Livscyklusvurdering af dansk el og kraftvarme

Transkript

1 Livscyklusvurdering af dansk el og kraftvarme Hovedrapport August 2000

2 LÆSEVEJLEDNING Projektet om livscyklusvurdering af dansk el og kraftvarme er rapporteret i nærværende hovedrapport. Sammenfatningen til hovedrapporten er udarbejdet og trykt særskilt på både dansk og engelsk. Endvidere er der udarbejdet en pjece. Datafiler fra projektet med system og teknologiresultater er tilgængelige sammen med det skrevne materiale på en CD rom. Ud over det nævnte materiale er projektet dokumenteret i en række interne arbejdsrapporter for hver teknologi samt en omfattende samling af dataskemaer for alle oprettede enhedsprocesser. Hovedrapporten er struktureret således, at kapitel 1 giver en kort introduktion til det gennemførte livscyklusvurderingsprojekt. Dernæst følger kapitel 2-4, der beskriver henholdsvis projektets formål (kapitel 2), anvendelse af metode og dataindsamling (katitel 3) samt opbygning af modeller (kapitel 4). Kapitlerne 5 og 6 præsenterer og vurderer resultaterne for henholdsvis elsystemet og varmesystemerne. De enkelte produktionsteknologier er gennemgået i kapitel 7 og kapitel 8 beskriver transmissionen og distributionen af el. I kapitel 9 konkluderes der på projektets resultater og metode, samt foretages en perspektivering. Kommentarer fra projektets reviewere og beskrivelsen af deres reviewmetode er indsat i kapitel 10, hvorefter projektet har givet bemærkning hertil i kapitel 11. Sidst i hovedrapporten findes der en ordliste, der giver forklaringer på de udtryk der er mest LCA tekniske eller branchespecifikke.

3 INDHOLDSFORTEGNELSE 1. INDLEDNING HVORFOR GENNEMFØRE ET LCA-PROJEKT? METODISK UDGANGSPUNKT FINANSIERING OG GENNEMFØRELSE RAPPORTERING FORMÅL OG ANVENDELSE FORMÅL PROJEKTETS MÅLGRUPPE FORMIDLING AF PROJEKTET ANVENDELSEN AF PROJEKTETS RESULTATER KVALITETSSIKRING PROJEKTETS METODE DEN FUNKTIONELLE ENHED AFGRÆNSNINGER SAMMENLIGNING AF SYSTEMER PROCESSER MED FLERE PRODUKTER EFFEKTVURDERING DATAINDSAMLING OG MODELLERING DATAINDSAMLING MÅLSÆTNINGER FOR DATAKVALITET DATAKILDER HÅNDTERING AF MANGLENDE DATA VURDERING DATAINDSAMLING OG DATAKVALITET MODELLERING SYSTEMRESULTATER FOR EL ELPRODUKTIONSSYSTEMET I MODELLERING AF DANSK ELPRODUKTION OG DANSK ELFORBRUG RESSOURCEFORBRUG RESULTATER AF SYSTEMMODELLERINGEN UDVIKLING I FORHOLD TIL UMIP'S "DANSK EL 92" ANDEL AF DEN SAMLEDE DANSKE MILJØBELASTNING FØLSOMHEDSVURDERING SYSTEMRESULTATER FOR VARME SYSTEMBESKRIVELSE FUNKTIONELLE ENHEDER SYSTEMAFGRÆNSNINGER HOVEDPROCESSER ALLOKERING VEDR. AFFALDSFORBRÆNDINGSANLÆG ALLOKERING EL/VARME DATAINDSAMLING MODELLERING I UMIP INPUT TIL UMIP FOR KRAFTVARME I HELE DANMARK RESULTATER FRA UMIP VURDERING PRODUKTIONSTEKNOLOGIER OPSUMMERING AF RESULTATER FOR PRODUKTIONSTEKNOLOGIER KUL ORIMULSION OLIE NATURGAS AFFALD OG BIOMASSE

4 7.7 RESTPRODUKTER VIND MIKROANLÆG IMPORT OG EKSPORT AF EL TRANSMISSION OG DISTRIBUTION AF EL TRANSMISSION DISTRIBUTION AF EL KONKLUSIONER OG PERSPEKTIVER BLEV FORMÅLET OPFYLDT? DE VIGTIGSTE RESULTATER PERSPEKTIVER KOMMENTARER FRA EKSTERNE REVIEWERE PROJEKTETS SVAR TIL REVIEW-KOMMENTARERNE EMISSIONER TIL LUFT EMISSIONER TIL VAND AFFALD REFERENCER ORDLISTE BILAG Bilag 1. Eksempel på dataskema 2. Procestræer med kvalitetsindikatorer 3. Systemoversigt for Dansk el Beskrivelse af projektets processer, der forekommer i opgørelsen 3

5 1. INDLEDNING Dette er hovedrapporten fra projektet: Livscyklusvurdering af dansk el og kraftvarme. Projektet er blevet gennemført i i et samarbejde mellem Elfor, Elkraft System, Energi E2, Elsam og Eltra. Projektet er det største af sin art i Danmark, idet det omfatter samtlige relevante el- og kraftvarme produktionsteknologier samt transmission og distribution af el og kraftvarme. 1.1 HVORFOR GENNEMFØRE ET LCA-PROJEKT? Livscyklusvurdering (Life Cycle Assessment = LCA) er et værktøj til integreret miljøvurdering. LCA beskriver et produkts miljøpåvirkninger fra vugge til grav. For elproduktion på f.eks. et kulfyret kraftværk betyder det, at miljøkonsekvenser fra kulminen, transport af kul til kraftværket, bygning og nedrivning af kraftværket, driften af kraftværket, håndtering af restprodukter samt transmission og distribution af el og varme behandles samlet. LCA kan derfor bruges til at identificere de steder i livscyklus, hvor der er de bedste muligheder for at lave miljøforbedringer. Samtidig er LCA velegnet til at sammenligne miljøforholdene ved forskellige energiteknologier. Det skyldes, at miljøeffekterne stammer fra forskellige dele af livsforløbet for de forskellige teknologier. For et kulfyret kraftværk kommer de største af miljøbelastningerne fra driften af anlægget, medens de største miljøbelastninger fra vedvarende energikilder som solceller og vindmøller stammer fra fremstillingen og bortskaffelsen af anlæggene. Der har i de senere år været en stigende efterspørgsel efter miljøinformation. El- og varmeselskaberne udsender årlige miljøberetninger, der fortæller om miljøpåvirkningen fra produktionen af el og varme. LCA-projektet giver mulighed for at udbygge miljøinformationen fra selskaberne. Samtidig er LCA en af forudsætningerne for, at energisektoren kan lave egentlige miljøvaredeklarationer for sine produkter. LCA indgår allerede ved fastsættelse af kriterier for miljømærker som det nordiske Svanemærke og EU s Blomst. Der findes dog endnu ikke miljømærker for el og varme. Tilsvarende tages der ved forslag til udformningen af miljøvaredeklarationer udgangspunkt i LCA-data. El og varme har stor betydning i mange produkters livscyklus. For mange produktionsprocesser er energi således en vigtig del af miljøpåvirkningen. Tilsvarende er elforbruget i brugsfasen som regel den vigtigste miljøpåvirkning for elforbrugende apparater. Derfor er det af stor betydning for en lang række virksomheders LCA-data, at energiforsyningen er velbeskrevet. Der er en stigende interesse for LCA i elsektoren i vore nabolande - specielt i Sverige, hvor både Vattenfall og Sydkraft har offentliggjort LCA-data for deres elproduktion. Begge selskaber har endvidere fået certificeret LCA-baserede miljøvaredeklarationer for hvert sit elproduktionsanlæg. Vattenfall har fået certificeret en miljøvaredeklaration på vandkraftværket Luleelven. og Sydkraft har fået certificeret en vindmølle. Certificeringen er sket efter en svensk standard. 4

6 1.2 METODISK UDGANGSPUNKT Der findes en række internationale standarder omkring LCA (ISO ). ISOstandarderne sætter overordnede principper for gennemførelse af livscyklusvurderinger. I henhold til ISO skal et LCA-projekt deles i fire faser (figur 1.1): Målformulering. Opgørelse. Vurdering. Fortolkning. Model for Livscyklus vurdering Mål og omfang Opgørelse Effekt vurdering Fortolkning Figur 1.1: Model for Livscyklus vurdering, jf. ISO Det er nødvendigt på en lang række områder at konkretisere ISO-standardernes retningslinier. Projektet har i den sammenhæng valgt at tage udgangspunkt i den danske metodeudvikling inden for LCA, primært Miljøstyrelsens UMIP-projekt (Udvikling af Miljøvenlige IndustriProdukter), der involverede virksomheder som Danfoss, Grundfos, B&O og Gram samt Institut for Produktudvikling på DTU. UMIP-projektet har dels produceret en metodebeskrivelse for livscyklusvurderinger (UMIP 1996), dels er der på baggrund af projektet udviklet et EDB-værktøj, UMIP pc-værktøj (UMIP 1998). Dette værktøj er anvendt til modellering i nærværende projekt. Den danske metodeudvikling inden for LCA er fortsat i det såkaldte Konsensus-projekt, som er forløbet samtidigt med elsektorens projekt. På nogle områder er den nyeste metodeudvikling således inddraget i projektet. 1.3 FINANSIERING OG GENNEMFØRELSE Projektet er primært finansieret af de deltagende organisationer. Nogle af deltagerne (Eltra, Energi E2 og Elkraft System) har bidraget med eget arbejde, medens Elsam og Elfor har brugt Elsamprojekt som konsulent til at gennemføre deres dele af projektet. Dele af arbejdet er blevet finansieret gennem tilskud fra elsektorens Public Service Obligation (PSO). 5

7 Projektet har været organiseret sådan, at hvert af de deltagende selskaber har været ansvarlig for et antal delprojekter. Resultaterne fra disse delprojekter er sammenfattet i slutrapporteringen. Der har været udpeget interne kvalitetssikringspersoner, som har kommenteret de enkelte delrapporter. Miljøstyrelsen har bevilget støtte til en ekstern kvalitetssikring via projektet Kvalitetssikring af generelle LCA-data inden for elsektoren. Dette eksterne review er blevet gennemført af Institut for Produktudvikling på DTU samt Systemanalyseafdelingen fra Forskningscenter RISØ. 1.4 RAPPORTERING Rapporteringen fra projektet omfatter følgende elementer: Pjece. Sammenfatning på dansk og engelsk. Hovedrapport (nærværende). LCA-data i UMIP-format for Dansk el og kraftvarme1997 samt for de teknologier, der indgår i system tallene. Dette materiale kan rekvireres hos de deltagende selskaber. Ud over de nævnte, offentlige rapporter er projektet dokumenteret i en række interne teknologirapporter samt en omfattende samling af dataskemaer. Hovedrapporten er opbygget således: Kapitel 2 beskriver projektets formål. Kapitel 3 beskriver de overordnede metodiske forhold i projektet, herunder afvigelser fra UMIP-metoden. Kapitel 4 giver en generel introduktion til dataindsamlingen og modellering i projektet. Kapitel 5 indeholder systemmodellering og systemresultater for elforsyningen i Kapitel 6 indeholder systemmodellering og resultater for kraftvarme i Kapitel 7 beskriver dataindsamling, modellering og resultater for de enkelte produktionsteknologier. Kapitel 8 beskriver tilsvarende transmission og distribution af el. Kapitel 9 afrunder med konklusioner og perspektiver. Kapitel 10 består af kommentarer fra det eksterne review Kapitel 11 rummer projektets svar på kommentarerne. Desuden er der følgende bilag: Bilag 1 Eksempel på datablad. Bilag 2 Procestræer med kvalitetsindikatorer. Bilag 3 Systemoversigt for Dansk el

8 2. FORMÅL OG ANVENDELSE 2.1 FORMÅL Hovedformålet med projektet er at beskrive belastningen af miljøet - fra vugge til forbruger - for dansk el og kraftvarme med de udvalgte funktionelle enheder: 1 kwh el og 1 kwh kraftvarme (varme produceret på eller i samproduktion med et elproduktionsanlæg). Krav og afgrænsning af de funktionelle enheder er nærmere defineret i afsnit 3.1. Der ud over er der to underordnede formål: 1) At beskrive miljøbelastningen ved anvendelsen af de enkelte produktionsteknologier, der (i dag og med relativt kort tidshorisont) er tilgængelige for det danske elproduktionssystem. 2) At der i projektdeltagernes organisationer oparbejdes kompetence til dels at vedligeholde disse informationer og dels at anvende metodikken i selskabernes miljøarbejde fremover. Hovedindsatsen i projektet har ligget på opgørelsesdelen (inventeringen) af livscyklusvurderingen. Det betyder, at projektets fokus har været på at dokumentere miljøforholdene ved el og kraftvarmesystemet i Der er kun i begrænset omfang undersøgt konkrete forbedringsmuligheder. Ved vurderingen er der taget udgangspunkt i UMIP-projektets metode, som den er implementeret i UMIP s pcværktøj (UMIP, 1996). 2.2 PROJEKTETS MÅLGRUPPE Projektet henvender sig til primært to målgrupper: 1. Medarbejdere i de selskaber, der deltager i projektet. Disse medarbejdere skal gennem arbejdet med projektet blive fortrolige med LCA-tankegangen, således at de kan bruge den i det videre miljøarbejde i selskaberne. Samtidigt skal projektet give dem et fælles datagrundlag til at lave LCA-analyser af konkrete problemstillinger. 2. LCA-praktikere i Danmark skal kunne bruge projektets data som udgangspunkt for vurdering af el og kraftvarmes betydning for andre produktsystemer. Helt overordnede resultater af projektet formidles til en bredere kreds bestående af beslutningstagere i energisektoren og interesserede ud over de to ovennævnte primære målgrupper. 2.3 FORMIDLING AF PROJEKTET For at leve op til projektets formål og målgruppe er der fastlagt følgende rapporteringsstrategi: Projektets hovedresultater, nemlig systemværdier for 1 kwh el og 1 kwh kraftvarme, er publiceret i UMIP-format med henblik på at kunne indgå i 7

9 Miljøstyrelsens LCA-database som afløsning for UMIP-projektets dansk el 92. For at gøre dette datasæt så transparent som muligt offentliggøres også data i UMIP-format for de undersøgte produktions- og transmissions-/distributionsteknologier opdelt på indtil fem faser. Denne hovedrapport dokumenterer de ovennævnte datasæt og beskriver hovedtræk i dataindsamlingen og modelleringen. Hovedrapporten bygger på interne teknologirapporter og en lang række interne arbejdspapirer. Til brug for orientering om de overordnede resultater er der fremstillet dels en sammenfatning af hovedrapporten og dels en pjece. 2.4 ANVENDELSEN AF PROJEKTETS RESULTATER Udgangspunktet for projektet er at lave en beskrivende LCA, hvor el- og kraftvarmesystemerne dokumenteres for året Resultaterne kan derfor primært bruges til at beskrive miljøpåvirkningen fra el og kraftvarme i andre produkters livscyklus. Samtidig udgør projektet imidlertid grundlaget for det videre arbejde med livscyklusvurderinger inden for el- og kraftvarmesektoren. Det kan f.eks. være til vurdering af miljøforbedringer i eksisterende teknologier (f.eks. vindmøller) eller til vurdering af miljøpåvirkningerne fra fremtidige energisystemer. Dette var imidlertid ikke det primære formål for projektets dataindsamling og modelopbygning, og der skal derfor udvises agtpågivenhed ved anvendelse af projektets resultater uden for det primære anvendelsesområde. Det gælder f.eks. i følgende tilfælde: Data er primært indsamlet med henblik på systemresultaterne. Ved en vurdering af mulighederne for miljøforbedringer af enkelte teknologier kan det derfor være nødvendigt med en mere detaljeret modellering end den foreliggende. Ved sammenligning af forskellige elproduktionsteknologier skal man være opmærksom på, at de ikke har helt ens funktionelle enheder. Vindmøller og solceller har f.eks. ikke samme evne til at følge svingninger i energiforbruget som de termiske produktionsteknologier. Derfor kan teknologiresultaterne ikke ukritisk sammenlignes. Ved vurdering af fremtidige energisystemer skal man også være opmærksom på, at teknologierne er beskrevet ud fra deres indpasning i det danske energisystem i Der er altså ikke tale om en ligeværdig sammenligning af teknologierne. Driftforhold og andre historiske omstændigheder påvirker teknologiresultaterne. Det gælder f.eks. for gasfyrede kedler, hvor resultatet for 1997 er præget af indkøringen af en ny gasfyret blok på Skærbækværket. På samme måde skete anvendelsen af orimulsion i 1997 på Asnæsværket, som kun har et meget lille varmegrundlag. Det betyder, at man skal være opmærksom på dette i forbindelse med opbygning af andre elsystemer end det historiske. 2.5 KVALITETSSIKRING For at sikre kvaliteten i projektet arbejdes der både med intern og ekstern kvalitetssikring. På alle tekniske delrapporter har der været udpeget en hovedforfatter samt en eller flere interne kvalitetssikringsansvarlige fra et andet af de deltagende 8

10 selskaber. Bemandingen af forfattere og intern kvalitetssikring har sikret, at de indgående data er repræsentative for hele Danmark. For yderligere at sikre kvaliteten i projektet og sikre at resultaterne fremstår troværdigt, er det besluttet at gennemføre ekstern kvalitetssikring af projektet. Kvalitetssikringen er gennemført af et team fra Institut for Produktudvikling, DTU og Systemanalyseafdelingen, Forskningscenter RISØ. Faglig ansvarlig for den eksterne kvalitetssikring var Henrik Wenzel, IPU, og i øvrigt medvirkede Nina Caspersen, IPU, og Lotte Schleisner, RISØ. Projektet om ekstern kvalitetssikring er finansieret af Miljøstyrelsens program for renere produkter m.v. som et metodeudviklingsprojekt. Den eksterne kvalitetssikring er gennemført parallelt med udførelsen af projektet for på den måde at kunne rette op på uhensigtsmæssigheder undervejs. Projektet er gennemført i tre faser: 1) Formål og afgrænsning. 2) Dataindsamling og modellering af produktionsteknologier. 3) Systemmodellering og slutrapportering. Kvalitetssikringsteamet har haft adgang til alt materiale i projektet, herunder også de interne teknologirapporter og dataskemaer. Ved afslutningen af hver fase er der lavet et notat, som beskriver teamets kommentarer. De sammenfattende kommentarer fra det eksterne kvalitetssikringsteam findes i kapitel 10 i denne rapport, medens projektets bemærkninger til reviewet findes i kapitel 11. 9

