beregning, da der kun er udvaskningstal for 1, 10 og 50 år. Det estimeres at nuværdien af den akkumulerede effekt omtrent svarer til den akkumulerede effekt efter 10 år. Dette betyder at den reducerede udvaskning for kvæggylle kan opgøres til 1 kg/de for lerjord og 1,9 kg/de for sandjord. For svinegylle er den tilsvarende effekt hhv. 1,1 og 2 kg/de. Ved et simpelt gennemsnit af effekten på lerjord (JB6) og sandjord (JB3) fås en udvaskningseffekt på 1,5 kg/de. 100 kg N udbragt svarer til hhv. 27,5 ton kvæggylle og 23,7 tons svinegylle (Sørensen & Børgesen, 2015). Ved anvendelse af disse nøgletal fås en reduceret udvaskning på 0,058 kg N/ton gylle-input. 22

35 Ændret kvælstofudvaskning ved afgasning af affald Ændringen af kvælstofudvaskning fra afgasset affald vil afhænge af næringsstofindholdet i det pågældende affald, hvilket igen vil variere afhængigt af affaldstypen. Yderligere er det en afgørende antagelse om det forudsættes at affaldet - hvis det ikke afgasses ville være blevet spredt ubehandlet på marken eller ej. Biogasanlæg skal bl.a. indberette inputmængder og kvælstofindhold i output til Landbrugs- og Fiskeristyrelsen. Det er undersøgt, om disse indberetninger kan anvendes til at vurdere næringsstofindholdet i forskellige affaldsfraktioner, men detaljeringsgraden af de foreliggende data tillader desværre ikke, at man udskiller effekterne på fraktioner. I Sørensen og Børgesen, 2015 er effekten af at afgasse gylle i kombination med forskellige affaldsfraktioner vurderet. Det er dog ikke muligt at isolere effekten af slagteriaffaldet fra kombinationsberegningerne i rapporten, hvorfor det er valgt at beregne udvaskningseffekten på baggrund af rapportens forudsætninger om udvaskningsgrader og omsætning af N ved afgasning. I beregningerne er der er antaget et næringsstofindhold i slagteriaffald på 7,6 kg N (total) baseret på et N-indhold i tørstof på 2,8% (Sørensen og Børgesen, 2015), samt et tørstofindhold på 27% (N-indberetninger til Landbrugs- og Fiskeristyrelsen) 14. I beregningen antages at udvaskningsgraden af organisk bundet N er 36 % på lang sigt, mens udvaskningsgraden af N på ammoniumform er 18 % på lang sigt (Peter Sørensen, pers. Komm). Kvælstofsammensætningen i ubehandlet slagteriaffald er antaget til 95 % organisk bundet N mens 5 % af kvælstoffet er på ammoniumform. For afgasset slagteriaffald er kvælstofsammensætningen 40 % på organisk form og 60 % på ammoniumform. Samlet set giver dette en langsigtet reduktion i udvaskningen af kvælstof på 0,75 kg N pr. ton slagteriaffald der afgasses. Som for gylle estimeres nuværdien af den akkumulerede effekt som effekten efter 10 år. Denne stimere til at være halvdelen af den langsigtede effekt (pers. komm. Peter Sørensen), dvs. 0,375 kg/n ton affald 15. Effekten er proportional med N- indholdet, så hvis der anvendes affald med fx halvt så stort N-indhold vil udvaskning også være halvt så stor. Antages affaldet i referencesituationen ikke at være blev udbragt giver tilførsel af affald til biogasanlæg anledning til en langsigtet øget udvaskning på 1,9 kg N/ton affald 16 svarende til en 10 års effekt på 0,95 kg N/ton affald. Reduceret kvælstofudvaskning ved afgasning af dybstrøelse 14 Til sammenligning var der en antagelse om et N-indhold på 7 kg/tons i Nielsen, Til sammenligning var effekten i Nielsen, ,49 kg N/ton 16 Der er meget stor forskel på udvaskningen afhængigt af hvilken type organisk affald der er tale om. Beregningen baserer sig på en gennemsnitssammensætning. 23

36 DCA har beregnet effekten af afgasning af 25% dybstrøelse i kombination med 75% gylle. (Sørensen & Børgesen, 2015). Beregningen viser at effekten efter 10 år er 1,2 kg/de for lerjord og 2,2 kg/de for sandjord. Som for det var tilfældet med affald er dog ikke muligt at omregne isolere effekten af dybstrøelse fra disse kombinationsberegninger i rapporten. I stedet er effekten direkte beregnet på baggrund af rapportens forudsætninger om udvaskningsgrader og omsætning af N ved afgasning. Der er antaget et næringsstofindhold på 8,4 kg N (total) baseret på et N-indhold i tørstof på 2,5% (Sørensen & Børgesen, 2015), samt et tørstofindhold på 30% (Sørensen, pers. komm.) 17. Der antages en udvaskningsgrad på lang sigt på 18% for NH4-N og 36% for org. N (Peter Sørensen, pers. komm). For dybstrøelse antages en NH4-andel på 20% i ubehandlet dybstrøelse og 50% i afgasset dybstrøelse (Sørensen og Børgesen, 2015). Tabel 5.2: Effekt på N-indhold ved afgasning af kvægdybstrøelse Org. N NH4-N Total Ubehandlet dybstrøelse Afgasset dybstrøelse Fordeling af N 80% 20% 100% N-indhold 6,7 kg N/ton 1,7 kg N/ton 8,4 kg N/ton Fordeling af N 50% 50% N-indhold 4,2 kg N/ton 4,2 kg N/ton 8,4 kg N/ton Udvaskningsgrad 36% 18% Ubehandlet dybstrøelse Afgasset dybstrøelse Udvaskning 2,4 kg N/ton 0,3 kg N/ton 2,7 kg N/ton Udvaskning 1,5 kg N/ton 0,8 kg N/ton 2,3 kg N/ton Reduktion i udvaskning ved 0,9 kg/ton -0,45 kg/ton 0,45 kg/ton afgasning Den langsigtede effekt af at afgasse kvægdybstrøelse er således 0,45 kg N/ton dybstrøelse, svarende til en 10 års effekt på 0,225 kg N/ton dybstrøelse Værdi af eksternaliteten Det fremgår således af ovenstående, at kvælstofudledningen er lavere, når der på et givet areal udbringes afgasset gylle, dybstrøelse og affald, end når den samme mængde biomasse udbringes i ikke-afgasset form. Udbringes der afgasset organisk affald, som alternativt ikke ville være udbragt, leder dette dog til en øget udvaskning Til sammenligning var der en antagelse om et N-indhold på 7 kg/tons i Nielsen, Som nævnt tidligere i rapporten, er den realistiske effekt en kombination af, at der spredes affald som ville, hhv. ikke ville være udbragt i alternativet. Kombinationen vil dog variere og derfor er 24