11 3. PROJEKTETS METODE 3.1 DEN FUNKTIONELLE ENHED Hovedformålet med projektet er at lave en LCA af 1 kwh el og 1 kwh kraftvarme leveret til danske forbrugere i 1997 (i det følgende kaldet systemresultater) EL Den funktionelle enhed er 1 kwh el (systemel) leveret i målerskabet hos forbrugeren. Karakteristisk for denne enhed er, at rådighedsgraden for forbrugeren er meget høj. Det vil sige, at udfald skyldes udelukkende force majeure (lynnedslag, stormskader, havarier mm). Systemanalyse, det vil sige om denne ydelse kunne leveres med et andet system, er ikke omfattet af projektet. Den funktionelle enhed på teknologiniveau (teknologi-el) er 1 kwh leveret ab værk. Der er således modsat systemel ingen krav til leveringsgaranti, anlægsrådighed mm KRAFTVARME For livscyklusvurdering på systemniveau er den funktionelle enhed 1 kwh kraftvarmebaseret fjernvarme, det vil sige energi produceret dels som kraftvarme, dels som spidslastvarme (fjernvarmecentraler) og dels som øvrig varmegrundlast (f.eks. affaldsforbrændingsanlæg og biomasseanlæg, der alene producerer varme). Den funktionelle enhed 1 kwh angives an forbruger. Der opgøres værdier for tre typiske størrelser af kraftvarmesystemer. Der regnes ikke på varme af en specifik kvalitet (fremløbs- og returtemperaturer), men derimod regnes der med energitab frem til forbrugeres måler. Der skelnes ikke mellem systemer, som har varmetransmission og systemer, der alene har distribution. Der udregnes et gennemsnit af rørtyper og lignende for hele Danmark. For den enkelte teknologi opgøres varme på samme måde som el som 1 kwh leveret ab værk VURDERING FUNKTIONEL ENHED Ved at vælge 1 kwh som funktionel enhed fokuseres på energiaspektet af det leverede produkt. Det er fra de fleste synsvinkler også det mest interessante aspekt. Da el ikke kan lagres (det vil sige, at forbrug og produktion sker samtidigt), er der imidlertid andre krav, som skal opfyldes. Det gælder primært reguleringsevne, men også en række andre tekniske forhold som reaktiv effekt og spændingskvalitet. Disse krav er opfyldt ved det modellerede system og er ikke kvantificeret yderligere. For de enkelte teknologier er disse kvalitetskrav ikke nødvendigvis opfyldt. Det gælder f.eks. for vindmøller og solceller, hvis produktion skifter i takt med de meteorologiske forhold og ikke med elforbruget. På samme måde kan kombineret produktion af el og varme give vanskeligheder ved den samtidige leverance af begge produkter. Der er ikke gjort noget forsøg på at bringe de enkelte teknologier på samme niveau i forhold til de tekniske kvalitetskrav; de er nemlig egenskaber ved systemet og ikke ved det enkelte produktionsanlæg. Brugere, der vil lave deres egne scenarier for energiforsyningssystemer, skal være opmærksomme på selv at sikre, at det samlede system opfylder de krav, forbrugerne vil stille til kvaliteten af leverancerne. 10

12 3.2 AFGRÆNSNINGER AFGRÆNSNINGER PÅ SYSTEMNIVEAU De overordnede systemgrænser er, at systemet omfatter forsyningen med el og kraftvarme i Danmark i 1997, illustreret i figur 3.1. Figur 3.1: Systemgrænser for fremstilling af resultater på systemniveau (systemel og systemvarme). Afgrænsninger for fremstilling af el/varme ved hjælp af de forskellige produktionsteknologier er illustreret i figur 3.2, mens afgrænsninger for transmission og distribution af el og varme er illustreret i figur 3.3. Alle relevante, primære processer for at levere henholdsvis el og kraftvarme hos forbrugen skal indgå. Hos forbrugeren stopper leverancen ved måleren, således at selve forbrugsfasen ikke er inkluderet i dette studie ( cradle to gate ). En væsentlig afgrænsning på systemniveau er, om man betragter dansk elproduktion eller dansk elforbrug. Elproduktion omfatter den el, der er blevet produceret på anlæg i Danmark. Det vil svare til betragtningsmåden for et produktionsselskab, som vil deklarere sin produktion. Resultatet skal også anvendes som det danske bidrag, hvis der skal laves gennemsnit for f.eks. europæisk elproduktion. Elforbrug omfatter den el, der leveres hos forbrugeren og er en blanding af el, der er produceret i Danmark og i udlandet. Her er forbrugeren eller salget af el i fokus. 11

13 Den centrale forskel på de to betragtningsmåder er håndteringen af import/eksport. Det er i projektet besluttet at beregne resultater for både elproduktion og elforbrug. I afsnittet om systemresultater gøres der nærmere rede for afgrænsningerne i de to tilfælde AFGRÆNSNINGER PÅ TEKNOLOGINIVEAU For produktionsteknologierne fremgår de overordnede systemafgrænsninger af figur 3.2. For hver teknologi er data opdelt på indtil fem hovedkategorier: Brændselsfremstilling, transport af brændsel, bygning/nedrivning af anlæg (inklusive vedligehold), hovedproces (drift) samt restprodukter. De nærmere afgrænsninger af de enkelte teknologier kan ses i kapitel 7, hvor hver teknologi er præsenteret. Generelt fokuseres på 1.-ordens-effekter. Det betyder f.eks., at energiforbrug ved driften af en kulmine er medtaget. Det samme er energiforbrug og emissioner ved transport af kul fra minen til kraftværket, men bygning af skibe og andre transportmidler er ikke medtaget i undersøgelsen. Derimod er selve bygningen af det energiproducerende anlæg taget med og materialerne til brug ved bygningen. Figur 3.2: Systemgrænser for fremstilling af el/varme ved hjælp af forskellige produk-tionsteknologier (teknologiresultater) med markering af de fem væsentlige faser, idet bygning, skrotning og drift modelleres som én fase. Figur 3.3: Systemgrænser for distributions- og transmissionssystemer for el og kraftvarme (teknologiresultater). 12

14 For transmission og distribution af el er nettab og bidrag til bygning og drift af nettet fordelt jævnt over alle de producerede kwh. Dette har ingen betydning for det samlede systemresultat, men kan have betydning ved sammenligning af forskellige energisystemer. Det er f.eks. oplagt, at helt lokale energikilder, f.eks. solceller, ikke har et nettab, når de leverer el til en husstand i fase med forbruget. For at sikre den krævede forsyningssikkerhed er det imidlertid nødvendigt at se transmissions- og distributionssystemet som et hele. Derfor er al el belastet ligeligt med ressource- og energiforbrug i nettet VURDERING - SYSTEMGRÆNSER På det overordnede niveau har systemgrænserne været relativt enkle at fastlægge. Projektet omfatter samtlige processer, der er nødvendige for at tilvejebringe el og kraftvarme i Danmark i Det vanskeligste problem, nemlig skelnen mellem elforbrug og elproduktion, er løst ved at beregne begge resultater. De to resultater har forskellige anvendelsesområder, og derfor er det en oplagt løsning. Ved at sætte systemgrænsen i målerskabet er forbrugsfasen af el og varme ikke omfattet af projektet. Det betyder, at installationer hos forbrugeren ikke er inkluderet i opgørelsen. Samtidigt er de elforbrugende apparater ikke vurderet. Dette har til dels en praktisk årsag: Der er næsten uendeligt mange anvendelsesmuligheder for el. Det vil derfor være umuligt at give en fuldstændig beskrivelse. Dels giver afgrænsningen ikke de store betænkeligheder. Forbrug af produktet el giver ikke i sig selv anledning til affald på samme måde som mange andre produkter. De processer, som el anvendes som drivkraft til hos forbrugeren, kan selvfølgelig give anledning til affaldsproduktion, men det er som følge af processens formål ikke som følge af den el, der bliver forbrugt. I den sidste ende bliver både el og kraftvarme omdannet til lavtemperatur-strålingsvarme, som det eneste affaldsprodukt fra elforbruget som sådan. Det er valgt primært kun at betragte 1.-ordens-effekter i livscyklus, det er en standardantagelse i arbejdet med LCA. I dette projekt retfærdiggøres afgrænsningen yderligere af, at selv de primære anlæg, der medtages (kraftværker m.v.), kun har en begrænset indflydelse på resultaterne. Derfor er der grund til at antage, at bygningen af mere sekundære anlæg som transportmidler vil være af yderst ringe betydning for resultaterne. 3.3 SAMMENLIGNING AF SYSTEMER Formålet med projektet har været at opgøre miljøbelastningen fra det eksisterende elog kraftvarmesystem i Dataindsamlingen for de enkelte teknologier har haft dette som udgangspunkt. Formålet har ikke været at undersøge andre måder at indrette systemet på. Det betyder, at den funktionelle enhed ikke har været ens for alle teknologier. Samtidigt har det for dataindsamlingen været en hovedprioritet at bruge data fra 1997 (afsnit 3.1). Det har for nogle teknologier betydet, at data er mindre anvendelige for andre år. Hvis andre brugere vil anvende teknologidata til sammenligning af forskellige systemer af el- og kraftvarme, skal de være opmærksomme på disse forhold. 3.4 PROCESSER MED FLERE PRODUKTER 13

15 En af de ofte forekommende problemstillinger i forbindelse med LCA er at fordele miljøbelastningen fra processer med mere end ét produkt. Det kan f.eks. være at fordele miljøbelastningen fra et kraftvarmeværk på de to produkter el og varme. At fordele miljøbelastningen i sådan en situation kaldes i LCA-sammenhæng for allokering. Allokeringen skal gøre det muligt at sammenligne med alternativer, f.eks. varme produceret alene eller el produceret i andre lande (adderbarhed). I UMIP-projektet og ISO-standarderne er det overordnede princip, at man ikke bør foretage allokering, men i stedet foretage systemudvidelse. Dette er ikke altid muligt i praksis, hvorfor der er anvendt forskellige praktiske løsninger på problemet. Den traditionelle løsning på allokeringsproblemet har været at opdele den samproducerende proces (f.eks. kraftvarme), som leverer mere end et økonomisk output efter en bestemt fordelingsnøgle (allokeringsnøgle). Denne fordelingsnøgle har ofte været fysisk, f.eks. vægt eller energiindhold, men man kan også anvende en økonomisk fordelingsnøgle. I nyere dansk metodeudvikling omkring allokering tillægges hele miljøbelastningen det mest betydende produkt, medens de afledte produkter kun får den marginale påvirkning. Dette kaldes den markedsbaserede systemudvidelse. Som udgangspunkt har denne metode været lagt til grund ved allokering i dette projekt. Det er imidlertid ikke altid så enkelt at bestemme, hvad der er det mest betydende produkt. Derfor vil projektets konkrete overvejelser om allokering blive gennemgået for de væsentligste områder VÆSENTLIGE OMRÅDER, HVOR DER FORETAGES ALLOKERING I dette projekt er der en række områder, hvor det er nødvendigt at allokere. Det gælder især nedenstående områder: Samproduktion af el og varme (fordeling af miljøbelastninger mellem el og varme). Biomasse (fordeling af miljøpåvirkning ved landbrugsproduktion mellem kerne og halm samt mellem gavntræ og flis). Restprodukter fra kulproduktion (Hvilken miljøbelastning fra produktionen skal nyttiggjorte restprodukter tilskrives?). Affaldsforbrænding (fordeling af miljøbelastningerne mellem affaldsbortskaffelse og energiproduktion). Import/eksport af elektricitet. Genanvendelse af materialer (håndtering af f.eks. genanvendelsen af stål fra nedrivning af transmissionsledninger). Af disse er samproduktion af el og varme det mest betydende. I det følgende gennemgås de enkelte områder, og der gøres rede for de valg der er truffet i projektet. 14

16 3.4.2 SAMPRODUKTION MELLEM EL OG VARME Hvis man skal bruge den markedsbaserede systemudvidelse til at fordele miljøeffekterne mellem to produkter, skal man først vurdere hvilket af produkterne, der er hovedprodukt (determinerende for produktionens størrelse). For samproduktion af el og varme er det imidlertid vanskeligt at afgøre, hvilket produkt der er det mest betydende. Da man startede med at udnytte varmen i kølevandet fra de centrale kraftværker, var det helt oplagt varmen, der var et spildprodukt, medens el var hovedproduktet. For de decentrale kraftvarmeværker, som er bygget i de seneste 10 år, er billedet imidlertid anderledes. Decentrale kraftvarmeværker kan kun producere el, når de kan anvende varmen. De er nemlig bygget til kun at producere i modtryksdrift (uden brug af kølevand, men kun køling i varmeveksleren til fjernvarmesystemet). Den tætte kobling mellem el- og varmeproduktion betyder, at der i vinterhalvåret ofte produceres mere el ved kombineret produktion (og vindkraft), end der er behov for i Danmark. Derfor må man betragte varmen som hovedprodukt og el som biprodukt for de decentrale kraftvarmeværker. Ser man på det samlede danske elsystem, er forholdet yderligere kompliceret. Priserne på el på den nordiske elbørs varierer meget. I løbet af få timer i januar 2000 var der således et prisudsving fra 10 øre/kwh til over 2 kr./kwh. Generelt svinger priser på børsen meget, afhængigt af tilstrømningen af vand til vandkraftanlæggene i Norge og Sverige. Det betyder både sæsonsvingninger og store forskelle mellem årene. Derimod er varmeprisen typisk fastlagt i langsigtede aftaler mellem kraftværkerne og fjernvarmeselskaberne. Det betyder, at prisforholdet mellem el og varme skifter i takt med elprisens udsving. De nævnte prisforhold betyder, at i år med meget store mængder billig el fra vandkraftværkerne i Norge og Sverige vil det kun være rentabelt at producere el, når der er afsætning for varmen. Varmen bliver altså det bestemmende produkt i våde år (Det er f.eks. tilfældet i foråret 2000). I år, hvor det er tørt i Skandinavien (f.eks. i 1996), kan der afsættes al den el, som kan produceres på de danske kraftværker. I tørre år er el det bestemmende produkt. Konklusionen på dette ræsonnement er, at den markedsbaserede systemudvidelse vil give en meget stærkt varierende fordeling af miljøeffekterne mellem el og varme. I princippet skal man se på produktionsforholdene time for time i løbet af året og afgøre, hvilket produkt der er bestemmende for den samlede produktion. Det er selvfølgeligt muligt at gøre, men projektet har afholdt sig fra at forfølge denne vej yderligere, fordi: Det vil give meget svært gennemskuelige resultater. Det vil give store variationer i resultaterne mellem årene. Det er et stort arbejde. Der er stor politisk bevågenhed omkring fordeling af fordelen ved kombineret produktion af el og varme. Det giver sig udslag i forskellige delenøgler i forbindelse med afgiftsbetaling og tildeling af CO 2 -kvoter. I den netop vedtagne CO 2 -kvotelov for elproduktion fraregnes varmesidens CO 2 -bidrag ud fra en varmevirkningsgrad på 200%. Denne metode anvendes også ved beregning af afgifter i Finland. Ved beregning af kraftvarmebeskatning i Danmark anvendes forskellige varmevirkningsgrader for de enkelte anlæg, men Ministeren er i CO 2 -kvoteloven 15

17 bemyndiget til at fastsætte nærmere regler for beregning af varmesidens CO 2 -bidrag, som eventuelt harmonerer med den, som anvendes ved kraftvarmebeskatningen. Ved udarbejdelse af miljødeklarationer for el- og varmeproduktionen er der i længere tid anvendt forskellige tekniske delenøgler, bl.a. i selskabernes miljøberetninger. Dette sker som regel ud fra fysisk baserede overvejelser. De to hyppigst anvendte delenøgler er energiindhold og energikvalitet. De to metoder betegner yderpunkter i den mulige fordeling mellem el og varme og er således velegnede til at beskrive følsomheden ved at allokere mellem de to produkter. Energiindhold: Her sammenholdes el og varme i energienheder, således at fordelingen tager udgangspunkt i, at 1 kwh el = 1 kwh varme. Hele fordelen ved samproduktion er her tillagt elproduktionen. Denne beregningsmåde anvendes, hvis man vil se på den gennemsnitlige miljøbelastning ved f.eks. en virksomheds el- eller varmeforbrug. Energikvalitet: Her tages udgangspunkt i, at el har en større energikvalitet (exergi) end varme. Som en enkelt regneregel kan anvendes at 1 kwh varme = 0,15 kwh el. Hele fordelen ved samproduktionen bliver her tillagt varmen. Denne metode kan bruges ved vurdering af den sparede miljøbelastning ved el- og varmebesparelser. Det er i projektet valgt at præsentere resultater ved brug af begge delenøgler. Generelt er konklusionen nemlig, at det har stor betydning for resultatet af en LCA, om den ene eller den anden metode bruges. Derfor er der god grund til at lægge mærke til valget af allokeringsmodel ved fortolkning af resultater af forskellige studier BIOMASSE Produktionen af kerner er den bestemmende faktor ved kornavl, fordi ændringer i volumen af halmproduktionen ikke har betydning for kornproduktionen. Halm til varme- eller kraftvarmeproduktion fortrænger andre brændsler, og årets halmproduktion anvendes sjældent fuldt ud. Det betyder, at kernen tilskrives hele miljøbelastningen ved landbrugsprocessen, og halmen tilskrives miljøbelastningen ved opsamling, transport og forbrænding. Et tilsvarende argument anvendes på fordelingen mellem gavntræ og træflis. Både halm og træflis regnes CO 2 -neutrale ved forbrænding. Det begrundes med, at den CO 2, der frigives ved forbrænding, er blevet optaget ved dyrkningen af afgrøderne og ville være blevet frigivet igen under alle omstændigheder ved den naturlige nedbrydning af materialet RESTPRODUKTER FRA EL- OG VARMEPRODUKTIONEN Restprodukterne fra el- og varmeproduktion (aske, slagge, gips, TASP, affaldsslagge) er ikke bestemmende for, hvor meget elektricitet og varme der produceres. Restprodukterne skal derfor ikke tilskrives nogen del af el- og varmeproduktionens miljøeffekter. El- og varmeproduktionen kan derimod opnå godskrivning for fortrængte råvarer i produktionen af gipsplader, cement, beton m.v. under forudsætning af, at restprodukterne anvendes fuldt ud. Der er dog ikke i projektet indregnet denne godskrivning. Det er vurderet, at den vil være at meget begrænset betydning for det samlede systemresultat. 16