37 Tabel 5.3 viser værdien af den ændrede kvælstofudvaskning ved afgasning for hhv. gylle, dybstrøelse og affald. Tabel 5.3: Ændring i kvælstofudvaskning ved afgasning samt værdisætning af den ændrede kvælstofudvaskning Gylle Dybstrøelse Affald alternativt udbragt Affald alternativt ikkeudbragt Ændring i udvaskning Værdisætning af eksternalitet -0,058 kg/ton gylle 5,4 kr./ton gylle -0,225 kg/ton dystrøelse 21,2 kr./ton dybstrøelse -0,375 kg ton/affald 35,0 kr./ton affald 0,95 kg/ton affald -89,0 kr./tons affald 5.2 Reducerede lugtgener Ved udbringning af afgasset gylle er der to effekter der påvirker luftgenerne sammenlignet med udspredning af ikke-afgasset gylle: Lugtgenerne fra afgasset gylle er mindre end lugtgenerne fra ikke-afgasset gylle, da en del af de lugtdannende stoffer nedbrydes i biogasanlægget. Afgasset gylle siver hurtigere i jorden, idet tørstofindholdet er mindre i den afgassede gylle (Hansen, Birkemose, Mortensen, & Skaaning, 2004). Lugtgenerne er altså af kortere varighed. Ved afgasning af gylle opstår der altså en positiv eksternalitet som følge af reducerede lugtgener ved udbringning af gylle. Der er ikke kendskab til relevante studier omkring værdisætning af effekten på lugtgener fra andre biomassetyper end gylle, hvorfor der ikke er udarbejdet beregninger af eksternaliteten for disse Forudsætninger anvendt til beregning af eksternalitet Det er undersøgt, om der er udarbejdet opdaterede studier omkring skadesomkostninger ved lugtreduktioner fra gylleudbringning, men der er ikke fundet nogen. Der er derfor taget udgangspunkt i samme værdisætning og metode som i tidligere studier. Der er foretaget en alternativ-omkostningsbetragtning, hvor det bestemmes hvad meromkostningen er for nedfældning af gylle. Denne meromkostning antages så sparet, når gylle afgasses. Meromkostningen for nedfældning af gylle er antaget til 5 kr./ton (Interview: Thorkild Birkemose og Mogens Kjeldal). Der er tale om et skøn, men det understøttes af at priserne på udbringning ved slange og nedfældning som er opgjort til henholdsvis 19 kr./ton og 23 kr./ton jf. FarmtalOnline. yderpunkterne illustreret her. I scenarie beregningerne vises en kombination hvor 75 % alternativt ville være udbragt, og 25 % alternativt ikke ville være udbragt. 25

38 For at beregne værdien pr. ton afgasset gylle er det antaget, at 40 % af gyllen nedfældes i referencesituationen, hvorfor besparelsen ved afgasning alene omfatter de resterende 60 % 19. Skønnet bygger på at størstedelen af svinegylle (men ikke kvæggylle) ville være blevet nedfældet under alle omstændigheder. Sammenlignet med tidligere værdisætninger, herunder (Nielsen L. H., 2002), er andelen af ikke-afgasset gylle der bliver nedfældet i referencesituationen således steget, hvilket betyder at besparelsen ved afgasning bliver mindre Værdi af eksternaliteten Værdien fra de reducerede lugtgener er således beregnet til 3 kr./ton gylleinput. Usikkerheder ved værdisætning Da der ikke findes opgørelser af skadesomkostninger forbundet med lugtgener (fx husprisstudier) er det ikke muligt at vide om der rent faktisk eksisterer en betalingsvilje for at reducere lugten i den størrelsesorden det er forudsat her. Der eksisterer dog et husprisstudie af lugtgener fra svinefarme, som viser en betydelig betalingsvillighed for at undgå lugtgenerer. Samtidig har alternativ-omkostningsbetragtningen den svaghed at alternativet (nedfældning af gylle i de resterende 60% af arealet) i praksis ikke vil være mulig, f.eks. kan man ikke nedfælde i voksende kornafgrøder. For at kunne vurdere størrelsesordenen af den beregnede værdi af eksternaliteten, er der derfor foretaget en supplerende beregning af de omkostninger, der er forbundet med lugtreduktion på af et biogasanlæg. Dette giver et fingerpeg om hvilken betalingsvilje der er for at reducere lugtgener på selve biogasanlægget. Det kan ikke direkte sammenlignes med lugtgener fra landbrugsarealerne, men tjener alene til at give en indikation af størrelsesordner. Det vurderes at et anlæg, der behandler ton biomasse om dagen, under de nuværende rammeforhold vil skulle investere ca. 5 mio. kr. i lugtreduktion, med en årlig drift og vedligeholdelsesomkostning på kr. 20 (interview: Henrik Laursen). Dette svarer til, at et biogasanlæg anvender 1,2 kr./ton biomasse for at reducere lugtgener. Det betyder, at lugt fra udbringning i marken værdisættes til ca. det dobbelte af omkostningen til at reducere lugt på et biogasanlæg. 5.3 Emissioner fra ændret transportmønster Den samlede transport af gylle vil være længere ved afgasning, idet gyllen skal transporteres til og fra et biogasanlæg. Den længere transport vil betyde en større udledning af miljøemissioner Telefoninterview med Thorkild Birkmose 20 Investerings samt drift og vedligeholdelsesomkostninger vil muligvis blive betragteligt dyrere når den nye BREF for affaldsbehandlingsanlæg træder i kraft. 21 I mange tilfælde vil biogasanlægget stå for en del af transporten, så på trods af stigningen i transport-længde, kan landmanden i mange tilfælde reducere sine transportudgifter. Samfundsøkonomisk er det dog miljøemissioner fra den samlede mertransport der er relevant. 26

39 For dybstrøelse er det antaget at ændringerne i transport er de samme som for gylle. For affald vil ændringer i transport afhænge at den alternative behandling og brug af affaldet, og ændringer i transportmønster for affald er derfor ikke medtaget i beregningen Forudsætninger anvendt til beregning af eksternalitet I forhold til at vurdere eksternaliteter er det miljøemissionen fra den øgede transport der er relevant. På baggrund af ekspertinterview med Torben Birkmose er der estimeret en samlet mertransport til biogasanlæg på 10 km hver vej. Gylletransporten til og fra biogasanlæg foregår typisk med lastbil. De eksterne omkostninger i kr. pr. km. for lastbilkørsel er opgjort til gennemsnitligt 3,87 kr. pr. km 22. Omkostningen er opgjort ud fra en lastbil med en kapacitet på 23,2 t, som kører på både landeveje, motorveje og i byen (Transport DTU og COWI, 2017) Værdi af eksternaliteten I denne analyse er prissætningen justeret, således at de eksterne omkostninger, er opgjort for en lastbil med en kapacitet på 38 t. Den negative eksternalitet forbundet med mertransport af gylle bliver derved 2,0 kr./ton gylle. Det antages at ændringer i transportmønsteret for dybstrøelse er det samme som for gylle, hvorfor værdien af eksternaliteten for transport af dybstrøelse ved afgasning ligeledes er 2,0 kr./ton dybstrøelse. Usikkerheder ved værdisætning Der er stor usikkerhed omkring mertransport af gylle og dybstrøelses til biogasanlæg. Transportændringen vil afhænge meget af dels anlæggets og oplandets størrelse, og dels af de enkelte landmænds alternative transportbehov, som igen afhænger af besætningsstørrelse og arrondering af jordtilliggendet. 5.4 Opsamling på kvantificerede miljømæssige eksternaliteter I Tabel 5.4 ses en oversigt over værdien af de miljømæssige eksternaliteter. 22 Den eksterne omkostning inkluderer luftforurening, klimaforandring, støj, uheld, trængsel og slid på infrastruktur. 27

40 Tabel 5.4: Værdi af miljømæssige eksternaliteter for henholdsvis gylle, dybstrøelse og organisk affald Gylle Dybstrøelse Organisk affald Udvaskning af kvælstof 5,4 kr./ton gylle 21,2 kr./ton dybstrøelse Alternativt udbragt: 35,0 kr./ton affald Alternativt ikke udbragt: -89,1 kr./ton affald Reducerede luftgener Ændret transport 3,0 kr./ton gylle Ikke værdisat Ikke værdisat -2,0 kr./ton gylle -2,0 kr./ton Ikke værdisat dybstrøelse 28

41 6 Klimamæssige eksternaliteter Ved projektets opstart blev der identificeret fire klimamæssige eksternaliteter, som er kort beskrevet i Tabel 6.1. Tabel 6.1: Oversigt over klimamæssige eksternaliteter Eksternalitet Hvor i værdikæden? Positiv eller negativ eksternalitet Kvantificeret / kvalificeret / ikke medtaget Reduceret udslip Input-siden Positiv Kvantificeret af metan og eksternalitet (afsnit 6.1) lattergas i landbruget Udslip af metan fra Selve anlægget Negativ Kvantificeret biogasanlæg og eksternalitet (afsnit 6.2) Fejl! H opgraderingsanlæg envisningskilde ikke fundet.) Substitution af Output-siden Positiv Kvantificeret naturgas i eksternalitet (afsnit 6.3). Der er energisektoren ikke taget stilling til anvendelsen af gassen. Substitution af gas Output-siden Positiv Kvantificeret i transportsektoren eksternalitet (afsnit 6.3). Der er ikke taget stilling til anvendelsen af gassen. For hver af eksternaliteterne reduceret udslip af metan og lattergas i landbruget, udslip af metan fra biogasanlæg og opgraderingsanlæg og substitution af naturgas er er der i de følgende afsnit først en kvalitativ beskrivelse af eksternaliteten. Derefter beskrives forudsætninger og datakilder inden værdien af eksternaliteten beregnes. Hvor muligt er der i beregningen differentieret mellem hvilken type af input der er tale om. 6.1 Reduceret udslip af metan og lattergas i landbruget Når gylle afgasses inden det lagres i gylletanke er udledningen af metan lavere end når rå gylle lagres. Ved spredning af afgasset gylle på marken er udledningerne af lattergas ligeledes lavere end ved udbringning af rå gylle. Samlet set vil afgasset gylle derfor udlede færre drivhusgaser fra landbruget. For affald betyder afgasningen ligeledes, at der vil blive udledt mindre metan fra lagringen af det afgassede affald, under den antagelse at affald håndteres som gylle, dvs. det lagres anaerobt, indtil det udspredes på marken. Hvis det organiske affald forbrændes eller bortskaffes på anden vis i referencescenariet, vil 29