18 Da restproduktet normalt ikke anvendes fuldt ud, vil en ændring i produktionen af gipsplader (eller efterspørgslen på gips i det hele taget) betyde, at genanvendelsen af gips falder eller stiger. Gipspladeproduktionen skal derfor godskrives den sparede affaldsbehandling (deponering) AFFALDSFORBRÆNDING Affaldsforbrændingsanlæg producerer tre produkter : Affaldsbortskaffelse, el og varme. I denne sammenhæng er affaldsbortskaffelse det bestemmende produkt. Affaldet skal afbrændes, selvom der ikke er brug for el og varme. Denne pointe illustreres af, at en række affaldsforbrændingsanlæg køler overskudsvarme væk om sommeren. I øvrigt er normal praksis i LCA-sammenhæng at tillægge produkterne miljøbelastningen ved affaldsbortskaffelsen. Derfor er det i projektets systemberegninger valgt, at affaldsbortskaffelsen tilskrives hele miljøbelastningen fra forbrændingen, og da der ikke er yderligere behandling af el og varme, bliver miljøbelastningen nul. Set fra energisektorens synsvinkel er det uvant at se el og varme som biprodukter og affaldsforbrændingsanlæg som den reneste form for energiproduktion. Derfor er miljøbelastningerne ved affaldskraftvarmeværker opgjort på teknologiniveau, hvor emissionerne ved forbrændingen tilskrives el og varme. Derved bliver det muligt at belyse betydningen af den valgte allokering. Der er lavet en følsomhedsvurdering på allokering af emissionerne fra affaldsforbrænding. Resultatet præsenteres i afsnit GENBRUG AF MATERIALER Genbrug af materialer, der indgår i livscyklus, er et af de områder, hvor der foretages en systemudvidelse. Materialer, der genanvendes, udgør en særlig problematik, da miljøbelastninger ved f.eks. udvinding af råstoffer således kun tilskrives den første bruger, mens efterfølgende brugere af materialet tilskrives de genbrugsprocesser såsom shredding og omsmeltning, der skal til at gøre materialet genanvendeligt samt udvinding af råstoffer til at supplere kvaliteten af det genbrugte materiale. Dette betyder, at materialer, der på et tidspunkt har indgået i elsystemet, senere kan genanvendes, og at materialet leveres som en ressource til andre produkter. Emnet behandles uddybende i (Wenzel et al., 1996a og b). Der er i projektet arbejdet med genbrug af en række materialer. Der er derfor oprettet processer for genbrug af stål, zink, glas, aluminium, kobber og bly. Ved ressourceforbrug af disse materialer er primært materialet anvendt, hvorefter den del af materialet, der er genbrugt, fratrækkes under genbrug af materialerne. Derved bliver det kun et lødighedstab, der indgår i selve livscyklusvurderingen. Lødighedstabet er et udtryk for den del af nyt materiale, der skal tilføres ved genbrug, for at det genbrugte materiale har den samme kvalitet og samme materialeegenskaber som primært materiale. Brugeren, der forårsager lødighedstabet, må derved afholde miljøomkostningerne proportionalt med lødighedstabet. For at et materiale kan genbruges, skal det gennemgå en lang række af processer som transport, shredding og omsmeltning m.v. Disse processer er så vidt muligt medtaget ved genbrug, hvorved man bliver godskrevet for udvinding af primært materiale, men til gengæld bliver tilskrevet processerne ved genbrug. Den bruger der foranlediger, at materialet tages endeligt ud af brug og deponeres, afholder 17

19 miljøomkostningerne proportionalt med den resterende lødighed i materialet. Genanvendelse er således med til at give en lavere miljøpåvirkning for produktet. Ved genbrug af jern, stål og rustfrit stål er der regnet med et lødighedstab på 10% for jern og stål og 5% for rustfrit stål. Der skal derfor anvendes henholdsvis 10% og 5% primært materiale. Højtlegeret stål, f.eks. til kraftværkskedler, kan ikke genanvendes i Danmark, og derfor er der regnet med det værste alternativ, nemlig 100% deponering. Nikkel og krom kan ikke genudvindes som rene metaller, når det har været brugt i legeringer. Derfor er der ikke udarbejdet genbrugsprocesser for disse metaller, og de ender som affald. Det forventes, at zink bruges til overfladebehandling, og at det kan genindvindes ved omsmeltning af stålemner. Lødighedstabet ved genbrug af zink er 10%. Desuden genbruges kobber, bly, aluminium, glas samt beton. Kobber har et lødighedstab på 5%, mens de resterende materialer har et lødighedstab på 10%. Ved genbrug af materialer er der for hver enkelt komponent vurderet, hvor stor en mængde af materialet der bliver genbrugt. Generelt er der dog antaget, at 100% af de valgte materialer går til genbrug VURDERING AF ALLOKERING Der skal i forbindelse med allokering træffes en række væsentlige valg. Omkring fordelingen mellem el og varme har projektet valgt at præsentere både system- og teknologiresultater med begge de foreslåede nøgler til allokering. Argumenterne for, hvilken metode der er den rigtige, er så modstridende, at det overlades til brugerne af projektets resultater at vælge den allokeringsmetode, der passer i sammenhængen. Et kontroversielt men konsekvent valg er at tillægge brændslerne alle emissionerne ved affaldsforbrænding. Projektet opgør dog emissionerne fra affaldsforbrændingsanlæg på teknologiniveau, således at det er let at ændre valget, hvis det skulle vise sig hensigtsmæssigt. Samtidig vises en følsomhed på systemresultatet. 3.5 EFFEKTVURDERING Effektvurderingen er en del af fortolkningen af LCA-resultaterne. Der er tale om en videre bearbejdning af resultatet af den indledende opgørelsesdel (inventeringen) i LCA-arbejdet. Effektvurderingen skal bidrage til at vurdere, hvilke effekter der er væsentlige, og hvilke der er mindre væsentlige. Der anvendes internationalt en lang række forskellige metoder til effektvurdering. Projektet har imidlertid ikke forholdt sig selvstændigt til vurderingsdelen. Som udgangspunkt har projektet anvendt den metode, der er implementeret i UMIP s pcværktøj. På nogle punkter er det dog valgt at afvige fra UMIP. Det væsentligste valg er, at projektet generelt fokuserer på miljøeffekter. Der præsenteres kun udvalgte resultater for ressourceforbrug, medens resultater for arbejdsmiljøforhold ikke præsenteres. Arbejdsmiljøeffekter er inkluderet i UMIP-metoden med henblik på at kunne vurdere, hvilke funktioner/komponenter i et produkt der giver anledning til de største arbejdsmiljøbelastninger. Det er i projektet valgt ikke at præsentere resultater af 18

20 dataindsamling omkring arbejdsmiljø, da det ikke har været muligt at få ensartede oplysninger for alle teknologier. Effektvurderingen i henhold til UMIP foregår i tre trin: Beregning af miljøeffektpotentialer, normalisering og vægtning. UMIP-metoden gennemgås i det følgende. I dette projekt er det valgt at præsentere resultaterne efter normalisering og altså uden vægtning BEREGNING AF MILJØEFFEKTPOTENTIALER Hovedformålet med dette trin er at reducere den lange liste af emissioner til et mindre antal mulige miljøeffekter. Miljøeffektpotentialerne beregnes ved at omregne emissioner af stoffer med betydning for hver miljøeffekt til en fælles enhed. For drivhuseffekten omregnes emissionen af metan, lattergas mv. til CO 2 -ækvivalenter. Tilsvarende for de andre typer af belastning. Der udregnes miljøeffektpotentialer for i alt 12 miljøeffekter. Der er tale om: 2 globale miljøeffekter: Drivhuseffekt Nedbrydning af ozonlaget 3 regionale miljøeffekter: Forsuring Næringssaltbelastning Fotokemisk ozondannelse 7 lokale miljøeffekter: Human toksicitet Økotoksicitet Persistent toksicitet Volumenaffald Farligt affald Radioaktivt affald Slagge og aske For en fuld beskrivelse henvises til dokumentationen for UMIP-projektet (Wenzel et al., 1996A og B) NORMALISERING AF MILJØEFFEKTPOTENTIALERNE Normaliseringen skal bidrage til at lette sammenligningen mellem betydningen af de forskellige miljøeffekter. I UMIP-metoden sker normaliseringen ved at beregne miljøbelastningen for hver effekt fra det betragtede system i forhold til samfundets øvrige miljøbelastning på området. Resultatet bliver udtrykt i personækvivalenter af forurening med udgangspunkt i miljøbelastningen pr. person i For globale miljøeffekter normaliseres med en global reference. Det betyder f.eks., at der divideres med en verdensborgers gennemsnitlige emission af drivhusgasser, når miljøeffektpotentialet for drivhusgasser skal normaliseres. For regionale og lokale miljøeffekter bruges derimod en dansk reference. Der divideres altså med en gennemsnitsdanskers emission i 1990 af de pågældende 19

21 stofgrupper. I nedenstående tabel 3.1 vises de normaliseringsfaktorer, som UMIP-værktøjet anvender. 20

22 SEQTabel 3.1: Normaliseringsreferencer i UMIP pc-værktøjet. For drivhuseffekt og ozonnedbrydning er det globale gennemsnit pr. person. For de øvrige er det gennemsnit pr. dansker (Wenzel et al., 1996b). Miljøeffekt Normaliseringsfaktor Emission pr. person/år i 1990 Drivhuseffekt 8,7 tons CO 2 Ozonnedbrydning Fotokemisk ozon Forsuring Næringssalte Volumenaffald Farligt affald Slagge og aske Radioaktivt affald 0,202 kg CFC11 20 kg C2H4 124 kg SO 2 -ækv 58 kg N 1,2 kg P 298 kg NO kg 20,7 kg 350 kg 0,035 kg VÆGTNING AF MILJØEFFEKTPOTENTIALERNE Vægtning skal i princippet tage højde for forskellen i alvoren af de forskellige miljøforhold. I praksis løser UMIP-metoden dette vanskelige spørgsmål ved at udregne en politisk vægtningsfaktor, der tager udgangspunkt i forholdet mellem udledningen i 1990 og den politisk målsatte emission for I den udstrækning, de politiske målsætninger knytter sig til andre år end år 2000, findes målet for 2000 ved lineær inter- eller ekstrapolation. I præsentation af resultaterne i dette projekt er det valgt kun af anvende de første to trin i UMIP-metoden, nemlig beregning af miljøeffektpotentialer og normalisering. Vægtningen er fravalgt, fordi den udtrykker nogle politiske målsætninger. Det overlades til læseren selv at vurdere alvoren af de forskellige miljøpåvirkninger i forhold til hinanden OPSUMMERING AF PROJEKTETS JUSTERINGER AF UMIP-METODEN I forhold til en standardanvendelse af UMIP s vurderingsdel er der truffet følgende valg i dette projekt: Der gennemføres kun en opgørelse af miljøeffektpotentialer og en normalisering, men ikke en vægtning med de politiske målsætninger. Betydningen af dette fravalg er begrænset. For de fleste miljøeffekter er vægtningsfaktoren 1,2-1,3, således at den relative betydning af miljøeffekterne ikke forskydes markant i forhold til hinanden. Den væsentligste afvigelse fra dette er ozonnedbrydning, hvor vægtningsfaktoren er 23. Projektets hovedinteresse har ligget på miljøeffekter, og der har kun i mindre omfang været fokus på ressourceforbrug. Derfor præsenteres kun enkelte resultater for ressourceforbrug. 21

23 Der præsenteres ikke resultater for arbejdsmiljø. Det har været vanskeligt at indsamle relevante og sammenlignelige data for arbejdsmiljø. Da arbejdsmiljøområdet samtidigt er under revision i forbindelse med Konsensusprojektet, præsenteres de indsamlede resultater ikke. Effektkategorierne slagge og aske udgår, og i stedet beregnes emissionerne fra deponering af restprodukter over en 100 års-periode. Emissionerne indgår derefter på normal vis i miljøvurderingen. Dette vurderes til at være en forbedring af metoden og i overensstemmelse med den nyeste metodeudvikling på området. For effektkategorien fotokemisk ozondannelse præsenteres resultater for lav baggrundskoncentration af NO x, da det er mest relevant for danske forhold VURDERING I vid udstrækning er vurderingsværktøjet i UMIP velegnet til projektets formål, idet mange af de relevante miljøforhold kan beskrives. For enkelte teknologier, f.eks. vindmøller og højspændingsnettet, er visuel påvirkning, støj og til dels magnetfelter de miljøparametre, der hyppigst dukker op i debatten. Disse effekter er ikke omfattet af UMIP-metoden. På samme måde er submikrone partikler et af de nye miljøspørgsmål i forhold til forbrændingsteknologier. Der findes ingen effektfaktor for fine partikler i UMIPmodellen. Der kunne beregnes en faktor for human toksicitet, men det har ligget uden for projektets rammer at gøre dette. Der er foretaget en opgørelse af mængderne af fine partikler, således at de på et senere tidspunkt kan indgå i resultaterne, men i dette projekt er de nævnte miljøeffekter kun blevet behandlet kvalitativt. Det kan desuden bemærkes, at elsektoren er i gang med et projekt, der nærmere skal vurdere miljøeffekten af fine partikler fra kraftværkerne. Projektet har arbejdet med at udvikle en effektkategori for arealanvendelse/visuel påvirkning mv. Ideen var at registrere tre niveauer af areal. Det kan eksemplificeres med en vindmølle: 1) Møllens fundament beslaglægger et vist areal, hvor der ikke kan foregå andre aktiviteter. 2) I møllens nærområde er der nogle restriktioner på arealanvendelsen; f.eks. må der ikke være bebyggelse. Denne zone med restriktioner kan desuden bruges som tilnærmelse for støjbelastning (og eventuelt elektromagnetiske felter ved højspændingsanlæg). 3) Med udgangspunkt i møllens højde kan der fastlægges en afstand, hvor den vil være synlig. Det kan diskuteres, hvorvidt slutpunktet er, når møllen teoretisk er usynlig under jordens krumning, eller om en mere pragmatisk grænse skal indsættes. Denne parameter kan så bruges som tilnærmelse for anlæggets visuelle påvirkning. Der er i projektet indsamlet data til at belyse dette emne, men de er ikke bearbejdet konsistent og er derfor ikke præsenteret. 22

24 4. DATAINDSAMLING OG MODELLERING Dataindsamlingen og modelleringen i projektet har haft til formål at opgøre de samlede miljøpåvirkninger i basisåret Først efter denne totalopgørelsen sker en division med den samlede produktion i året for at få belastninger pr. kwh. På tilsvarende måde er ressourceforbrug opgjort som den samlede tonnage af henholdsvis kraftværksanlæg og transmissions- og distributionssystemer. Tonnagen er derefter med en teknologispecifik levetid fordelt med en ligelig andel i hvert leveår. Herefter er belastningen fordelt i forhold til aktiviteten (produktion eller transport af el og varme) i basisåret. Den valgte strategi sikrer, at datasættet bliver sammenhængende, og at allokering mellem el og varme sker på et ensartet grundlag. Som start på dataindsamlingen blev der lavet en vurdering af de kritiske miljøforhold for hver teknologi. Vurderingen tog udgangspunkt dels i dansk el 92 fra UMIPdatabasen og dels i tidligere egne LCA-studier, primært af kulfyrede kraftværker. Generelt har projektets deltagere adgang til egne data for en meget stor del af de processer, der indgår i beskrivelsen af el- og kraftvarmesystemet. Det gælder typisk bygning af anlæg, drift samt håndtering af restprodukter. Dette sikrer, at den grundlæggende datakvalitet er af høj kvalitet. I det følgende gives en overordnet beskrivelse af dataindsamlingen og modelleringen i projektet. Systemmodelleringen for el og varme er beskrevet i henholdsvis kapitel 5 og 6, medens de enkelte produktionsteknologier er beskrevet detaljeret i kapitel 7 og transmission og distribution af el i kapitel DATAINDSAMLING Som beskrevet under den funktionelle enhed er udgangspunktet for dataindsamlingen det danske el- og kraftvarmesystem i Derfor skal dataindsamlingen som minimum dække de teknologier, der var i anvendelse i det år. For at gøre opgaven håndterlig er der udvalgt en række typiske anlæg til at repræsentere hver teknologi. For at fremtidssikre projektets resultater er det desuden besluttet at indsamle data for yderligere en række teknologier, der er på vej ind i det danske el- og kraftvarmesystem. Tabel 4.1 giver et overblik over de teknologier, der er indsamlet data for i projektet. 23

25 Tabel 4.1: Teknologioversigt for dataindsamling og modellering. Teknologi Brændsel Underopdeling Vind #20 kw husstandsmølle 600 kw landplaceret mølle Kulkraft 6 kultyper Central kulstøvsfyret Orimulsion Orimulsion Central kedel Olie Olie Central kedel Gas Naturgas Central kedel Gasturbine, single cycle Gasturbine, combined cycle Gasmotor Biomasse Restprodukter Solceller Mikromotorer Importeret el Transmission af el Halm og flis Halm og flis Affald Kul/olie Biomasse Affald Miljødiesel Naturgas Biomasse Centralt anlæg Decentralt anlæg Decentralt anlæg Aske, slagge, afsvovlingsprodukter Monokrystallinske Polykrystallinske Forbrændingsmotor Stirling-motor Norge Sverige Tyskland Transmission og distribution af varme Distribution af el Centrale kraftvarmeområder Decentrale kraftvarmeområder Lokale kraftvarmeområder Der er udeladt opgørelse for to teknologier med et meget lille bidrag til den samlede danske elproduktion. Der gælder vandkraftanlæg (0,01% af elproduktionen) og havmøller (0,1% af elproduktionen. Havmøller er dog repræsenteret som landmøller. Det er umiddelbart rimeligt, eftersom det lidt større materialeforbrug til havmøllerne modsvares af en større produktion pr. installeret MW. På sigt vil der være behov for en selvstændig opgørelse af havmøller, da de vil udgøre en stigende del af elsystemet. For hver teknologi er der udvalgt et typeanlæg, som er brugt til skalering. For vindmøller er opgørelsen f.eks. lavet for en 600 kw-mølle, som var den mest opstillede i Denne mølletype er så brugt til at vurdere den samlede bestand af vindmøller i Danmark (se afsnit 7.8 for nærmere diskussion). 24

26 Tabel 4.2 viser hvilke faser, der er indsamlet data for. Tabel 4.2: Fase Teknologi Teknologier og faser for el- og varmeproduktion. Udvinding Transport Bygning og nedrivning Brændsel brændsel af anlæg Vedligehold Vind X X Drift Rest- Produkter Kul X X X X X Olie/orimulsion X X X X X Gas X X X X X Biomasse/affald X X X X X Mikroanlæg Import/eksport (X) (X) X X X (X) Transmission, el X X Distribution, el X X Transmission og distribution, varme X X 4.2 MÅLSÆTNINGER FOR DATAKVALITET Den overordnede målsætning for datakvaliteten i projektet har været at anvende virksomheds-specifikke data vedrørende den aktuelle teknologi og fase fra Dette princip er gennemført i den udstrækning, det overhovedet har været muligt. Hvis den meget ambitiøse datamålsætning ikke har kunnet opfyldes, er data indsamlet efter følgende prioriterede kilder: 1. Virksomheds- og teknologispecifikke data fra andet år end 1997, dog højst 6 år gamle. 2. Data nyere end 6 år fra andre virksomheder. 3. Ældre virksomhedsspecifikke data. 4. Generelle emissionsfaktorer fra autoritative kilder. Konservative skøn skal anvendes, såfremt mere præcise data ikke er tilgængelige AGGREGERING AF DATA For at beregne de samlede emissioner fra det danske el og kraftvarmesystem har det på mange steder i projektet været nødvendigt at aggregere data. Det vil sige, at de samlede emissioner er beregnet enten ved at summere data for de enkelte kilder eller ved at anvende gennemsnitstal. Hovedprincippet i projektet har været at bruge summen af faktiske data for alle anlæg i Danmark i Hvor data for enkelte anlæg har manglet, er der anvendt en repræsentativ emissionsfaktor for den pågældende anlægstype. I nogle sammenhænge har der også været anvendt en skalering, hvor resultater fra et enkelt anlæg er brugt som udgangspunkt for et estimat for den samlede påvirkning. På områder, hvor der ikke findes årlige opgørelser, har der typisk været anvendt 25

27 emissionsfaktorer. For at vise den praktiske betydning af disse principper gennemgås i det følgende aggregeringen, som der er foretaget i kulteknologien. Kulforbrug opgjort på oprindelseslande: Faktiske tal for hele landet. Miljøforhold ved kulminer er opgjort for hvert af de seks lande, der tilsammen repræsenterer 95% af mængderne. De to sidste lande, Rusland (4,2% af kulmængden) og Venezuela (0,7%), er repræsenteret med data fra henholdsvis Polen og Colombia. Transport af kul er opgjort som den aktuelle afstand for togtransport fra mine til havn og den aktuelle sejlafstand fra udskibningshavn til Danmark. Bygning og nedrivning af kraftværk: Opgørelse af materiale og energiforbrug for Fynsværket blok 7 er skaleret til den samlede installerede effekt ved brug af installeret eleffekt som skaleringsfaktor. SO 2 - og NO x -emissionerne fra kraftværkerne bygger på målinger i røggassen for anlæg, der bidrager med henholdsvis 97% og 98% af de samlede emissioner. For resterende anlæg er brugt emissionsfaktorer. Data er identiske med indberetningerne til Energi- og Miljøstyrelserne i henhold til SO 2 - og NO x - kvoteloven. CO 2 -, HCl- og tungmetalemissioner til luft er beregnet ud fra indholdet i de anvendte kultyper. Dette er gjort med et beregningsværktøj, EMOK, der bygger på massebalancer for de pågældende stoffer. Organiske forbindelser (PAH, Dioxin, Benzen, Cyanid, Formaldehyd, CH 4 ), CO, N 2 O og HF er estimeret ud fra generelle emissionsfaktorer. Emissioner fra kulpladsen (udvaskning og luftemissioner) er opgjort ud fra erfaringstal og de aktuelle kulmængder. Vandforbrug og spildevandsmængder er opgjort som summen af de målte værdier for de enkelte anlæg. For enkelte anlæg, hvor data mangler, er der vurderet et vandforbrug/spildevandsmængde. Indholdet i spildevandet er beregnet ud fra gennemsnitstal. Forbrug af kemikalier og hjælpestoffer, affaldsmængder og restprodukter er opgjort som summen af data hentet fra værkernes grønne regnskaber. For enkelte anlæg, hvor data mangler, er der foretaget et skøn. El- og varmeproduktion er summen af den faktiske produktion på hvert anlæg. Som det fremgår, har det for de væsentligste data været muligt at leve op til målsætningen om at bruge faktiske data for alle anlæg DOKUMENTERING AF DATAKVALITET Kvaliteten af de indsamlede data er dokumenteret i henhold til et sæt af kvalitetsindikatorer, som beskrives i det følgende. Kvalitetsindikatorerne fastsættes ud fra nedenstående tabel, hvor de enkelte kvalitetsindikatorer scores med et tal mellem 1 (bedst) til 5 (dårligst) i henhold til nedenstående skema (Weidema, 1997). 26

28 Tabel 4.3: Datakvalitetsindikatorer Indikatorscore Pålidelighed Verificerede data baseret på målinger Fuldstændighed Tidsmæssig korrelation Geografisk korrelation Teknologisk korrelation Repræsentative data fra et tilstrækkeligt antal indsamlingssteder over et tidsrum der er tilstrækkeligt til at udjævne normale udsving Mindre end 3 års forskel til undersøgelsesår Data fra undersøgelsesområ de Data for virksomheder, processer og materialer omfattet 2af undersøgelsen Verificerede data beregnet på kombinationen målinger- /beregninger; verificerede data delvist baseret på antagelser; ikkeverificerede data baseret på målinger Repræsentative data fra et mindre antal indsamlingssteder, men for tilstrækkelige perioder Mindre end 6 års forskel Gennemsnitsdata fra større område, der også omfatter undersøgelsesområ de Data for processer og materialer omfattet af undersøgelsen, men fra andre virksomheder Ikke-verificerede data delvist baseret på antagelser Repræsentative data fra et passende antal indsamlingssteder, men fra kortere tidsrum Mindre end 10 års forskel Data fra område med lignende produktionsbetingelse r Data for processer og materialer omfattet af undersøgelsen, men fra anden teknologi Kvalificeret skøn (sagkyndige, eksperter, litteratur) Repræsentative data, men fra et mindre antal steder og kortere tidsrum, eller ufuldstændige data fra et tilstrækkeligt antal indsamlingssteder og tidsrum Mindre end 15 års forskel Data fra område med beslægtede produktionsbetingelse r Data for beslægtede processer og materialer, men fra samme teknologi Med verificerede data menes data, der er tjekket på en af følgende to måder: Ikke-kvalificeret skøn Repræsentativitet ukendt eller ufuldstændige data fra et mindre antal indsamlingssteder og/eller fra kortere tidsrum Dataalder ukendt eller mere end 15 års forskel Data fra ukendt område eller fra område med meget anderledes produktionsbetinge lser Data vedrørende beslægtede processer eller materialer, men fra anden teknologi Masse- eller energibalancer: Data for flux ind og ud af systemet sammenholdes. Sammenligning af f.eks. emissionsfaktorer: Svarer egne målinger til andres resultater, eller er de emissionsfaktorer, som anvendes, i overensstemmelse med andre kilder? For hver enhedsproces dokumenteres data i et dataskema (se bilag 1 for et eksempel på et dataskema). I dataskemaet beskrives både oprindelsen af data og datakvaliteten med det ovenstående sæt indikatorer. Der er således knyttet en kvalitetsbeskrivelse til hver af de processer, der indgår i modelleringen i UMIP s pc-værktøj. I forbindelse med procestræer for hver af teknologierne er det i bilag 2 muligt at se kvalitetsvurderingen for alle datasæt i modellerne. 4.3 DATAKILDER Projektet har haft god adgang til egne data for væsentlige dele af livscyklus. I det følgende gives et overblik over de datakilder, der har været til rådighed for de enkelte faser. Under beskrivelsen af de enkelte teknologier i kapitel 7 gives en mere detaljeret redegørelse BRÆNDSELSUDVINDING Data for brændselsudvinding stammer i vid udstrækning fra brændselsproducenterne. De væsentligste kilder er listet i tabel 4.4 sammen med en vurdering af, hvor repræsentativt datasættet er for

29 28

30 Tabel 4.4: Væsentligste kilder til data om brændselsudvinding Brændsel Datakilde Repræsentativitet Kul 6 lande Mineselskaber + generelle oplysninger de 6 lande dækkede 95% af forbruget i 1997 Orimulsion, Venezuela BITOR 100% af verdens produktion Naturgas, Danske del af Nordsøen Energistyrelsen, DONG 100% af dansk forbrug i 1997 Olie, Danske del af Nordsøen Energistyrelsen, DONG, Danmarks Statistik 100% af dansk forbrug i Biomasse/affald Dansk landbrug 100% dansk brændsel Generelt er de anvendte datakilder gode, dog ikke så komplette som ønskeligt for kul og orimulsion. Her har det været accepteret, at det primært har været muligt at skaffe data for energiforbrug i forbindelse med brændselsudvindingen. Dette kan forsvares, da brændselsudvindingen sker i udlandet, og i forhold til lokale miljøeffekter vil man typisk løbe ind i spørgsmålet om stedspecifikke forhold. Det vil sige, at man ikke umiddelbart vil kunne addere emissionerne med tilsvarende emissioner i Danmark og bruge en dansk normaliseringsreference til vurderingen. For olie er der brugt data for Nordsøen, da Danmark i princippet er selvforsynende med olie. Kraftværkerne køber imidlertid olie på spotmarkedet, og derfor kan den aktuelle olie have andre oprindelseslande. Da olie kun bidrager med 0,5% af den samlede elproduktion i 1997, er det accepteret, at der kan være en forskel i oprindelsesland. For nogle typer af effekter, f.eks. for tungmetalemissionen fra udvinding af kul og orimulsion, er data manglende eller usikre data. Der er gennemført en usikkerhedsvurdering på dette i forbindelse med udvinding af orimulsion, og den viser, at betydningen af dette er meget begrænset TRANSPORT AF BRÆNDSLER Det er relativt enkelt at opgøre transportbehovet for de forskellige brændsler. Udfra kortmateriale mv. er de typiske transportmidler og -afstande fastlagt. I nogle tilfælde har aktuelle brændselsforbrug, f.eks. på kulskibe, været til rådighed. Emissionerne ved transporten kan derefter bestemmes ud fra transportprocesser fra UMIPdatabasen. For olie og naturgas er emissioner og energiforbrug i forbindelse med rørledninger fra Nordsøen hentet hos DONG. Der er ikke væsentlige datamangler for transport af brændsler. 1 Danmark er princippet selvforsynende med olie, men den olie, som kraftværkerne bruger, købes på det internationale spotmarked og kan derfor have andre oprindelseslande. 29

31 4.3.3 BYGNING/NEDRIVNING Bygning af anlæg tager udgangspunkt i det såkaldte KKS (Kraftværks Komponent System), som i princippet er en fuldstændig stykliste for kraftværker. De termiske anlæg har taget udgangspunkt i en opgørelse af materiale forbrugt ved bygning af Fynsværkets blok 7. Her er forbruget af beton, stål, isoleringsmaterialer, kobber, aluminium, PE-plast og PVC opgjort. Stål er underinddelt i lavt- og højlegeret stål. Det forventes, at mere end 95% af den samlede tonnage er opgjort. Andre kedelanlæg er skaleret ud fra denne opgørelse. Ved skalering er der taget hensyn til forhold omkring røggasrensning og forskelle i brændselshåndtering. For mindre gasfyrede anlæg er der udarbejdet en ny vurdering. Materialeforbrug er også opgjort selvstændigt for vindmøller og solceller. Transmissions- og distributionssystemerne er opdelt i en række typiske komponenter, hvor data er indsamlet for hver komponenttype. Derefter er det samlede antal af komponenterne i transmissions- og distributionssystemet opgjort. Det har været nødvendigt at forenkle opgørelsen, således at der f.eks. kun indsamles data for ét design af 400 kv-højspændingsmaster. Generelt vurderes materialeforbruget til bygning af systemerne at være opgjort med en høj grad af præcision. I mange livscyklusvurderinger er levetiden af anlæggene af stor betydning. I tabel 4.5 gives en oversigt over forudsætninger om anlæggenes levetid. Den tager udgangspunkt i de forudsætninger, som sædvanligvis bruges i elsektoren. Det skal understreges, at levetiden oftest snarere er et udtryk for teknisk forældelse end egentlig nedslidning. Gennemgangen af resultaterne viser, at bygning og nedrivning kun er af begrænset betydning for de fleste teknologier. Derfor er levetiden mindre afgørende i dette studie. Tabel 4.5: Levetid for anlæg Anlæg Kul Gas Orimulsion Gas Gas Gas Bio/ Vind Sol Trans/Dist Varmerør CK CC SC motor Affald celle Levetid, år Fuldlasttimer, timer/år n.a. n.a. Ud over levetiden er antallet af fuldlasttimer for den enkelte teknologi i 1997 angivet. Antallet af fuldlasttimer beregnes ved at dividere den aktuelle produktion i f.eks. MWh med den installerede effekt i MW. Fuldlasttimerne er et godt udtryk for udnyttelsen af anlæggene og er samtidig den parameter, der afgør andelen af bygning pr kwh. Vedligeholdelse af anlæg er modelleret som en procentvis udskiftning af komponenter i anlæggets levetid. Det drejer sig om 2-10% af den samlede tonnage, afhængigt af teknologien. I forbindelse med nedrivning er der større usikkerhed om andelen af materialer, der genanvendes. Desuden skal der regnes med et lødighedstab i forbindelse med genanvendelsen DRIFTEN Som udgangspunkt er emissioner og forbrug af hjælpestoffer opgjort ved hjælp af grønne regnskaber for de anlæg, der indgår i de enkelte teknologier. Disse data bygger i vid udstrækning på målinger på de aktuelle anlæg i basisåret. Det gælder 30

32 ikke mindst de væsentligste emissioner til luften af CO 2, SO X og NO x, men også en række andre emissioner. For emissionen af bl.a. tungmetaller bruges en massebalancemodel, der tager udgangspunkt i tungmetalindholdet i de aktuelt anvendte kultyper. For en række mere eksotiske emissioner, primært organiske forbindelser (PAH, dioxin, m.v.) anvendes generelle emissionsdata fra bl.a. den amerikanske miljøstyrelse. For driften af transmissions- og distributionssystemerne er nettab af stor betydning. Disse kan bestemmes med stor præcision som forskellen mellem leveret energi fra produktionen og salget af energi hos kunderne. Man skal være opmærksom på, at der kan være stor forskel mellem årene på den aktuelle størrelse af elproduktionen i Danmark. Det betyder, at en række af emissionerne også kan variere betydeligt mellem årene RESTPRODUKTER Håndtering af restprodukter opgøres med stor detalje af de involverede selskaber. Der skelnes mellem anvendelse til industrielle formål, til bygge- og anlægsformål samt deponering. Ved opgørelse af emissioner fra deponering anvendes modelberegninger, da udvaskningen strækker sig over meget lang tid. Det er i projektet valgt at bruge en udvaskningshorisont på 100 år. Der er en vis usikkerhed i forbindelse med valg af modelparametre. 4.4 HÅNDTERING AF MANGLENDE DATA Som udgangspunkt accepteres begrebet manglende data ikke i projektet. Målsætningen for projektet er, at alle betydende miljøeffekter skal dokumenteres. I den sammenhæng bliver udlægningen af begrebet betydende afgørende. I princippet ved man jo først efter en total kortlægning, hvad der er betydende, og hvad der ikke er. Det betyder, at manglende data generelt kun optræder som systemafgrænsninger - altså hvor vurderingen er, at dette betyder ikke noget i forhold til det samlede resultat, og det derfor er besluttet at acceptere at undvære data. På steder, hvor data er blevet vurderet at være af betydning for resultatet, er der indsamlet data. Ved modellering i UMIP-værktøjet viser det sig, at nogle af de materialer, der er brugt ved bygningen af de forskellige anlæg, ikke findes i databasen. For de væsentligste materialer (beton, cement, bly, fiberdug og beplantning) har det været muligt i projektet at lave egne processer i UMIP-databasen. Tilbage er nogle mindre betydende materialer, hvor data har manglet i UMIP-databasen. Her er forbrugene blot registreret. Det gælder f.eks. asfalt. På samme måde mangler UMIP-databasen effektfaktorer for en række af de stoffer, der indgår i opgørelsen. Der har heller ikke i projektet været ressourcer til at fremskaffe nye effektfaktorer. Derfor registreres manglerne blot. Der er i forbindelse med systemmodelleringen gennemført en følsomhedsvurdering på dette spørgsmål (se afsnit 5.7). 31