42 udledningen af metan øges, når affaldet afgasses og derefter lagres sammen med gylle i gylletanke, indtil det udspredes på landbrugsjord 23. Reduceret udslip af metan og lattergas fra afgasset biomasse i landbruget er en positiv eksternalitet. For affaldet afhænger ændringen i metan og lattergasudslip af referencen. Der er tale om en - isoleret set - positiv eksternalitet hvis affaldet spredes ubehandlet i referencen, og en negativ eksternalitet,hvis affaldet alternativt ikke blev spredt på marken. Det har ikke været muligt at finde data for metan og lattergasudledninger for behandlet og ubehandlet dybstrøelse Forudsætninger anvendt til beregning af eksternalitet For at kunne beregne værdien af den mindskede udledning af metan og lattergas ved afgasning af gylle og affald, er det nødvendigt at kende: Metan og lattergasudledning ved lagring og derefter spredning af ubehandlet gylle og organisk affald Metan og lattergasudledning ved lagring og derefter spredning af afgasset gylle og organisk affald Omregning af metan og lattergas til CO2-ækvivalenter Reduktion af metanemissioner ved afgasning af gylle I rapporten Biogasproduktions konsekvenser for drivhusgasemissioner i landbruget beregnes metanemissionen fra afgasset og rå husdyrgødning for at bestemme den danske opgørelse for drivhusgasemissioner fra landbrugssektoren (Mikkelsen, Albrektsen, & Gyldenkærne, Biogasproduktions konsekvenser for drivhusgasudledning i landbruget, 2016). I rapporten findes det at: Ved afgasning af svinegylle mindskes metanemissionen med 15,32 kg CO2- ækv. pr ton gylle som afgasses. Ved afgasning af kvæggylle mindskes metanemissionen med 7,88 kg CO2-ækv. pr ton gylle som afgasses. Opgørelsen tager udgangspunkt i beregninger af en gennemsnitlig biomassesammensætning (Mikkelsen, Albrektsen, & Gyldenkærne, Biogasproduktions konsekvenser for drivhusgasudledning i landbruget, 2016). Der differentieres således ikke mellem udledning fra gylle og affald. Dette betyder også at det ikke er muligt at opgøre effekten på affald, da en mulig alternativ udledning af drivhusgasser i referencescenariet ikke indgår. Dette betyder, at den samlede metanreduktion undervurderes. Reduktion af lattergasudledning ved afgasning af gylle og affald 23 Nogle typer af organisk affald kan stort set omsættes fuldt ud i biogasanlægget, mens andre affaldstyper, kun omsættes delvist. Jo mindre andel af affaldet der omsættes, des større metanudledningen i efterlageret. Opholdstiden i efterlager er også afgørende for metanudslippet. 30

43 Den seneste opgørelse af reduktionen af lattergasudledning ved afgasning af gylle stammer fra 2000, hvor reduktionen er opgjort som i Tabel 6.2 (Nielsen, 2002) Tabel 6.2: Reduktion af lattergasudledning ved afgasning, beregnet ud fra tabel 5.14 i (Nielsen, 2002) Lattergas CO2-ækvivalenter Svinegylle 0,013 kg N2O/ton gylle 3,76 kg CO2-ækv/ton gylle Kvæggylle 0,011 kg N2O/ton gylle 3,40 kg CO2-ækv./ton gylle Affald - alternativt udbragt Affald - alternativt ikke udbragt 24 0,061 kg N2O/ton affald 18,07 kg CO2-ækv/ton gylle -0,017 kg N2O/ton affald -5,15 kg CO2-ækv/tons gylle For at vurdere hvorvidt data fra 2002 stadig er gældende, er der foretaget et ekspertinterview med Søren O. Petersen. Han fortæller at nyere undersøgelser viser at jordtypen har stor betydning for udledningen af lattergas, men at der er ikke findes nye tal. Han vurderer det eksisterende estimat til at være et overkantsskøn for reduktion i lattergas. Da det ikke har været muligt at kvantificere hvor stort et overkantsskøn der er tale om, er det valgt at fastholde forudsætninger om reduktion af lattergasudledning fra (Nielsen, 2002) Værdi af eksternaliteten Værdien af den reducerede udledning af metan og lattergas ved afgasning af henholdsvis gylle og affald fremgår af Tabel 6.3. Det ses at værdien af reducerede drivhusgasudledninger ved afgasning er størst for svinegylle, med en positiv værdi på 6,2 kr./ton, mens effekten for kvæggylle har en værdi af 3,7 kr./ton. Værdien af reduktionen af lattergas udledning på 1,2 kr./ton gylle. For affald er der en reduktion i udledningen af lattergas, hvis affaldet alternativt ville være spredt på marken svarende til en positiv eksternalitet på 5,9 kr./ton affald. Ville affaldet alternativt ikke være udbredt på marken stiger lattergasemissionen svarende til en negativ eksternalitet på -1,7 kr./tons affald. 24 Antages det at affaldet ikke alternativt udbringes, vil tilførslen af afgasset affald betyde en øget udledning af lattergas 31

44 Tabel 6.3: Værdisætning af reducerede udslip af metan og lattergas i landbruget. Metan Lattergas Samlet effekt Svinegylle 5,0 kr./ton 1,2 kr./ton 6,2 kr./ton kvæg-gylle 2,6 kr./ton 1,1 kr./ton 3,7 kr./ton Gylle, vægtet gennemsnit* affald alternativt udbragt affald alternativt ikke udbragt 2,9 kr./ton 1,2 kr./ton 4,1 kr./ton 5,9 kr./ton 5,9 kr./ton -1,7 kr./ton -1,7 kr./ton Usikkerheder ved værdisætning Der er udarbejdet tre analyser for ændret værdisætningen af reducerede metan og lattergas emissioner: 1. En optimeret situation for metan udslippet, hvor svinegyllen bringes til biogasanlægget indenfor en uge. Jf. (Mikkelsen, Albrektsen, & Gyldenkærne, Biogasproduktions konsekvenser for drivhusgasudledning i landbruget, 2016). Herved stiger reduktionen i metanemissioner fra 25 % til 70 % ved den kortere opholdstid i svinestalden. Dette svarer til en reduktion i udledningen af emissioner på 43,9 kg CO2-ækv/ton svinegylle, hvilket kan værdisættes til 14,1 kr./ton svinegylleinput, svarende til 6,1 kr./ton gennemsnitligt input i stedet for 2,9 kr./ton. 2. En situation hvor CO2 emissioner værdisættes med Energistyrelsens lave skøn på 63 kr./ton CO2. I denne situation bliver værdien af eksternaliteten 0,6 kr./ton gylle input. 3. En situation hvor CO2 emissioner værdisættes med Energistyrelsens høje skøn på kr./ton CO2. I denne situation bliver værdien af eksternaliteten 8,9 kr./ton gylle input. 6.2 Udslip af metan fra biogasanlæg og opgraderingsanlæg I biogasanlægget og i opgraderingsanlægget dannes metan, som hvis der er utætheder på anlæggene kan udledes til luften. Disse udledninger er negative eksternaliteter Forudsætninger anvendt til beregning af eksternalitet Metanudslippet beregnes som en andel af biogasproduktionen, hvor biogasproduktionen er afhængig af inputmængden og inputsammensætningen. Størrelsen af metanudslip 32

45 Biogasbranchen har opstillet et mål om at det samlede udslip fra biogasproduktion og -opgradering skal være på under 1 pct. i Ved et pilotprojekt som blev gennemført forud for formuleringen af det frivillige måleprogram for metanudledning fra biogas- og opgraderingsanlæg, blev det gennemsnitlige metanudslip fra en række anlæg målt til ca. 2,2% af gasproduktionen (Kvist, 2016). I undersøgelsen indgik alle typer af biogasanlæg, og ikke kun nyopførte anlæg. Det er på baggrund af biogasbranchens mål valgt at forudsætte metanudslippet fra henholdsvis biogasanlæg og opgraderingsanlæg som vist i Tabel 6.4. Der er derudover udarbejdet en vurdering af usikkerheden ved værdisætningen, hvor der er antaget et mere konservativt estimat over i hvor høj grad biogasudledningen kan begrænses. Tabel 6.4: Forudsatte CH4-udslip fra biogasanlæg Metanudslip fra biogasanlæg ,2 % 1,4 % ,8 % 1,0 % ,4 % 0,6 % ,9 % 0,1 % Metanudslip fra opgraderings-anlæg Metanproduktion i de tre scenarier For at bestemme størrelsen af metanudslippet fra hhv. biogasanlæg og opgraderingsanlæg i de tre scenarier, er det nødvendigt at kende mængden af opgraderet biogas (metan), der produceres. Mængden af produceret metan er afhængigt af inputsammensætningen i biogasanlægget. Metanproduktionen for de tre scenarier er beregnet ud fra Energistyrelsens teknologikatalog (2017), hvori biogaspotentiale for forskellige input-fraktioner er beskrevet. I teknologikatalogets basisscenarie er biogaspotentialet til sammenligning 0,81 GJ/ton input 25. Tabel 6.5: Energiindhold og potentiel metanproduktion i de tre scenarier *Anvendt brændværdi for metan er 35,9 MJ/m3 Inputsammensætning 80 % gylle og 20 % industriaffald 80 % gylle og 20 % dybstrøelse 80 % gylle, 10 % industriaffald og 10 % dybstrøelse Energiindhold/ ton input Potentiel metanproduktion*/ ton input 1,32 GJ/ton input 35,5 Nm3/ton input 0,75 GJ/ton input 20,2 Nm3/ton input 1,04 GJ/ton input 27,8 Nm3/ton input 25 I teknologikataloget antages en inputsammensætning på 79,8 % gylle, 8,0 % dybstrøelse, 6,1 % fastgødning, 1 % organisk industriaffald, 1,6 % husholdningsaffald og 3,5 % andet. 33

46 6.2.2 Værdi af eksternaliteten Da det er antaget at metan-emissionerne fra biogasanlæg falder over tid, er der beregnet en gennemsnitspris pr. ton over 20 år (nutidsværdiberegning) 26 jf. Mikkelsen et. al Tabel 6.6: Værdi af metanudslip, nutidsværdi over 20 år med faldende udslip Værdi af metantab fra biogasanlæg og Inputsammensætning opgraderingsanlæg 80 % gylle og 20 % industriaffald 80 % gylle og 20 % dybstrøelse 80 % gylle, 10 % industriaffald og 10 % dybstrøelse -3,1 kr./ton input -1,7 kr./ton input -2,4 kr./ton input Usikkerheder ved værdisætning Der er gennemført følsomhedsberegninger i forhold til metanudslippet og i forhold til værdisætningen af drivhusgasser: 1. Konservativ udvikling i metanudledning fra biogas og opgraderingsanlæg 2. Beregning af effekterne med højt og lavt prisskøn på udledning af CO2 Tabel 6.7: Forudsatte CH4-emissioner fra biogasanlæg , konservativt estimat baseret på pilotprojektet til det frivillige måleprogram Metanemission fra biogasanlæg Metanemission fra opgraderings-anlæg ,2 % 1,4 % % 1,1 % % 0,5 % Resultaterne af de tre følsomhedsberegninger fremgår af nedenstående tabel. Tabel 6.8: Resultater af følsomhedsberegninger på metantab Værdi af Værdi af metantab, ved metantab, ved Inputsammensætni tabs-procenter lav CO2- ng som vist i Tabel prissætning 6.7 (63 kr./ton) Værdi af metantab, ved høj CO2- prissætning (1.000 kr./ton) 80 % gylle og 20 % industriaffald -6,9 kr./ton input -0,8 kr./ton input -12,9 kr./ton input 26 Værdien er en nutidsværdi i over 20 år, for perioden

47 80 % gylle og 20 % dybstrøelse -3,9 kr./ton input -0,46 kr./ton input -7,3 kr./ton input 80 % gylle, 10 % industriaffald og 10 % dybstrøelse -5,4 kr./ton input -0,63 kr./ton input -10,0 kr./ton input 6.3 Substitution af naturgas i energi- eller transportsektoren Biogasanlæg producerer fossilfri energi, der kan substituere energi, der er produceret af fossile brændsler. I denne analyse er det antaget, at biogassen vil blive opgraderet og anvendt i naturgasnettet, hvorved biogassen substituerer naturgas. Denne substitution reducerer CO2 -udledningen fra energisektoren og udgør en positiv eksternalitet Forudsætninger anvendt til beregning af eksternalitet CO2 udledning fra naturgas og opgraderet biogas CO2-udledningen fra naturgas er forudsat til at være 56,78 kg. CO2/GJ (energinet.dk, 2017). Energiindhold i biogasinput Energiindholdet for gylle, dybstrøelse og industriaffald fremgår af Energistyrelsens teknologikatalog, og ses i Tabel 6.9 Tabel 6.9: Energiindhold i gylle, dybstrøelse og organisk affald Biomasse Energiindhold Gylle 0,44 GJ/ton input Dybstrøelse 2,0 GJ/ton input Organisk affald 4,8 GJ/ton input Værdi af eksternaliteten Værdien af, at opgraderet biogas substituerer naturgas fremgår af Tabel 6.10 Tabel 6.10: Værdi af substitutionseffekt Biomasse Værdi af substitutionseffekt Gylle 8,1 Kr./ton input 35