33 4.5 VURDERING DATAINDSAMLING OG DATAKVALITET Dataindsamlingen har taget udgangspunkt i en indledende screening af de væsentligste miljøforhold for hver af teknologierne. Screeningen blev lavet på baggrund af dels dansk el 92 fra UMIP-databasen, dels egne erfaringer fra et forprojekt med en livscyklusvurdering af et kulfyret kraftværk. Denne problemorienterede tilgang betyder, at der er valgt forskellig grad af detaljering for forskellige teknologier. For vindmøller har det således været med bygning i fokus, medens de termiske teknologier har haft emissioner fra driften i fokus. I bilag 2 er datakvaliteten for hver proces opgivet i henhold til ovenstående kvalitetsindikatorer. Der er ikke lavet en egentlig statistisk behandling af kvalitetsindikatorerne. Det ville kræve en vægtning af datasættenes betydning for det samlede systemresultat for at kunne fortolkes på en fornuftig måde. Generelt har dette projekt en meget høj datakvalitet. For de væsentligste dele af de indgående processer har projektets parter haft adgang til egne data af god kvalitet. Det gælder ikke mindst for driften af elsystemet, hvor der foreligger opgørelser for hvert enkelt kraftværk i Det samme gælder for brændselsforbrug og produktionsdata, som kendes med stor nøjagtighed. Alt i alt er den meget ambitiøse målsætning for datakvalitet opfyldt som de væsentligste dele af livscyklus. Datakvaliteten bliver dårligst i de dele af livscyklus, der er længst væk fra projektets parter. Det gælder især udvinding af brændsel i udlandet. Her mangler nogle informationer, specielt om lokale miljøforhold så som tungmetalbelastning ved udvinding. Efterfølgende følsomhedsanalyser for orimulsion har dog vist, at disse mangler er af begrænset betydning. Ser man på datakvaliteten for forskellige typer af miljøbelastning, har de globale og regionale miljøeffekter generelt den bedste datakvalitet. Her er alle væsentlige data beskrevet fuldt tilfredsstillende. For de lokale miljøeffekter kan der være større usikkerhed. Det skyldes, at mindre mængder af stoffer kan give et væsentligt bidrag til den samlede påvirkning. Der er dog ingen kendte, væsentlige mangler i datagrundlaget. 4.6 MODELLERING Modelleringen af de indsamlede data er gennemført med UMIP s pc-værktøj (UMIP, 1996) i forskellige versioner (2.10, 2.11 og 2.12). Der er i alle tilfælde tale om betaversioner af værktøjet. For en nærmere beskrivelse af værktøjet henvises til slutrapporterne fra UMIP-projektet. For de enkelte teknologier og for systemresultaterne er der i kapitel 5 - kapitel 8 givet en mere detaljeret gennemgang af den konkrete modellering. For hver teknologi er der i bilag 2 vist et procestræ, der giver en oversigt over modelleringen. Modelleringen har været gennemført i flere iterationer. I første omgang blev hver teknologi modelleret. I den første modellering blev UMIP s dansk el 92 brugt til en lang række af elforbrugende processer. Der blev på baggrund af denne første generation af teknologiresultater lavet en dansk el 97. Denne dansk el 97 blev derefter indsat i teknologier til en anden generation af teknologiresultater. De systemresultater, der præsenteres i rapporten, er lavet ud fra disse anden generations -teknologiresultater. Der er altså stadig en smule af UMIP s dansk el 32

34 92 tilbage i modellerne, selvom det er blevet udtyndet væsentligt. Da det i dette projekt er valgt at modellere udvaskningen fra restprodukter i stedet for at opgøre dem som slagge og aske, kan mængden af slagge og aske i teknologiresultatet bruges som indikator for restindholdet af "dansk el 92" (eller anden fossil elproduktion, f.eks. i forbindelse med kulminer og stålproduktion). Den første generation af teknologiresultater blev også sammenlignet indbyrdes som led i den interne kvalitetssikring. Det gav anledning til identifikation af en række fejl i modelleringen, som er blevet rettet i anden generation af resultater. Tilsvarende har det eksterne review af teknologirapporterne påpeget en række svagheder i modelleringen, som er oprettet i den nuværende generation af teknologiresultater. Der er tale om et meget omfattende modelkompleks. Der indgår mere end 50 terminerede processer i modelleringen af systemel. De fleste af disse processer foreligger i to versioner med hver sin allokering mellem el og varme. Bag de - typisk fem - terminerede processer pr. produktionsteknologi ligger et vekslende antal mere detaljerede procestræer. Arbejdet med dette har været på kanten af, hvad betaversionen af UMIP s pc-værktøj har kunnet klare. Dels har der været væsentlige vanskeligheder med at udveksle data mellem forskellige opsætninger af programmet, og dels har databaserne opnået en størrelse, hvor programmet har haft vanskeligt ved at styre det. Det har derfor ikke været muligt at lave én database, hvor alle delprocesserne er indeholdt. Det har været nødvendigt at lave en database pr. teknologi og kun lade terminerede processer indgå i systemmodelleringen. Ud over en række mere EDB-tekniske svagheder har UMIP s pc-værktøj også nogle funktionelle svagheder. I forhold til fortolkning af resultaterne af modelleringen ville en funktion, der tillader at spore oprindelsen af et resultat, være en styrkelse. Det vil også lette fejlfinding i modeller. Endelig ville en bedre dokumentation af de data, der indgår i databasen, være en klar styrkelse. Projektets opbygning med en række selvstændige arbejdsgrupper har givet en vis spredning af tilgangen til modellering. Den ovenfor skitserede, iterative proces med udvikling af modellerne har fået dem til at nærme sig hinanden i rimelig grad. 33

35 5. SYSTEMRESULTATER FOR EL Hovedformålet med projektet har været at revidere systemresultaterne for el og kraftvarme i UMIP-databasen. Dette kapitel præsenterer resultaterne af modelleringen af elsystemet som en sum af de enkelte teknologier. Resultaterne for varmesystemerne er beskrevet i kapitel 6. Det er valgt i projektet at modellere det danske elsystem på to forskellige måder: Dansk elproduktion og dansk elforbrug i referenceåret For at lette sammenligningen med de eksisterende data i UMIP-databasen er det valgt også at lave en modellering af det danske elsystem i 1992 med de teknologiresultater, der er produceret i projektet. 5.1 ELPRODUKTIONSSYSTEMET I 1997 Det danske elproduktionssystem bestod i 1997 af knap enkeltproducenter med en samlet installeret kapacitet på knap MW, jf. tabel 5.1: Tabel 5.1: Elproduktionsanlæg i Danmark, (DEF, 1999) og (Petterson, 1999) Ejerforhold Type Kapacitet, MW Antal, stk. Produktion, GWh Gennemsnitsproduktion, GWh/anlæg Elværksejede Centrale kraftværker Decentral kraftvarme Vandkraftanlæg Gas/diesel-anlæg Vindmøller ,4 Ikke-elværksejede Industrielle anlæg Decentral kraftvarme Vandkraftanlæg ,1 Vindmøller ,4 I alt Egetforbrug til bl.a. miljøanlæg mm Nettoproduktion ab værk Det er en omfattende opgave at lave en LCA-baseret opgørelse for hver enkelt producent for referenceåret Derfor er produktionsanlæggene blevet slået sammen i større grupper, som skal repræsenteres af de teknologiresultater, der er fremstillet i projektet. Projektet har lavet en række LCA-baserede teknologiresultater (se tabel 4.1), der sammensættes til at repræsentere det danske elproduktionsystem. LCAteknologiresultaterne er udarbejdet med udgangspunkt i brændslet snarere end ejerforhold/anlægstype/anlægsstørrelse. For de elværksejede anlæg, det vil sige anlæg, der er ejet af organisationerne bag dette projekt, er dette spørgsmål løst ved at opgøre de totale emissioner i forbindelse med teknologien. For de ikke-elværksejede anlæg er produktionen beskrevet via de teknologier, der er opgjort i projektet. Dette er gjort ved at undersøge, hvilke brændsler der har været benyttet i referenceåret og derefter fordele brændselsforbrug/elproduktion mellem de LCA-teknologiresultater, der vurderes at være mest repræsentative. Denne opdeling er foretaget med udgangspunkt i Energistyrelsens energiproducenttælling for referenceåret

36 Den konkrete dataopdeling betyder således eksempelvis, at et decentralt kraftvarmeværk, der bruger naturgas og biomasse, opdeles i to virtuelle anlæg; ét der er naturgasfyret og ét der er biomassefyret. Derved kommer brændselsforbruget for landet i hele referenceåret og elproduktionen til at stemme. Denne fordeling er som nævnt skitseret i bilagenes flowdiagrammer over de øst- og vestdanske systemer, der igen er samlet til en oversigt for hele Danmark. Et andet basis statistikmateriale er fra Danske Energiselskabers Forening (DEF), der indsamler og publicerer et fyldigt statistikmateriale over elforsyningen. Dette materiale danner grundlag for de værdier for den samlede elproduktion, nettab, import/eksport og salg til forbruger, der refereres i tabel 5.2. Tabellens opdeling af den samlede produktion tager dog som nævnt sit udgangspunkt i energiproducenttællingen. Fordelingen af elproduktion på de enkelte teknologier fremgår grafisk af figur 5.1. Tabel 5.2: Sammensætning af LCA-teknologier som repræsentation for elproduktionssystemet 1997 (EPT, 1997). Hovedgruppe LCA-model Mængde Total GWh Ikke-prioriteret produktion, 1997 Kul Orimulsion Olie 209 Prioriteret produktion, 1997 Gas, centrale kedler 570 Vindkraft Affald 503 Biomasse 430 Gas, combined cycle Gas, single cycle 843 Ikke prioriteret produktion i alt GWh Gasmotorer Prioriteret produktion i alt GWh Samlet produktion, Danmark 1997 Sum prioriteret + ikke-prioriteret GWh Import 1997 Fra Sverige Fra Norge Fra Tyskland 402 Import i alt GWh Eksport Eksport i alt GWh Nettab 1997 Transmission Distribution Nettab i alt GWh Balance: Forbrug = Produktion + Import Eksport Nettab GWh Note: Forskelle mellem produktion ab værk i denne tabel og i tabel 5.1 henføres til statistiske differencer Elproduktion Central, kul 65% Vind, vand 5% Decentral kraftvarme 17% Central, andre brændsler 13% Figur 5.1: Den procentvise fordeling af elproduktion i 1997 på teknologier. 35

37 DEF angiver den samlede elproduktion i referenceåret til GWh, hvorimod energiproducenttællingen angiver dette tal til GWh. Der er således en forskel mellem disse to kilder. Det er valgt at håndtere denne forskel ved at korrigere produktionsfordelingen fra energiproducent tællingen, således at den kom til at udgøre samme størrelse som i DEF s statistik. Denne korrektion er foretaget i gruppen af de gasforbrugende elproducenter. Dette valg er truffet af to grunde: Dels er det muligt at checke data for kul, orimulsion og vind fra andre kilder, og dels viser erfaringen, at der er en forskel på de produktionstal, som små producenter indberetter til energiproducenttællingen og den produktion, som netselskaberne registrerer som leveret til nettet. Det er derfor sandsynligt, at afvigelserne findes i netop denne gruppe. 5.2 MODELLERING AF DANSK ELPRODUKTION OG DANSK ELFORBRUG En væsentlig afgrænsning på systemniveau er, hvordan import/eksport håndteres. Det er valgt i projektet at lave to modeller for det danske elsystem, nemlig dansk elproduktion og dansk elforbrug. Model 1: Dansk elproduktion. Her fokuseres på den el, der er blevet produceret på anlæg i Danmark. Det svarer til at se resultaterne fra et produktionsselskab, der vil deklarere sin produktion. Resultatet kan også ses som det danske bidrag, hvis der skal laves gennemsnit, f.eks. for europæisk elproduktion. Denne model ser altså helt bort fra samhandel med udlandet og er - set i det perspektiv - urealistisk, fordi elhandelen bliver mere og mere international. Model 2: Dansk elforbrug Her er forbrugeren eller salget af el i fokus. Den strøm, der leveres hos forbrugeren, er en blanding af el, der er produceret i Danmark og i udlandet. Der tages udgangspunkt i bruttoudvekslingen med udlandet i løbet af året. I praksis er den samlede danske eksport og import til hvert af vores tre nabolande, Norge, Sverige og Tyskland, opgjort. De nærmere detaljer om modelleringen er beskrevet i det følgende MODEL 1 - DANSK PRODUKTION Opbygning af modellen for dansk el 97 - dansk produktion er skitseret i nedenstående figur 5.2. En mere detaljeret version af figuren findes i bilag 3, hvor de enkelte in-put er kvanitificeret. Prioriteret produktion 1997 Ikke-prioriteret produktion 1997 Dansk produktion 1997 ab værk Transmission Distribution Model 1 1 kwh el an forbruger 1997 Nettab Nettab Figur 5.2: Dansk el 97. Modelkoncept for model 1 - dansk produktion. 36

38 Opgørelsen af dansk el 97 efter denne model resulterer i to beregningsresultater, idet der er genereret et resultat for to fordelingsnøgler mellem el og varme - energikvalitet og energiindhold. En opgørelse for 1 kwh efter denne model med vægt på de største emissioner fremgår af tabel 5.3. Tabel 5.3: Livscyklus opgørelse for 1 kwh el an forbruger 1997 opgjort efter model 1 dansk produktion. Stof gram pr. 1 kwh el an forbruger 1997 Energiindhold Energikvalitet Emissioner til luft Kuldioxid, CO 2 637,5 861,7 Methan, CH 4 1,21 1,59 Nitrogenoxider, NO x 1,97 2,62 Svovldioxid, SO 2 1,63 2,22 Kulmonoxid, CO 0,36 0,46 Partikler 0,10 0,11 Letflygtige organiske forbindelser, NMVOC 0,06 0,07 Letflygtige organiske forbindelser, VOC 0,04 0,09 Uspecificerede kulstofforbindelser, HC 0,05 0,06 Saltsyre, HCl 0,03 0,04 Emissioner til vand Chlorid, Cl - 0,70 0,98 2- Sulfat, SO 4 0,07 0,10 Uspecificeret opløst stof 0,002 0,002 Affaldsproduktion Uspecificeret volumenaffald 73,4 101,8 Slagge og aske fra energiproduktion 0,18 0, MODEL 2 - DANSK FORBRUG Opbygning af modellen for dansk el 97 - dansk forbrug er skitseret i nedenstående figur 5.3. Det er valgt at lade hele den prioriterede produktion (vedvarende energi og decentral kraftvarme) indgå i det danske forbrug og kun lade den ikke-prioriterede produktion indgå i udvekslinger med udlandet. Dette valg er truffet, fordi de danske elforbrugere betaler ekstra omkostningerne til den prioriterede produktion via nettariffen. Derfor bør de også tilskrives miljøfordelene ved den renere produktion. Det er valgt at lade import bidrage til eksporten. Det svarer til transit af f.eks. vandkraft fra Norge til Tyskland og er dermed en meget realistisk antagelse. Nettabet ved transmission er fordelt på al den strøm, der bliver transporteret i systemet, herunder transit mellem Norge og Tyskland, medens kun det danske forbrug transporteres i distributionssystemet. En mere kvantitativ beskrivelse af modellen findes i bilag 3. 37

39 Nettab Prioriteret produktion 1997 Ikke-prioriteret produktion 1997 Transmission Transmission Distribution Model 2 1 kwh el an forbruger 1997 Import 1997 Nettab Figur 5.3: Nettab Eksport Dansk el 97. Modelkoncept for model 2 - dansk forbrug. Opgørelsen af dansk el 97 efter denne model resulterer i to beregningsresultater, idet der er genereret et resultat for to fordelingsnøgler mellem el og varme - energikvalitet og energiindhold. En opgørelse for 1 kwh efter denne model med vægt på de største emissioner fremgår af tabel 5.4. Tabel 5.4: Livscyklus opgørelse for 1 kwh el an forbruger 1997 opgjort efter model 2 dansk forbrug. Stof gram pr. 1 kwh el an forbruger 1997 Energiindhold Energikvalitet Emissioner til luft Kuldioxid, CO 2 577,3 767,4 Methan, CH 4 1,2 1,5 Nitrogenoxider, NO x 1,8 2,35 Svovldioxid, SO 2 1,4 1,9 Kulmonoxid, CO 0,4 0,5 Letflygtige organiske forbindelser, NMVOC 0,1 0,1 Partikler 0,1 0,1 Uspecificerede kulstofforbindelser, HC 0,04 0,05 Saltsyre, HCl 0,03 0,04 Emissioner til vand Chlorid, Cl - 0,6 0,8 Uspecificeret opløst stof 0,002 0, Sulfat, SO 4 0,06 0,08 Affald Uspecificeret volumenaffald Slagge og aske fra energiproduktion 0,3 0,4 5.3 RESSOURCEFORBRUG I følgende tabeller er vist ressourceforbruget pr. kwh el for alle fire systemresultater. Ressourceforbruget er opdelt i 3 kategorier, henholdsvis brændsel, byggematerialer og hjælpestoffer. Der kan være lidt usikkerhed på denne opdeling, da enkelte stoffer har været svære at placere og andre eventuelt indgår i flere af grupperne, f.eks. kan olie både være brændsel og hjælpestof. I opgørelsen er alle olieprodukter (incl. orimulsion) slået sammen som olie (brændsel). 38