48 Dybstrøelse 36,8 Kr./ton input Organisk affald 89,0 Kr./ton input Det ses, at værdien af at substituere fossile brændsler er høj sammenlignet med de øvrige eksternaliteter. Usikkerheder ved værdisætning Der er udført en følsomhedberegningi forhold til værdisætningen af CO2, resultatet fremgår af Tabel Tabel 6.11: Eksternalitetens følsomhed overfor værdisætningen af CO2 Følsomhed, lav CO2- pris Følsomhed, høj CO2- pris Gylle 1,6 Kr./ton input 25,0 Kr./ton input Dybstrøelse 7,1 Kr./ton input 113,6 Kr./ton input Organisk affald 17,3 Kr./ton input 274,8 Kr./ton input 6.4 Opsamling på kvantificerede klimamæssige eksternaliteter I Tabel 6.12 ses en oversigt over værdien af de klimamæssige eksternaliteter. Tabel 6.12: Værdi af klimamæssige eksternaliteter for henholdsvis gylle, dybstrøelse og organisk affald Gylle Dybstrøelse Organisk affald Reduceret udslip af metan og lattergas i landbruget Metan: 2,9 kr./ton gylle Lattergas: 1,2 kr./ton gylle Ikke værdisat Alternativt udbragt: 35,0 kr./ton affald Alternativt ikke udbragt: -89,1 kr./ton affald Udslip af metan fra biogasanlæg og opgraderingsanlæg Opgjort på baggrund af scenarier* Opgjort på baggrund af scenarier* Opgjort på baggrund af scenarier* Substitution af naturgas i energisektoren 8,1 kr./ton gylle 36,8 kr./ton dybstrøelse 89,0 kr./ton affald 36

49 7 Landbrugsmæssige effekter Ved projektets opstart blev der identificeret seks landbrugsmæssige effekter, som er kort beskrevet i Tabel 7.1. Tabel 7.1: Oversigt over landbrugsmæssige effekter Effekt / Eksternalitet Hvor i værdikæden? Bedre udnyttelse af Anvendelse af næringsstoffer i afgasset gyllen biomasse Positiv eller negativ eksternalitet/ effekt Positiv effekt Kvantificeret / kvalificeret / ikke medtaget Kvantificeret for gylle og dybstrøelse (afsnit 7.1) Kvantificeret Næringsstoffer, inklusive fosfor fra affald Anvendelse af afgasset biomasse Positiv effekt sammen med indhold af kvælstof og kalium (afsnit 7.2) Langsigtet værdi af øget genanvendelse af fosfor fra afgasning frem for afbrænding Anvendelse af afgasset biomasse Mulig positiv eksternalitet 27 Inkluderet som en følsomhed med en højere fosforpris i affaldet (afsnit 7.2) Omfordeling / blanding af gyllen Anvendelse af afgasset biomasse Usikker effekt Beskrevet kvalitativt (afsnit 7.3) Øget hummusindhold i jorden Anvendelse af afgasset biomasse Usikker effekt Beskrevet kvalitativt (afsnit 7.44) Næringsstofforsyning til økologiske afgrøder Anvendelse af afgasset biomasse Positiv effekt Beskrevet kvalitativt (afsnit 7.5) For hver af effekterne bedre udnyttelse af næringsstoffer i gylle og dybstrøelse samt næringsstoffer fra affald er er der i de følgende afsnit først en kvalitativ beskrivelse af eksternaliteten. Derefter beskrives forudsætninger og datakilder inden værdien af eksternaliteten beregnes. Hvor muligt er der i beregningen differentieret mellem hvilken type af input der er tale om. 27 Nye opgørelser viser, at der ikke forventes en global mangel på fosfor, men dog at de kendte fosforressourcer er koncentreret på få lande som Kina og Marokko. Såfremt man forudser en fremtidig mangelsituation, som ikke er afspejlet i markedsprisen, vil der i analysen være en ikke værdisat positiv eksternalitet forbundet med øget genanvendelse af fosfor. For at belyse en eventuel markedsfejl i prisen på fosfor, er der udarbejdet en beregning hvor prisen på fosfor prissættes fem gange højere end den nuværende pris. 37

50 For eksternaliteterne øget humusindhold i jorden, omfordeling/blanding af gylle og nærringsstoffer til økologiske afgrøder er der givet en kvalitativ vurdering af eksternaliteten. 7.1 Udnyttelse af næringsstoffer i gyllen Ved afgasning af biomasse ændres forholdet mellem organisk bundet kvælstof (som ikke kan optages direkte af planter) og kvælstof på ammonium-form (der kan optages direkte af planter). Det betyder at kvælstofudnyttelsen af biomasse forbedres ved afgasning gennem en højere gødningsvirkningen ved afgasset biomasse sammenlignet med rå biomasse Forudsætninger anvendt til beregning af effekten For at bestemme værdien af det ændrede forhold mellem kvælstof på ammoniumform og organisk bundet kvælstof, er der dels behov for at kende den ændrede mængde tilgængeligt N og dels værdien af N. Øget gødningsindhold i gylle Den øgede mængde tilgængeligt N ved spredning af afgasset gylle og dybstrøelse er opgjort i (Sørensen & Børgesen, 2015). I forhold til gødningsvirkning angives effekten af afgasning på tilgængeligt N i det første år efter udbringningen til at være 11 kg N/DE for svinegylle og 10 kg N/DE for kvæggylle, svarende til 0,4 kg N/ton gylle med den valgte sammensætning. Det skønnes at den langsigtede effekt på udbytter vil være omtrent halvt så stor som den angivne førsteårseffekt (Sørensen & Børgesen, 2015). Øget gødningsindhold i dybstrøelse Gødningseffekten ved afgasning af en biomassesammensætning med 75% kvæggylle og 25% dybstrøelse er effekten det første år er opgjort til 12,1 kg N/DE. Det er dog ikke muligt at isolere effekten af dybstrøelse alene. Det antages i stedet at gødningseffekten det første år er den øgede tilgængelige mængde NH4-N (se beregning i Tabel 5.2) (Sørensen, Per. Komm). Dette svarer til en øget tilgængelig gødningsmængde på 2,5 kg NH4-N/tons dybstrøelse Værdi af effekten Baseret på forudsætningerne fås en positiv effekt fra den øgede udnyttelse af N på 2,2 kr./ton gylle og 13,9 kr./ton dybstrøelse. Usikkerheder ved værdisætning Det er antaget at den øgede gødningsværdi kan prissættes med værdien af den sparede handelsgødning. Det forudsætter at landmanden kan gødske økonomisk optimalt. I et scenarie hvor der er restriktioner på den tilførte mængde N og afgasning giver mulighed for at tilføre mere N vil effekten i stedet skulle prissættes med det øgede høstudbytte. Dette vil give en højere værdi af effekten, og er i nogen grad tilfældet i økologisk landbrug som beskrevet i afsnit