40 Brændsel pr. 1 kwh el DK elforbrug, energiindhold DK elforbrug, energikvalitet DK elproduktion energiindhold Stenkul 244 g 337 g 282 g 392 g Naturgas 60 g 76 g 51 g 70 g Olie 40 g 47 g 46 g 54 g Brunkul 1,9 g 1,9 g 0,09 g 0,10 g Træ 3,0 g 1,1 g 0,35 g 0,38 g DK elproduktion energikvalitet Opgørelsen omfatter brændsler anvendt i hele livscyklus, det vil sige på kraftværkerne og i andre led af livscyklus. Det største forbrug for alle fire opgørelser er som forventet kul. Herefter følger naturgas og olie med stort set lige meget og slutteligt brunkul og træ. Mængden af brunkul og træ er størst ved opgørelse af elforbrug, hvilket er logisk, da dette også inkluderer importeret el, hvor brunkul anvendes i produktionen. For de øvrige brændsler er der ikke den store forskel på forbruget ved opgørelse af elforbrug og elproduktion. Byggematerialer pr. 1 kwh el DK elforbrug, energiindhold DK elforbrug, energikvalitet DK elproduktion energiindhold Granit 1,09 g 1,30 g 1,13 g 1,38 g Jern 0,26 g 0,32 g 0,25 g 0,31 g Kvarts 0,15 g 0,18 g 0,14 g 0,15 g Kobber 0,13 g 0,13 g 0,11 g 0,11 g Sand 0,12 g 0,12 g 0,12 g 0,12 g Krom 0,03 g 0,04 g 0,03 g 0,04 g Aluminium 0,02 g 0,02 g 0,02 g 0,02 g Nikkel 0,01 g 0,02 g 0,01 g 0,02 g DK elproduktion energikvalitet Da der er tale om en LCA, optræder byggematerialerne som ressourceforbrug og ikke som de byggematerialer, man umiddelbart kender. Det største ressourceforbrug i denne kategori er granit, som primært anvendes til produktion af beton. Det næststørste forbrug er jern, som anvendes både i betonkonstruktioner og maskindele. Dernæst kommer kvarts, kobber, sand, krom, aluminium og nikkel. Kvarts og sand indgår som del i betonproduktionen. Kobber bruges primært i kabler og andre elektriske anlæg, medens krom anvendes i forskellige stållegeringer. Det er som forventet beton og jern, der er de dominerende byggematerialer. Der er generelt et højere ressourceforbrug pr. kwh el, når allokering er foretaget ved hjælp af energikvalitet fremfor energiindhold. Forbruget er stort set det samme, om der opgøres elforbrug eller elproduktion. Hjælpestoffer pr. 1 kwh el DK elforbrug, energiindhold DK elforbrug, energikvalitet DK elproduktion energiindhold Vand 190 g 252 g 211 g 286 g Calciumcarbonat 4,2 g 5,6 g 4,8 g 6,4 g NaCl 0,10 g 0,13 g 0,11 g 0,15 g NaOH 0,01 g 0,01 g 0,01 g 0,02 g HCl 0,01 g 0,01 g 0,01 g 0,02 g DK elproduktion energikvalitet Vand er det vigtigste hjælpestof. Det anvendes i dampkredsløbet i kraftværkerne og til f.eks. rengøring i kedlen. Herefter følger calciumcarbonat, som anvendes til 39

41 røggasrensning. NaOH og HCl bruges som regenereringskemikalier i kraftværkernes vandbehandlingsanlæg. Her fremstilles deioniseret vand til dampkredsløbet. 5.4 RESULTATER AF SYSTEMMODELLERINGEN Resultaterne af systemmodelleringerne er sammenfattet i nedenstående figurer (figur 5.4 og figur 5.5). De viser resultater for kombinationerne af dansk forbrug og produktion samt de to forskellige allokeringer mellem el og varme. (For en diskussion af valget af allokeringsmetoder mellem el og varme se afsnit 3.4.2) Dansk forbrug og produktion ved allokering efter energiindhold Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Dansk el 97 - Forbrug. Allokering ved energiindhold Dansk el 97 - Produktion. Allokering ved energiindhold. Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt Figur 5.4: mellem el og 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 millipersonækvivalenter, mpe 1 kwh dansk elforbrug og dansk el produktion i 1997 ved allokering varme ved energiindholdsmetoden. 40

42 1 kwh el ved allokering efter energikvalitet Dansk forbrug og produktion Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Dansk el 97 - Forbrug. Allokering ved energikvalitet Dansk el 97- Produktion. Allokering ved energikvalitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 millipersonækvivalenter, mpe Figur 5.5: mellem el og 1 kwh dansk elforbrug og dansk el produktion i 1997 ved allokering varme ved energikvalitetsmetoden. Det kan ses i tabel 5.2, at der i 1997 var en bruttoeksport på 11,0 TWh og en bruttoimport på 3,8 TWh (primært fra Norge og Sverige). Det betyder, at der i 1997 var en dansk nettoeleksport på GWh. Det svarer til 17% af den samlede produktion og 22% af elforbruget i Danmark. Da det er forudsat, at al den prioriterede produktion forbruges i Danmark, betyder det, at eksporten i modellen sker på de mindst miljøvenlige anlæg. Samtidig kommer importen fra lande med dominans af vandkraft og atomkraft. Derfor er det ikke overraskende, at modelleringen af dansk produktion generelt er mere miljøbelastende end dansk forbrug. Der er enkelte undtagelser, mest udpræget for radioaktivt affald, hvor importen fra Sverige og Tyskland bidrager med en andel af affaldet fra atomkraftværkerne i disse lande. Figurerne viser også, at valget af metode til fordeling af fordelen ved kraftvarmeproduktion er af væsentlig betydning for resultatet. Forskellen mellem allokering efter energiindhold og energikvalitet har større betydning end forskellen mellem dansk forbrug og dansk produktion. Dette understreger nødvendigheden af at have gennemregnet begge allokeringsmetoder for alle teknologier. I det følgende analyseres systemresultaterne lidt nærmere. De samlede resultater bliver opdelt på forskellige måder for at belyse, hvor de enkelte miljøeffekter stammer fra figur 5.6 og figur 5.7 viser dansk elforbrug opdelt på faser både i absolutte tal og relativt. Ved aflæsning af figurerne med den relative betydning af forskellige faser skal man være opmærksom på den store forskel i absolutte værdier mellem de forskellige miljøeffekter. 41

43 1 kwh Dansk elforbrug 97 (energiindhold) fordelt på 5 faser Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Drift Brændsel Byg/riv Restprodukter Transport Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 millipersonækvivalenter, mpe Figur 5.6: 1 kwh dansk elforbrug 1997 fordelt på livscyklusfaser, absolutte tal (allokering mellem el og varme ved energiindhold). Miljøeffekter opdelt på faser 1 kwh Dansk elforbrug 97 (energiindhold) Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Drift Brændsel Byg/riv Restprodukter Transport Figur 5.7: Dansk elforbrug 1997 fordelt på livscyklusfaser, relativt (allokering mellem el og varme ved energiindhold 42

44 Figur 5.6 og figur 5.7 viser fordelingen af miljøeffekterne på de fem faser. Som forventet stammer den største del af effekterne fra driftsfasen for de fleste effektkategorier. Undtagelserne fra denne konklusion er: Volumenaffald, der stammer fra kulminerne. Farligt affald, der primært stammer fra produktionen af det stål, der indgår i bygningen af anlæggene. Ozonnedbrydende stoffer, der primært stammer fra bygning af vindmøller. Slagge og aske, der stammer fra led i livscyklus, hvor der indgår et elforbrug, som er modelleret i den oprindelige UMIP-database. Det er værd at bemærke, at transport af brændsler udgør et væsentligt bidrag til miljøeffekterne for nogle få kategorier: Fotokemisk ozon, forsuring, næringssaltbelastning og human toksicitet. De væsentlige dele af transportens bidrag stammer fra NO x -emissioner. For transportens vedkommende er der et spørgsmål om betydningen af, hvor emissionen er sket. Emissionen af NO x har ikke samme betydning fra et skib i Atlanterhavet, et tog i Sydafrika og en lastbil på Helsingørmotorvejen. Dette forhold er der ikke taget hensyn til i projektet. I den følgende figur (figur 5.8) vises bidraget til de samlede miljøeffekterne opdelt på produktion, transmission og distribution af el. Dansk elproduktion 97 Effekter fordelt på produktion, transmission, distribution Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Produktion ved energiindhold Distribution Transmission Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 milli-personækvivalenter, mpe Figur 5.8: 1 kwh dansk elproduktion Effekter opdelt på produktion, transmission og distribution (allokering mellem el og varme ved energiindhold). Figur 5.8 viser, at produktionen af el er helt dominerende. Bidragene fra transmission og distribution stammer, som det fremgår af teknologibeskrivelserne (kapitel 8), primært fra nettab. Forskellen mellem bidraget fra transmission og distribution bunder således primært i, at nettabet fra transmission udgør 1,3% af elforbruget, medens nettabet i distributionen udgør 4,8% af elforbruget i

45 (jf. tabel 5.1). Det større nettab ved distribution skyldes, at tabene er større ved transport af el på lavere spændingsniveauer. Oven i denne effekt skal lægges, at transmissionstabet fordeles på hele aktiviteten i transmissionsnettet (dansk elproduktion + transit af el), medens distributionstabet kun fordeles på det danske forbrug. De følgende to figurer (figur 5.9 og figur 5.10) viser bidragene fra de forskellige produktionsteknologier til miljøbelastningen ved produktion af 1 kwh i Det er valgt at vise det relative bidrag fra teknologierne for en allokering med på energikvalitet og energiindhold for at give mulighed for at vurdere forskellen mellem teknologier med og uden varmeproduktion. Miljøeffekter ved produktion fordelt på teknologier (energikvalitet) Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Kul Orimulsion Olie Gas motor Gas-CK Gas-CC Gas-SC Vind Biomasse Figur 5.9: Miljøeffekter ved elproduktionen i 1997 fordelt på produktions teknologier (allokering mellem el og varme ved energikvalitet) 44

46 Miljøeffekter fordelt på teknologier (energiindhold) Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0% 20% 40% 60% 80% 100% Figur 5.10: Kul Orimulsion Gas motor CC-gas SC-gas CK-gas Olie Vind Biomasse Miljøeffekter ved elproduktionen i 1997 fordelt på produktions teknologier (allokering mellem el og varme ved energiindhold). Ved fortolkning af figur 5.9 og figur 5.10 skal det erindres, at kulteknologien stod for 66% af den samlede elproduktion i Det er en væsentlig grund til, at teknologien også bidrager mest til miljøpåvirkningerne fra elproduktionen. For de fleste miljøeffekter bidrager kulteknologien endog med mere end sin andel af den samlede produktion. Det vil sige, at generelt er kulteknologien mere forurenende end de øvrige teknologier. For effektkategorien farligt affald er vindmøller relativt markante i forhold til deres samlede andel af elproduktionen. Det skyldes, at der går flere materialer pr. produceret kwh for vindmøller, da de har et lavere antal fuldlasttimer end de øvrige teknologier. Gasmotorerne bidrager forholdsvis meget til fotokemisk ozondannelse (25-30%) i forhold til deres andel af produktionen (8%). Det skyldes et stort udslip af uforbrændt methan, som bidrager til ozondannelsen. Der er generelt ikke den store forskel på vurderingen af teknologiernes relative betydning, afhængigt af hvilken delenøgle der vælges mellem el og varme. Dog vil en delenøgle efter energiindhold forbedre kraftvarmeteknologierne (kul og gas) i forhold til de (næsten) rent elproducerende teknologier (vind og orimulsion) BETYDNING AF ALLOKERING I AFFALDSTEKNOLOGIEN I teknologien affaldsforbrændingsanlæg er hele miljøbelastningen tillagt hovedproduktet affaldsbortskaffelse. Det betyder i praksis, at el og varme produceret på affaldsfyrede kraftvarmeværker kommer til at fremstå som uden emissioner. (se i øvrigt diskussionen i afsnit 3.4.5) For at vurdere betydningen af denne allokering er den nedenfor sammenlignet med et system-resultat, hvor emissionerne i forbindelse med de affaldfyrede anlæg er medtaget i beregningerne for system-el. Dette overvurderer effekten ved at betragte el og varme som hovedprodukter idet sparede emissioner fra deponering burde have været trukket fra. 45

47 På figur 5.11 ses en sammenligning af systemresultater for 1 kwh produceret dansk el, hvor allokering mellem el og varme er foretaget ved hjælp af energikvalitet. Den grå bjælke viser miljøprofilen med emissioner fra affaldsforbrænding, mens den røde viser miljøprofilen uden emissionerne fra affaldsforbrænding. Det ses, at den største forskel på resultatet er for persistent toksicitet, hvor affaldsteknologien giver et synligt bidrag, svarende til 25% af systemresultatet. Human toksicitet og økotoksicitet påvirkes ligeledes. Dog forøger affaldsteknologien kun bidragene med ca. 5%. For de øvrige effekter er forøgelsen under 1%. Dette skal ses i forhold til, at affaldsteknologien bidrager med 1% af den samlede el produktion. Sammenligning miljøeffekt mellem system resultat uden og med emissioner fra affaldsforbrænding Slagge og aske Radioaktivt affald Dansk el 97 - Produktion allokering ved energikvalitet (med emissioner fra affald) Dansk el 97 - Produktion allokering ved energikvalitet (uden emissioner fra affald) Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-2 (højnox) Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 milli-personækvivalenter, mpe Figur 5.11: Sammenligning af systemresultater hvor emissionerne fra affaldsforbrænding er henholdsvis medtaget og udeladt. Den samme forskel med og uden affaldssteknologien er fundet for elforbrug og uanset om der allokereres mellem el og varme ved hjælp af energiindholds- eller energikvalitetsmetoden, hvorfor disse ikke er vist her. 46

48 5.5 UDVIKLING I FORHOLD TIL UMIP'S "DANSK EL 92" Elproduktionen var sammensat væsentligt anderledes i 1992 end i Derfor kan der ved sammenligning med systemresultaterne for 1992 og 1997 være to hovedårsager til forskelle; dels den mere detaljerede modellering, der er lavet i dette projekt, og dels at der er sket en udvikling i elproduktionssystemets sammensætning. Det kan umiddelbart forventes, at de to forhold trækker i hver sin retning i forhold til miljøvurderingen. Den mere detaljerede opgørelse i dette projekt i forhold til UMIP's "dansk el 92" vil alt andet lige føre til større miljøpåvirkninger, medens udviklingen i elsystemet har betydet en mindre miljøbelastning. For at vurdere de nævnte mekanismer er der lavet en skitsemæssig modellering af dansk el 92 med de teknologimodeller, der er udviklet i projektet. I det følgende vises først en oversigt over elproduktionen i 1992 fordelt på teknologier. Derefter beskrives kort modelantagelser i UMIP s dansk el 92 og i dette projekts dansk el 92. Til sidst sammenlignes resultaterne for de to modeller af dansk el 92 med dansk el UMIP S "DANSK EL 92" Generelt har modeltilgangen været lidt anderledes i UMIP-projektets model af dansk el 92 end i dette projekt. I UMIP-projektet var el ikke i fokus for undersøgelsen, og ressourceindsatsen til beskrivelse har derfor været mindre. Dataindsamlingen har primært taget udgangspunkt i at indsamle data om emissioner og ressourceforbrug pr. kwh. Det betyder, at datasættet ikke i alle tilfælde er helt konsistent, f.eks. med hensyn til delenøglen mellem el og varme. Beskrivelsen bygger på et internt notat fra UMIP-projektet (Erichsen 1998). I korthed indgår følgende antagelser i UMIP s dansk el 92 Data for kulminer er for åbne og lukkede miner i Europa. Transporten er regnet fra oversøiske miner til europæiske kulimportører. Emissioner af gasformige stoffer (CO 2, CO, NO x, N 2 O, SO 2, CH 4 og NMVOC) er beregnet ud fra emissionsfaktorer for kraftværker jf. (Kilde og Fenhann, 1997). Emissioner af tungmetaller er de faktiske emissioner, jf. (Kilde og Fenhann 1997). Data for virkningsgrad af kraftværker er hentet fra (DEF, 1999). Vedvarende energi er regnet som biomasse. Nettab sættes til 10%. Der er ikke regnet med ressourceforbrug til bygning af anlæggene. Restprodukter er opgjort som mængder af slagge og aske. El tilskrives hele miljøbelastningen. DEF samt Kilde og Fenhann har dog en deling af emissioner mellem el og varme i de faktorer, der er taget derfra. For de væsentligste emissioner for driften er data gode. Derimod er brændselsdata misvisende, da kul generelt er importeret til Danmark fra lande uden for Europa PROJEKTETS "DANSK EL 92" Der er i forbindelse med sammenligningen med UMIP s data lavet en modificeret udgave af "dansk el 97" til at repræsentere forholdene i Modellen er kun lavet for allokering med energikvalitetsmetoden og for dansk elproduktion, da dette er nærmest UMIP s forudsætninger. 47

49 Der er i øvrigt foretaget følgende modifikationer: Sammensætningen af elproduktionsteknologier er ændret til at svare til Alle teknologier på nær kul er de sammen som i Kulteknologien er tilpasset, således: Produktion af el og varme, brændselsforbrug og emissioner svarer til SO 2 - og NO x - indberetningen til Energistyrelsen. Oprindelsen af kullene er den samme som i 1997, men mængden er tilpasset. Håndteringen af restprodukter er tilpasset data for 1992, jf. DEF's statistik. Øvrige emissioner er omregnet til 1992 ved brug af den indfyrede mængde kul som skaleringsfaktor. Bidrag fra bygning og nedrivning er de samme som i En kritisk antagelse i denne sammenhæng er, at oprindelsen af kullene ikke er tilpasset året 1992 men fastholdt til samme miks som i Dette er valgt for at belyse udviklingen i elproduktionssystemet. Ved at vælge den rigtige sammensætning af kulindkøb vil sammenligningen blive sløret af tilfældige forskelle i sammensætningen af kullene. En anden kritisk antagelse er skaleringen af emissioner med mængden af indfyret kul. Man kunne i stedet have valgt elproduktionen. Da der er sket en generel forbedring af virkningsgraden i perioden, er det en konservativ antagelse at anvende kulmængden som skaleringsfaktor. I øvrigt forventes emissionerne at være bedst korreleret med kulmængden SAMMENLIGNING I nedenstående figur 5.12 er UMIP s dansk el 92 og den oven for skitserede model af "dansk el 92" med projektets forudsætninger sammenlignet med dansk elproduktion 1997 med allokering mellem el og varme efter energikvalitetsmetoden. 48