51 7.2 Indhold af N, P og K i affald Afgasning af affald giver også anledning til at sammensætningen af N-indholdet ændres og der fås en øget gødningseffekt Forudsætninger anvendt til beregning af effekten Der er antaget et N-indhold i organisk affald på 7,6 kg/ton organisk affald. Derudover antages et indhold på 2 kg P/tons affald og 1 kg K/ton affald (Nielsen, 2002). Antages det at affaldet alternativt ville være blevet spredt ubehandlet på marken er den øgede gødningsværdi alene den øgede tilgængelige mængde NH4-N beregnet som forskellen mellem ubehandlet og afgasset affald. Der er 0,4 kg N på ammoniumform i et ton ubehandlet organisk affald og 4,5 kg N på ammoniumform i afgasset affald (Sørensen & Børgesen, 2015). Ved at afgasse affaldet øges mængden af tilgængeligt kvælstof derved med 4,2 kg for et ton afgasset organisk affald. Antages affaldet at blive tilført biogasanlægget uden alternativt at være blevet spredt på marken er gødningseffekten den samlede effekt efter afgasning, altså vil der blive spredt 4,5 kg NH4-N/ton affald. I situationen hvor affaldet ikke alternativt udbringes, vil der yderligere blive tilførte den mængde P og K der er i affaldet 28. Det antages, at der er 2 kg P og 1 kg K i et ton organisk affald Værdi af effekten Baseret på ovenstående samt en handelsgødningsværdi for fosfor på 9,75 kr./kg og kalium på 3,7 kr./kg fås en positiv effekt fra den øgede gødningseffekt på 22,9 kr./ton affald, hvis affaldet alternativt var blevet spredt på marken, og en positiv effekt på 48,1 kr./ton affald, såfremt affaldet alternativt ikke var blevet spredt på marken. Usikkerheder ved værdisætning Recirkulering af affald er blandt andet begrundet i behovet for udnytte den fosfor der findes i affaldet, da fosfor er en knap ressource. I takt med at fosforressourcen bliver mere knap må det forventes at prisen vil stige. For at illustrere betydningen af en øget fosforpris er der gennemført en vurdering af effekten af en fosforpris der er 5 gange så høj som den pris er anvendes i analysen. Under denne forudsætning bliver gødningseffekten af affaldet 126 kr./ton affald. Med stigende fosforpriser giver recirkulering af affald således markant større værdi. 7.3 Omfordeling / blanding af gyllen Etablering af biogasanlæg betyder at der kan ske en blanding af forskellige gylletyper, som kan være en fordel for visse landmænd. Der er ikke tale om en eksternalitet men en positiv effekt, da den vil blive afspejlet i landmandens samlede regnskab. Som udgangspunkt vurderes effekten at være begrænset og vil maksimalt kunne udgøre en værdi svarende til den omkostning, der vil være ved 28 Mængden af P og K er uafhængigt af om affaldet er ubehandlet eller afgasset. 39

52 at etablere en blanding af gylle uden et biogasanlæg, da man ellers må antage at landmændene allerede ville have gjort det. Det vurderes, på baggrund af ekspertinterview at der vil være en positiv effekt for svinebønder, men negativ for kvægbønder. Samlet set vurderes resultatet at være marginalt negativ (Birkmose pers. Komm). Effekten er ikke prissat. 7.4 Ændret humusindhold i jorden Humus indeholder kulstof, der er bl.a. er vigtig for jordens frugtbarhed. Kulstoftilførsel kan have en positiv effekt på jordens dyrkningsegnethed, men størrelsesordenen afhænger meget af jordtype, eksisterende indhold af kulstof mm. (Miljøstyrelsen, 2013) Betydning af øget tilførsel af kulstof i jorden Mens tidligere studier viser at jordens kulstofmængden har indflydelse på høstudbyttet, har et nyligt studie af danske jorde fundet at små mængder kulstof i jorden umiddelbart er tilstrækkeligt til at sikre høstudbyttet (Oelofse, et al., 2015). Effekten er derfor forbundet med en vis usikkerhed. Helt overordnet er der i forhold til afgasning to modsatrettede effekter på kulstoindholdet i jorden. En negativ forbundet med at afgasning omsætter en del af kulstoffet til biogas og dermed vil der alt andet lige være mindre kulstof i det gylle der føres tilbage til landbrugsjorden. Over tid er denne effekt dog begrænset. Samtidig er der en positiv effekt idet der tilføres kulstof fra affaldsinputtet. Eksternaliteten er ikke prissat. 7.5 Næringsstofforsyning til økologiske afgrøder Når konventionel gylle og affald afgasses i et biogasanlæg bliver det i et vist omfang muligt for økologer at anvende den afgassede biomasse. Derved får det økologiske jordbrug adgang til næringsstoffer fra gylle og affald 29. Da næringsstoffer er relativt dyrere for økologer, da de ikke kan anvende handelsgødning kan dette have en stor værdi for økologer. Biogasanlæg vil derfor alt andet lige gøre det mere rentabelt at være økolog. Det har dog ikke være muligt at kvantificere og prissætte effekten. 29 Der er iht. Vejledning om Økologisk Jordbrugsproduktion mulighed for at gøde økologisk dyrkede marker med biomasse fra biogasanlæg (NaturErhvervstyrelsen, 2016). Biomassen kan have status som hel eller delvis økologisk, afhængigt af om Landbrugs- og Fiskeristyrelsen har godkendt at der indgår ikke-økologisk materiale i anlægget. I tilfælde af at biomassen kun er delvis økologisk, skal andelene af økologisk og ikke-økologisk materiale dokumenteres (NaturErhvervstyrelsen, 2016). Samtidig skal de samme grænser for kvælstof overholdes som gælder for anden gødning: Der kan gødes med op til 170 kg N per ha fra husdyrgødning. Heraf kan 50 kg udnyttet N per ha være fra ikke-økologisk biomasse uden dokumentation af behovet. 40