50 Udvikling UMIP 92 - Dansk el 97 Modelforskel og miljøforbedringer Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Dansk el 97 Produktion. Allokering ved energikvalitet Dansk el 92 - projektets model Dansk el 92 fra UMIP-databasen Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 milli-personækvivalenter, mpe Figur 5.12: Sammenligning mellem UMIP s dansk el 92 med projektets model af dansk el 92 samt dansk elproduktion 97 allokeret med energikvalitet På en række områder er der markant forskel på UMIP s dansk el 92 og på projektets dansk el 92 : For slagge og aske skyldes forskellen, at restprodukter behandles forskelligt i de to modelleringer, idet projektet beregner emissionerne, som så indgår i andre effektkategorier, medens UMIP lader slagge og aske være en selvstændig effektkategori. Forskellen på mængden af volumenaffald kan ses som udtryk for følsomheden over for brug af forskellige datakilder. Det vurderes dog samtidigt, at resultaterne i dette studie er mere troværdige end UMIP's "dansk el 92", da der er tale om indsamling af data fra de relevante mineselskaber. Den større mængde farligt affald i projektets modelleringer skyldes, at der her tages hensyn til bygning af anlæggene, medens det ikke er tilfældet i UMIPmodellen. De meget større toksicitetseffekter i UMIP's "dansk el 92" skyldes meget høje emissioner af bla. tungmetaller. Emissionerne er typisk dobbelt så høje som data opgivet i andre kilder for dansk el i 1992 (Kilde og Fenhann, 1994) Der er tilsyneladende tale om en fejl in-putdata i UMIP dansk el 92. Følsomhedsvurderingen af projektets resultater (kapitel 5.7) viser, at manglende effektfaktorer kan betyde en stigning i toksicitetseffekterne på op til 20%. Det er dog langt fra nok til at forklare forskellene til UMIP s dansk el 92. Generelt betyder UMIP s høje nettab (10%) mod projektets (6%), at UMIP skal få højere miljøeffekter på alle områder. Dette - sammen med, at varmen ikke er tilskrevet nogle miljøeffekter i UMIP-modelleringen - kan være årsagen til, at projektets "dansk el 92" har mindre miljøeffekter end UMIP-modelleringen. 49

51 Ved sammenligning mellem projektets modeller for dansk elproduktion i 1992 og 1997 skal man være opmærksom på forskellen i den samlede produktion i de to år. Medens Danmark i 1992 havde en nettoimport på næsten 4 TWh, var situationen i 1997 en nettoeksport på næsten 8 TWh. Tabel 5.5: Fordeling af el produktion på hovedgrupper 1992 og GWh Kul Orimulsion Vind Øvrig Import- I alt + olie + central gas decentral Eksport Den mest markante forskel på miljøeffekterne mellem de to år er, at bidraget til forsuring næsten er halveret. Det hænger sammen med en markant udbygning med afsvovlingsanlæg på de kulfyrede kraftværker i perioden. De generelt reducerede emissioner mellem de to år må ses i forhold til, at der er kommet en større andel af renere produktionsteknologier. Den svage stigning i farligt affald skyldes, at vindmøller har en forholdsvis stor mængde stål pr. produceret kwh, som bidrager til denne effekt. (Det meste farlige affald stammer fra stålproduktion). 5.6 ANDEL AF DEN SAMLEDE DANSKE MILJØBELASTNING For at vurdere de overordnede resultater af projektet er UMIP s millipersonækvivalenter (mpe) i det følgende forsøgt omregnet til andel af den samlede danske miljøbelastning. Dette vil give nogle intuitivt mere genkendelige tal. UMIP normaliserer miljøeffekterne fra den funktionelle enhed (her 1 kwh) ved at dividere med den danske eller globale miljøbelastning pr. indbygger for den pågældende miljøeffektkategori. Derved bliver effekten udtrykt i personækvivalenter. Da belastningerne pr. 1 kwh er små, bliver den almindelige enhed millipersonækvivalenter (mpe). Ved at gange miljøbelastningen udtrykt i mpe/kwh med det gennemsnitlige elforbrug pr. dansker skulle man få elforsyningens andel af den samlede danske miljøbelastning. Det gennemsnitlige forbrug af el pr. dansker var i kwh. Dette er hele det danske elforbrug fordelt over alle indbyggere. Det vil sige, at erhvervenes elforbrug er fordelt ud på hele befolkningen. (Hertil bør lægges varmeforbruget, men for at reducere denne fejl er det valgt at bruge energikvalitetsdelenøglen mellem el og varme). 50

52 Tabel 5.6: Elforsyningens andel af den danske miljøbelastning (se tekst for metode) Drivhuseffekt Forsuring Volumen Farligt affald Fotokemisk ozon Økotoksicitet affald Andel af belastning 64% 20% 47% 8% 1,5% 1,2% Generelt er indtrykket, at elforsyningen bidrager med en meget stor andel af den samlede danske miljøbelastning, hvis den angivne metode skal tages for pålydende. Det er umiddelbart lettest at lave check på drivhuseffekt og forsuring. Danmarks Statistik har udgivet en publikation: Miljøøkonomisk regnskab for Danmark Her er emissionerne af drivhusgasser og forsurende gasser opgjort sektorvis ud fra de såkaldte input/output-tabeller. Der kan også laves en sammenvejning i samlet drivhuseffekt (CO 2 -ækvivalenter) og forsuringspotentiale (SO 2 -ækvivalenter) ud fra samme principper som i UMIP s normering. For drivhuseffekt viser Danmarks Statistik, at elsektoren bidrog med 29% af de samlede emissioner af drivhusgasser fra Danmark i Det er umiddelbart lidt i forhold til de 64%, der er resultatet af de ovenstående beregninger. For drivhuseffekt normaliserer UMIP imidlertid med den globale emission pr. indbygger, nemlig 8,7 tons CO 2 -ækv. pr. person. Emissionen pr. dansker var i tons CO 2 ækvivalent pr. år, jf. (Danmarks Statistik, 1997). For at kunne gennemføre en sammenligning mellem LCA-resultaterne og opgørelsen fra Danmarks Statistik skal LCA-resultaterne omregnes med en dansk normaliseringsreference. Bruger man de 19 tons/år i stedet for 8,7, bliver elsektorens andel af de samlede emissioner 29,3%. Dette er overraskende tæt på Danmarks Statistiks resultat på 29,0%. For forsuring viser opgørelsen fra Danmarks Statistik, at energisektorens andel af den samlede danske emission af SO 2 -ækvivalenter er 26%. Det er lidt mere end de ovenfor beregnede 20%. Her må man imidlertid tage højde for, at de samlede emissioner af forsurende stoffer er reduceret fra tons i 1990 (UMIP s referenceår) til tons i Det betyder, at beregningerne via UMIP vil give for lille en procentdel, da der divideres med for stort et tal. Korrigeres for dette, bliver elsektorens andel 26%. Dette svarer til elsektorens andel beregnet af Danmarks Statistik. Det er mindre end forventet, da en række emissioner uden for Danmark er inkluderet i LCA-opgørelsen. For volumenaffald giver den anvendte beregningsmetode en meget stor del af den samlede, danske miljøbelastning (47%). Når man husker på, at det meste af volumenaffaldet i LCA-opgørelsen stammer fra udenlandske kulminer, løber man imidlertid ind i et problem med den fortolkning. Da der i UMIP er normeret med den danske produktion af volumenaffald, er den mængde, der indgår i kulproduktionen, ikke med i normaliseringsreferencen. Konklusionen er, at når man har fat i en så miljømæssigt væsentlig sektor som energisektoren, kan man ikke umiddelbart omsætte millipersonækvivalenter til andel af miljøbelastningen. Det skyldes, at normaliseringsreferencen for nogle effekter kan blive påvirket. I andre sammenhænge skal der foretages omregninger for at korrigere for forskydninger mellem referenceåret for normaliseringen og for opgørelsen. 51

53 5.7 FØLSOMHEDSVURDERING I de foregående afsnit er der foretaget en række overordnede vurderinger af resultaterne af systemmodelleringen. Effekten af en væsentlig systemafgrænsning - produktion eller forbrug - samt af den væsentligste allokering mellem el og varme er regnet igennem. Desuden er resultaterne af systemmodelleringen vurderet i forhold til UMIP s dansk el 92 samt i forhold til elsektorens andel af de samlede miljøbelastninger i Danmark. Resultatet af disse undersøgelser er, at de overordnede valg er af afgørende betydning for de konklusioner, som projektet præsenterer. Da der i projektet er gennemregnet forskellige alternativer, vil brugerne af projektets resultater i vis udstrækning selv kunne vælge de afgrænsninger, der passer til deres formål. I det følgende vil systemresultaterne yderligere blive vurderet ud fra det datagrundlag, de er bygget på. Det vil blive gjort ud fra synsvinklerne: Fuldstændighed, repræsentativitet, konsistens og præcision samt håndtering af manglende data FULDSTÆNDIGHED Fuldstændighed omhandler dels omfanget af de afgrænsninger, der er foretaget i projektet, dels den detaljeringsgrad der er brugt ved modelleringen af de enkelte komponenter. Overordnet betragtet indeholder systemberegningerne de relevante delkomponenter. Alle de produktionsteknologier, der indgik i elproduktionssystemet i 1997, er modelleret selvstændigt. Det samme gælder transmission og distribution af el. Det eneste system, der ikke er medtaget, er elinstallationen hos brugeren. Det kan ikke afvises, at der vil være et vist bidrag herfra, primært via materialeforbrug. Ser man nærmere på de enkelte delkomponenter af systemmodelleringen, er de fleste direkte effekter modelleret. Det gælder emissioner for hele brændselskæden fra udvinding af brændsler til disponeringen af restprodukter. Her går projektet videre end tidligere arbejder, idet emissionerne fra deponering af slagge og aske fra forbrændingen modelleres i stedet for blot at opgøre deponerede mængder. Dette er i øvrigt i den retning, metodeudviklingen går inden for LCA. Miljøstyrelsen har således i foråret 2000 igangsat et projekt om modellering af emissioner fra deponering af affald. Den væsentligste afgrænsning for teknologierne er, at materialeforbruget til anlæg af infrastruktur til udvinding og transport af brændsler m.v. som hovedregel ikke er opgjort. En undtagelse er materialeforbruget til naturgassystemet, som er opgjort for hovedkomponenter. Afgrænsningen til ikke at inddrage anlæggelse af infrastruktur er en generel antagelse i LCA-sammenhæng. Erfaringen er, at det kun er 1.-ordenseffekter, der er af betydning. Det er generelt underbygget i dette projekt, idet det er driften af produktionsanlæg, der dominerer over emissionerne fra bygningen af anlæggene. Når det er tilfældet for de anlæg, der laves specielt til transmission og distribution af el, må det være endnu mere rigtigt for anlæg, der laves til at transportere olie og naturgas, hvoraf elsektoren kun bruger en del af produktionen. Det kan dog ikke afvises, at der for nogle 52

54 effektkategorier ville kunne ses signifikante bidrag ved at inddrage flere infrastrukturelementer. Hvis man ser generelt på fuldstændigheden i de enkelte modeller, er der en vis variation. De mest detaljerede modeller er emission fra drift af produktionsanlæg samt anlæg af transmissions- og distributionssystemerne. Også bygning af vindmøller er modelleret relativt detaljeret i forhold til systemmodelleringen. Derimod er bygning af de termiske produktionsteknologier modelleret med færre detaljer. Konklusionen er, at i forhold til systemmodelleringen er der en meget høj grad af fuldstændighed. De afgrænsninger, der er foretaget, kan have betydning for enkelte miljøeffekter, men de store linier må siges at være meget tilfredsstillende REPRÆSENTATIVITET Repræsentativitet vurderer, om de data, der er anvendt i projektet, er repræsentative i forhold til projektets formål, nemlig at lave en model for dansk el i Generelt må data siges at være repræsentative for det undersøgte problem. Alle væsentlige elementer har kunnet beskrives via danske data for referenceåret. Datakvaliteten har været bedst, jo tættere på de deltagende selskabers egne aktiviteter, de kommer. Da de væsentligste miljøeffekter stammer fra driften af selskabernes anlæg, er der derfor en god korrelation mellem datakvalitet og væsentlighed. For enkelte teknologier kan der være afvigelser - mest udpræget for vindmøller, hvor modellen er fremstillet med flere forskellige datakilder. Men for systemresultatet må data siges i høj grad at være repræsentative KONSISTENS Ved konsistens forstås i denne sammenhæng, om de enkelte delelementer er håndteret på en ensartet måde. Projektet har været bygget op med en række arbejdsgrupper, der har varetaget dataindsamling og modellering af hver sin teknologi. Arbejdet er blevet koordineret af en koordineringsgruppe med repræsentanter for de fleste af arbejdsgrupperne. Desuden har der været afholdt to fælles seminarer for alle projektdeltagere. Projektets arbejdsmetode har betydet, at der er en vis forskellighed i dataindsamlingen og modelleringen mellem de forskellige teknologier. Ved at gennemføre flere iterationer har de forskellige modeller nærmet sig hinanden, ligesom de metodemæssige forhold er blevet tilrettet, så de er ens for de forskellige modeller PRÆCISION Præcision vedrører nøjagtigheden af de data, der indgår i modelleringen. Der er ved dataindsamlingen så vidt muligt indsamlet information om nøjagtigheden (variansen). UMIP-værktøjet indeholder en facilitet til udførelse af en præcisionsvurdering baseret på en Monte Carlo-simulering. Output fra en sådan gennemregning er et estimat af middelværdier og usikkerheder på hele modellen baseret på middelværdier og usikkerheder i de enkelte enhedsprocesser. 53

55 Den kommercielle version af UMIP-værktøjet indeholder en fejl i Monte Carlomodulet. Det er således ikke muligt at anvende dette værktøj til at generere et resultat, der kan danne udgangspunkt for en følsomhedsvurdering. Samarbejdsprojektet har af Miljøstyrelsen fået stillet en ikke-kommerciel betaversion (v. 2.12β) af en nyere UMIP-model til rådighed, idet denne formodes at udføre Monte Carlo-simuleringen korrekt. Version 2.12β har imidlertid også nogle svagheder. For Samarbejdsprojektet, der i høj grad er baseret på, at der udveksles terminerede processer imellem de enkelte arbejdsgrupper, har den manglende facilitet i version 2.12β afgørende betydning. Denne version af UMIP-værktøjet er ikke i stand til at eksportere et beregningsresultat som en termineret proces. Den nævnte mangel i version 2.12β vedrørende eksport af terminerede resultater betyder, at ingen af de i samarbejdsprojektet fremstillede el- og varmeproduktionsteknologier kan eksporteres som terminerede processer indeholdende både middelværdi og variationskoefficient. Det er således ikke muligt at vurdere de statistiske usikkerheder baseret på en Monte Carlo-simulering for hverken systemel eller systemvarme. En sådan analyse bør derfor gennemføres, når modelværktøjet bliver opdateret MANGLER I INDDATA OG EFFEKTKATEGORIER Inddata Ved modellering i UMIP-værktøjet viser det sig, at nogle af de materialer, der er brugt ved bygningen af de forskellige anlæg, ikke findes i databasen. For de væsentligste materialer (beton, cement, bly, fiberdug og beplantning) har det været muligt i projektet at lave egne processer i UMIP-databasen. Tilbage er nogle mindre betydende materialer, hvor data har manglet i UMIP-databasen. Her er forbrugene blot registreret. Det gælder f.eks. porcelæn, tagpap, bronze, asfalt og polystyrol. Effektvurdering I forhold til at give en retvisende beskrivelse af miljøpåvirkningerne fra el og kraftvarmeproduktion giver anvendelsen af UMIP s pc-værktøj to mangler: For at beskrive effekterne af forbrændingsprocesser mangler UMIP en effektfaktor for emission af fine partikler. Fine partikler er i de senere år blevet opdaget som et væsentligt, miljøspørgsmål. Elsektoren er i gang med at kortlægge emissionen af fine partikler og at vurdere betydningen i forhold til andre kilder. Der er til en vis grad tale om en sekundær dannelse af partikler ud fra emissionen af svovl- og kvælstofforbindelser (Extern E 1995). Der er derfor en vis korrelation med forsuring, men alligevel må det siges at være en væsentlig mangel, at fine partiklers bidrag til human toksicitet ikke er inddraget. Ved vurdering af specielt vindmøller og netanlæg er den visuelle påvirkning ofte i fokus. Der er en vis korrelation mellem arealanvendelse, visuel påvirkning og andre mulige miljøeffekter som støj og elektromagnetiske felter. Men ingen af disse er håndteret i UMIP-metoden. De nævnte effekter er som regel meget stedspecifikke og derfor vanskelige at håndtere i LCA-sammenhæng. Det gør, at de mest hensigtsmæssigt kan behandles ved miljøvurderingen af konkrete anlæg i f.eks. VVM-redegørelser (Vurdering af Virkninger på Miljøet) ved den planlægningsmæssige godkendelse og ikke i et generisk værktøj som LCA. Da 54

56 der er en systematisk forskel mellem de forskellige teknologivalg både inden for elproduktion og net, er det imidlertid nødvendigt at tage kvalitativt hensyn til disse forskelle ved sammenligning af forskellige systemer. Ud over de væsentlige mangler er der en række mindre betydende tilfælde, hvor der ikke findes effektfaktorer for stoffer, der er opgjort som en emission. Der er gennemført en følsomhedsvurdering for de væsentligste af disse stoffer. Tabel 5.7 viser, hvilke stoffer der var omfattet af følsomhedsvurderingen og på hvilken måde, de er blev præsenteret. Ved modelleringen af de opgjorte stoffer har første kriterium været at finde beslægtede forbindelser. Derefter er der valgt at være konservative i valget af modelstof for at finde overgrænsen for betydningen af de manglende effektfaktorer. Tabel 5.7: Følsomhedsvurdering af manglende effektfaktorer. Luftemissioner Opgjort TOC VOC kul VOC olie Uspec. Flourider Cr Uspec. metaller PAH Uspec. org. forbindelser Modelleret som VOC kraftværk VOC kraftværk Flourid Pb Pb Benzen Benzen Vandemissioner Opgjort Uspec. metaller Cr Al Cr (III) Modelleret som Cr(VI) Cr(VI) Cu Cr (VI) Følsomhedsvurderingen er foretaget på systemresultaterne. En række af miljøeffektkategorierne blev påvirket væsentligt af at inkludere effektfaktorer for stoffer som skitseret ovenfor. Det gælder specielt toksicitetseffekterne, hvor human toksicitet steg 21%, persistent toksicitet 5% og økotoksicitet 17%. Af de øvrige effektkategorier steg fotokemisk ozon 7%, medens betydningen på de øvrige var 0% eller under 0,05%. Opgørelsen af systemresultaterne er imidlertid kun foretaget med de effektfaktorer, der fandtes i UMIP-databasen i forvejen KONKLUSION PÅ FØLSOMHEDSANALYSEN Sammenfattende kan det siges, at modelleringen af det danske elsystem i 1997 har en høj grad af fuldstændighed og repræsentativitet. Det skyldes, at projektets partnere ejer og driver næsten alle de primære anlæg, der indgår i modelleringen. Derfor har der været adgang til data af høj kvalitet. Modelleringen er omfattende og med nogle variationer i tilgangen men tilfredsstillende for det overordnede systemresultat. Det har ikke været muligt at gennemføre en egentlig kvantitativ vurdering af præcisionen af resultaterne. Følsomhedsvurderingen af manglende effektkategorier viser, at resultaterne undervurderer toksicitetseffekterne, medens betydningen for de øvrige effektkategorier er minimal. Mere alvorligt er den manglende effektkategori for visuel påvirkning og den manglende effektfaktor for fine partikler. Dette skal man være opmærksom på ved anvendelsen af resultaterne. Alt i alt betyder dette, at de væsentligste usikkerheder i forbindelse med modelleringen af dansk el 97 findes i forbindelse med de afgrænsninger, der er gennemregnet i de første dele af kapitel 5, nemlig fordelingen af miljøeffekter mellem produktionen af el og varme samt ved valget mellem dansk produktion og 55