53 8 Opsummering af eksternaliteter og effekter I dette afsnit illustreres værdien af de miljømæssige, klimamæssige og gødningsmæssige eksternaliteter og effekter for tre anlægstyper, afhængigt af inputsammensætningen: % gylle og 20 % organisk affald % gylle og 20 % dybstrøelse % gylle, 10 % organisk affald og 10 % dybstrøelse Der er regnet eksternaliteter for de tre anlægstyper hvor der henholdsvis antages at affald alternativt blev udbragt og hvor det antaget at det ikke blev udbragt. Derudover er der udarbejdet et samlet scenarium, hvor det antages at 75% af affaldet alternativt blev og 25 % ikke blev udbragt. Nedenfor vises grafer for hhv. kr./tons samlet input og kr./gj for de 3 scenarier med de forskellige antagelser om affald. Figur 8.1: Kr/GJ for de tre anlægstyper, hvor affald alternativt bliver udbragt 41

54 Figur 8.2: Kr/ton samlet input for tre scenarier, hvor affald alternativt bliver udbragt Figur 8.3: Kr./GJ samlet input for tre anlægstyper, hvor affald alternativt IKKE bliver udbragt 42

55 Figur 8.4: Kr./ton samlet input for tre scenarier, hvor affald alternativt IKKE bliver udbragt Det ses, at klimaeffekten overordnet er den største effekt og at den er næsten uafhængig af om affaldet alternativt bliver udbragt eller ej. Miljøeffekten er derimod meget afhængig hvad der antages om affaldet. Nedenfor er vist resultater for et samlet scenarium, hvor 75% af affaldet alternativt bliver udbragt og 25% alternativt ikke bliver udbragt. Figur 8.5: Kr./GJ samlet input for tre anlægstyper, 75% af affaldet alternativt udbragt, 25% ikke udbragt 43

56 Figur 8.6: Kr./tons samlet input for tre anlægstyper, 75% af affaldet alternativt udbragt, 25% ikke udbragt Det ses, at anlægstype 2 giver anledning til flest positive eksternaliteter og effekter opgjort i forhold til energiindholdet, hvorimod anlægstype 1 giver flest anledning til flest eksternaliteter og effekter, hvis det opgøres pr. tons. 44

57 9 Referencer De Økonomiske Råd. (2015). Økonomi og Miljø København: De Økonomiske Råd. Ea Energianalyse. (2017). Teknologikatalog biogas. København: Energistyrelsen. energinet.dk. (2017). energinet.dk. Retrieved marts 23, 2017, from Energistyrelsen. (2016). Energistatistik Retrieved marts 24, 2017, from ens.dk/sites/ens.dk/files/statistik/energistatistik2015.pdf Energistyrelsen. (2017). Samfundsøkonomiske beregningsforudsætninger for energipriser og emissioner. København. Energistyrelsen. (2017). Teknologikatalog biogas. København: Ea Energistyrelsen. Hansen, M. N., Birkemose, T., Mortensen, B., & Skaaning, K. (2004). Miljøeffekter af bioforgasning og seperering af gylle - indflydelse på lugt, ammoniakfordampning og kvælstofudnyttelse. Markbrug, 296(Markbrug). Jørgensen, L. B., Mikkelsen, L., & Ege, C. (2015). Anvendelse af organisk affald i biogasanlæg. København: Det Økologiske Råd. Kvist, T. (2016). Pilotprojekt til et frivilligt måleprogram for metanudledning fra biogas- og opgraderingsanlæg. Hørsholm: Dansk Gasteknisk Center a/s (DGC). Mikkelsen, M. H., Albrektsen, R., & Gyldenkærne, S. (2016). Biogasproduktions konsekvenser for drivhusgasudledning i landbruget. Aarhus: DCE - Nationalt Center for Miljø og Energi. Mikkelsen, M. H., Albrektsen, R., & Gyldenkærne, S. (2016). Biogasproduktions konsekvenser for drivhusgasudledning i landbruget. Aarhus: Aarhus Universitet, DCE - Nationalt Center for Miljø og Energi. Miljøstyrelsen. (2013). Betydning og værdisætning af kulstoflagring i forbindelse med tilførsel af organisk affald. København: Miljøstyrelsen. NaturErhvervstyrelsen. (2016). Vejledning om Økologisk Jordbrugsproduktion. NaturErhvervstyrelsen. Nielsen. (2002). Samfundsøkonomiske analyser af biogasfællesanlæg. København: Fødevareøkonomisk Institut (FOI rapport; Nr. 136). Nielsen, L. H. (2002). Samfundsøkonomiske analyser af biogasfællesanlæg. København: Fødevareøkonomisk Institut (FOI rapport nr. 136). Oelofse, M., Markussen, B., Knudsen, L., Schelde, K., Olsen, J., Jensen Lars, S., & Sander, B. (2015). Do soil organic carbon levels affect potential yields and nitrogen use efficiency? : An analysis of winter wheat and spring barley 45

58 field trials. København: European Journal of Agronomy, Vol. 66, , s Sørensen, P., & Børgesen, C. D. (2015). Kvælstofudvaskning og gødningsvirkning ved anvendelse af afgasset biomasse. Aarhus: DCA - Nationalt center for fødevarer og jordbrug. Transport DTU og COWI. (2017). Transportøkonomiske Enhedspriser vers København: Transportministeriet. 46

59 Om Biogas2020 Biogas2020 er et grænseoverskridende samarbejde for biogas udvikling i Øresund-Kattegat-Skagerrak. Projektet vil samle den aktuelle spredte viden om biogas under en enkelt, stærk, samarbejdsplatform. Målet er at skabe synergier og partnerskaber, der udvikler viden om biogas, og skabe grundlaget for bæredygtig produktion og øget efterspørgsel. Gennem samarbejde har Øresund-Kattegat-Skagerrak-området gode forudsætninger for at nå den kritiske masse, der kræves for at skabe et levedygtigt marked for biogas. Gennem et bredt partnerskab, vil Biogas2020 derfor arbejde med hele værdikæden - fra udvinding til anvendelse. Kontakt holdet bag rapporten Martin Therkildsen HMN Naturgas I/S Vognmagervej 14, DK 8800 Viborg, Danmark Tel / mat@gasnet.dk Lead Partner Innovatum AB