57 dansk forbrug af el. For disse væsentlige systemafgrænsninger får brugere af projektets resultater mulighed for at anvende de afgrænsninger, der passer til anvendelsen af resultaterne. 56

58 6. SYSTEMRESULTATER FOR VARME Der er mere end 400 fjernvarmesystemer i Danmark. Den samlede fjernvarmeproduktion i 1997 var TJ hvoraf TJ (75 %) var produceret på kraftvarmeværker. Sammensætningen af varmeproduktionen varierer meget fra fjernvarmesystem til fjernvarmesystem. Der arbejdes derfor med tre typiske fjernvarmesystemer for hvilke, der er foretaget selvstændige LCA vurderinger. 6.1 SYSTEMBESKRIVELSE Der er udarbejdet en LCA for 3 typiske fjernvarmesystemer. Derudover er der udarbejdet en teoretisk LCA for fjernvarme i Danmark, selvom varmesystemerne ikke er sammenhængende. Begrundelsen for at udarbejde en LCA for 3 typiske fjernvarmesystemer er, at der er forskel på både produktionsanlæggene og rørsystemerne i disse systemer. Begrundelsen for at udarbejde en LCA for hele Danmark er at det muliggør en vurdering af et teoretisk gennemsnitssystem for hele landet. Der er beskrevet følgende tre typiske fjernvarmesystemer: Et centralt kraftvarmesystem (hovedstadsområdets vandbårne kraftvarmesystem) Et decentral kraftvarmesystem (produktionsmæssigt sammensat af statistik for hele Danmark) Et lokalt kraftvarmesystem (Nedskalering af det decentrale system, men kun med små decentrale motoranlæg op til 2-3 MW). Mikrokraftvarmeanlæg til enkelt hustande behandles ikke. Vedrørende decentral og lokal kraftvarme er der gennemført et analysearbejde, der ud fra statistik om de danske fjernvarmesystemer beskriver typiske systemer. Der er tale om tal for energilevering, type produktionsanlæg, brændsel, kedeltype, rørføringens udstrækning, rørdimensioner og energitæthed mv. LCA en for kraftvarmebaseret fjernvarme i hele Danmark er et gennemsnitstal for miljøbelastningen for fjernvarmesystemerne i hele landet, hvor kraftvarme indgår. LCA for fjernvarme for hele Danmark kan dog ikke udarbejdes ud fra statistik for hele Danmark, da det ikke er muligt at skelne de enkelte selskabers forbrug i DFF (Dansk Fjernvarme Forening) statistikkerne. Derfor sammensættes landstallet af et repræsentativt antal centrale, decentrale og lokale kraftvarmesystemer. Det giver en mindre fejlmargen, som ikke med sikkerhed kan fastslås. 6.2 FUNKTIONELLE ENHEDER Livscyklusvurdering af varmesystemerne angiver et gennemsnitstal for miljøbelastningen for fjernvarmeforsyning, hvor der indgår samproduktion af el og varme. Udregningen af miljøbelastningen baseres på den teknologibaserede livscyklusvurdering ved sammensætning af typiske teknologier i forhold til den aktuelle produktionsfordeling i

59 For den systemmæssige livscyklusvurdering, anvendes den funktionelle enhed 1 kwh fjernvarme, hvilket vil sige energi produceret dels som kraftvarme, dels som spidslastvarme (fjernvarmecentraler) og dels som øvrig varmegrundlast (f.eks. affaldsforbrændingsanlæg der alene producerer varme). Den funktionelle enhed 1 kwh fjernvarme angives an forbruger. Der regnes ikke på varme af en specifik kvalitet (fremløbs- og returtemperaturer), men med energitab helt ud til forbrugeren. Der er 4 funktionelle enheder på varmesiden: 1 kwh kraftvarmebaseret fjernvarme for central kraftvarme (hovedstadens vandbårne vandsystem) 1 kwh kraftvarmebaseret fjernvarme for decentral kraftvarme (typisk distribution og landsfordeling for decentral produktion) 1 kwh kraftvarmebaseret fjernvarme lokal kraftvarme (Nedskalering af det decentrale system, men kun med små decentrale motoranlæg op til 2-3 MW) 1 kwh kraftvarmebaseret fjernvarme for hele landet (gennemsnit) Der angives resultater an forbruger, men der kan ses bidrag fra produktion, transmission og distribution. 6.3 SYSTEMAFGRÆNSNINGER I de følgende vises en principskitse for fjernvarmesystemer og for de typiske teknologier i disse systemer. Afgrænsningen mellem produktionsanlæg og transmissionssystemet er ved hegnet, således at vekslere mv. der står på værket, medregnes hertil. Herfra er undtaget pumper på kraftværkerne, som medregnes til transmissionssystemet. Afgrænsningen mellem transmission og distribution er ab veksler. Afgrænsning mellem distribution og forbruger er ab stikledning ind til forbrugeren. Forbrugerinstallationerne er således ikke med. 58

60 Figur 6.1.: Principskitse for et typiske central kraftvarme system Brændsel Kul Olie Produktions system Afgrænsning af området som leveres termineret pr. brændsel El Transmissions system Distributions system Naturgas Kraftvarme Affald Varme Biomasse Afgrænsning af området som leveres termineret Trans. Distr. Affald Varmeproducerende Forbrændingsanlæg Øvrig grundlast Varme leveres termineret pr. brændsel Naturgas Olie Varmecentraler (spidslast) Varme 6.4 HOVEDPROCESSER Der skelnes mellem produktion, transmission og distribution. Derudover skelnes der mellem anlæg og drift. På anlægssiden er der igen delt op i to hovedgrupper: Etablering og skrotning. Etablering dækker fremstillingen af komponenter og energiog materialeforbrug ved entreprenørarbejdet. Skrotning dækker over bortskaffelsen af komponenter og entreprenørarbejdet forbundet hermed. 59

61 Central Kraftvarme Distribution Transmission Produktion Anlæg Drift Anlæg Drift Anlæg Drift Etablering Pumpeforbrug Varmetab Etablering Pumpeforbrug Varmetab Etablering Brændsels forbrug Skrotning Hjælpestoffer Skrotning Hjælpestoffer Vand, kemi mv. Vand, kemi mv. Figur 6.2: Hovedprocesser i det centrale kraftvarmesystem Skrotning Hjælpestoffer Vand, kemi. mv. Alle værdier for de enkelt teknologier opgøres pr. solgt varmemængde til forbrugerne. For alle faste elementer, f.eks. vekslere, er der først fundet hvor meget/hvor mange, der er installeret pr. solgt varmemængde. Derefter er dette erstattet af en eller flere gennemsnitsenheder pr. solgt varmemængde, f.eks. kan den samlede installerede vekslerkapacitet i transmissionen erstattes af et ækvivalent antal gennemsnitsvekslere. Miljøbelastning for gennemsnitsenheden kendes pr. år (f.eks. ved en levetid på 25 år), og derved kan den samlede belastning pr. solgt varmemængde findes. 6.5 ALLOKERING VEDR. AFFALDSFORBRÆNDINGSANLÆG Ved forbrænding af affald fremkommer et overskud-/spildprodukt, der er varme. Varmen nyttiggøres så vidt muligt i fjernvarmesystemet. Spildproduktet varme fremkommer under alle omstændigheder i forbindelse med affaldsforbrændingen, uagtet om det kan nyttiggøres eller ej. Fjernvarmesektoren er aftager af dette overskudsprodukt. Afbrænding af affald vil i alle tilfælde give anledning til belastningerne slagge/aske og emissioner til luft og vand. Overskudsvarmen kan bortkøles med køletårne, men sælges som fjernvarme. Produktet, varme, vil altså under alle omstændigheder optræde. Aftageren af varmen tilskrives kun belastning fra opbygning og drift af de nødvendige installationer til nyttiggørelse af spildvarmen, mens alle øvrige belastninger tilskrives processen bortskaffelse af affald. Dvs. at miljøbelastningen fra overskudsvarmen tilskrives producenten. 6.6 ALLOKERING EL/VARME Der allokeres efter to metoder i projektet; energiindholdsmetoden og energikvalitetsmetoden. I forhold til den producerede mængde el og varme tilskriver 60

62 energiindholdsmetoden lige meget miljøbelastning til el- og varmesiden. Energikvalitets-metoden tilskriver alene merbrændselsforbruget ved samproduktion af el og varme på et udtagsanlæg. 6.7 DATAINDSAMLING LCA en for et fjernvarmesystem kan som nævnt deles op i drift og anlæg. I denne LCA indeholder driften forbrug af energi (gas, olie, kul, elektricitet mm.) og hjælpestoffer (vand og kemikalier mv.). For beskrivelse af anlæg er nogle få større komponenter udvalgt. Umiddelbart synes miljøbelastningen fra etablering og nedrivning af disse anlæg relativt lille i forhold til forbruget af energi gennem systemets levetid. Det er dog vigtigt, at disse komponenter undersøges, således at stoffer eller egenskaber, som har en mærkbar konsekvens for miljøet, ikke overses. De energiforbrug, som er valgt til at beskrive systemerne med, er: Varme fra kraftvarmeværker Varme fra affaldsforbrændingsanlæg der alene producerer varme Varme fra varmecentraler der alene producerer varme Elektricitet De komponenter, som er valgt til at beskrive anlæggene med er: Præ-isolerede fjernvarmerør (Fem udvalgte dimensioner [m/mwh]) Pumper (Installeret eleffekt pr. leveret varmemængde [kw/mwh]) Vekslere (Installeret varmeeffekt pr. leveret varmemængde [kw/mwh]) Varmeproducerende enheder (Installeret varmeeffekt pr. leveret varmemængde [kw/mwh]) Bygninger (Areal pr. leveret varmemængde [m2/mwh]) Enhederne omregnes til et antal typiske teknologier. I selve varmesystemet er det fremstillingen af komponenter, der forårsager den største miljøpåvirkning. Specielt spiller fremstillingen af fjernvarmerør en central rolle. Derfor er fremstilling af fjernvarmerør den komponent, som der er lagt mest vægt på. Fremstilling af varmevekslere og pumper er behandlet mere groft. Vedrørende entreprenørarbejde anvendes dette projekts generelle data, idet det ikke har den store indflydelse på det samlede resultat. Varmecentralerne håndteres ud fra forholdsvis grove tal, således at stål til kedler, andre installationer samt bygninger medtages. Brændslets påvirkning ved anvendelse af spidslastcentraler fås fra andre grupper, mens omsætningen af brændslet modelleres af varmegruppen. Kraftvarme Fordelingen mellem brændselstyper for kraftvarmen på centrale og decentrale værker er fundet ud fra statistikken fra Energistyrelsen. Det lokale kraftvarmesystem er forudsat baseret på, at 100 % af varmen produceres på et gasmotoranlæg. Spids- og reservelast For det centrale kraftvarmesystem er den forbrugte brændselsmængde i det københavnske vandbårne net brugt. Som input er brugt baggrundsdata fra VEKS grønne regnskab 1997 (VEKS, 1997). Udfra dette system er ligeledes elforbrug fundet både til transmission og distribution. 61

63 Udfra DFF-Statistik 1997 (DFF, 1997) er brændselsforbruget og benyttet kraftvarme fundet for de decentrale kraftvarmesystemer. Det antages, at der ikke bruges spidslast ved lokal kraftvarme. Olie til spidslast er modelleret som fuelolie, hvilket giver en mindre fejl, da noget af spidslasten også er på gasolie. Brændselsfordeling i centralt og decentralt kraftvarmesystem 1997 Fordelingen mellem brændslerne for kraftvarmen ses i nedenstående tabel. Tabel 6.1. Brændselsfordeling i de tre kraftvarme systemer Central Kraftvarme Decentral Kraftvarme Lokal Kraftvarme Brændsler: % energi % energi % energi Kraftvarme i alt i % 78,6 91,1 100 Affald Kul 0,3 0,2 0 Fuelolie 0,2 0 0 Gasolie 1,6 1,5 0 Naturgas 0,3 4,6 0 Træ 0,1 2,3 0 Halm 0 0,3 0 Brændselsfordeling i det centrale kraftvarmesystem Affald 19.0% Kul 0.3% Olie 1.8% Naturgas 0.3% Træ 0.1% Kraftvarme (kul, naturgas og olie) 78.5% Figur 6.3: Brændselsfordeling i det centrale kraftvarmesystem Bestanddele i det centrale kraftvarmesystems kraftvarme udgøres af 84% kul, 12% naturgas og 4% olie. 62

64 Brændselsfordeling i det decentral kraftvarme system Olie 1.5% Kul 0.2% Naturgas 4.6% Træ 2.3% Halm 0.3% Kraftvarm e 91.1% Figur 6.4: Brændselsfordeling i det decentrale kraftvarmesystem Bestanddele i det decentrale kraftvarmesystems kraftvarme udgøres af 60 % naturgas, 29 % affald og halm, træ, kul og olie på hhv. 5, 3, 2 og 1 procent. Lokal Kraftvarme Naturgas 100% Figur 6.5: Brændselsfordeling i det lokale kraftvarmesystem Bestanddele i det lokale kraftvarmesystems kraftvarme antages at være 100 % naturgas. For det centrale system er valgt varmetabene for VEKS-systemet i 1997: Transmissionssystem: 3,98 % i f.t. varmemængde solgt til forbrugerne (3,45 % i f.t. produceret varmemængde til transmissionsnet) Distributionssystem: 11,46 % i f.t. varmemængde solgt til forbrugerne 63

65 (10,28 % i f.t. leveret varmemængde til distributionsnet) For det decentrale og lokale system er varmetabet beregnet ud fra DFF statistikken i 1997: Distributionssystem: 30 % i f.t. varmemængde solgt til forbrugerne. Elforbrug Beregnet udfra VEKS Grønne Regnskab 1997: Transmissionssystem: 8,46E-03 kwh/kwh varmemængde solgt til forbrugerne Distributionssystem: 3,92E-03 kwh/kwh varmemængde solgt til forbrugerne Spædevandsforbrug Beregnet udfra VEKS Grønne Regnskab 1997: Transmissionssystem: 1,984E-05 kwh/kwh varmemængde solgt til forbrugerne Distributionssystem: 2,195E-03 kwh/kwh varmemængde solgt til forbrugerne 6.8 MODELLERING I UMIP Ved modelleringen af varmesystemerne anvendes der terminerede brændselsteknologier bortset fra varmecentraler. De terminerede brændselsteknologier indeholder data vedrørende brændselskæden, bygning af produktionsanlæg, drift, brændselsforbrug, emissioner og skrotning af anlæg har varmegruppen således fået leveret. 6.9 INPUT TIL UMIP FOR KRAFTVARME I HELE DANMARK Ifølge Dansk Energistatistik (Energistatistik, 1997) var energiforbruget til fjernvarme i 1997 fordelt som angivet i nedenstående tabel. Tabel 6.2: Energiforbruget fordelt på brændsler til fjernvarme i 1997 TJ Cent.KV Dec.KV Fjv. Prv.KV Prv.fjv. Nettab Sum Brændsler til varme: Olie Naturgas Kul Biobrændsel Vedvarende El Sum Konvertering Produktion Nettab Endeligt forbrug I tabellen dækker begrebet konvertering produktionstab og evt. kraftvarmefordel (Central KV) eller anden udnyttelse af spildvarme (privat fjernvarme). Leverancen af varme til centrale, decentrale og lokale kraftvarmesystemer er en sammensætning af ovenstående produktioner. Desuden antages, at begreberne lokal og privat kraftvarme er sammenfaldende. 64

66 Tabel 6.3: Fordeling af varmeproduktionen i det centrale, decentrale og lokale kraftvarmesystem Produktion [ % ] Central KV Decentral KV Fjernvrme Privat KV Sum Centralt system 78,6 0 21, Decentralt system 0 91,2 8, Lokalt system F.eks. er andelen af produktionen af varme på centrale værker 78,6 % i det centrale kraftvarmesystem. Dette svarer til, at den samlede produktion til de centrale kraftvarmesystemer må være /0,786 = TJ, hvorfor TJ kommer fra fjernvarmeværker. Dette giver følgende fordeling: Tabel 6.4: Produktion i de centrale, decentrale og lokale kraftvarmesystemer TJ Central KV Decentral KV Fjernvarme Privat KV Privat fjernvarme Nettab Sum KV % Centralt system ,2 Decentralt system ,5 Lokalt system ,4 Prod. til KV-systemer Anden fjernvarme Sum Fordelingen af kraftvarmesystemer i Danmark kan derfor sammensættes af: 70,2 % produktion i de centrale kraftvarmesystemer 28,5 % produktion i de decentrale kraftvarmesystemer 1,4 % produktion i de lokale kraftvarmesystemer I den anvendte definition af central, decentral og lokal kraftvarmesystem, er der taget udgangspunkt i konkrete eksempler, såsom VEKS transmissionsnet, både hvad angår produktion, drift og anlæg. Ved modellering af sammensætningen for hele landet, tages der højde for den aktuelle brændselssammensætning. Dog fordeles anlæg og drift ud fra modelleringen fra de tre systemer. For at kunne udnytte de terminerede processer i UMIP, udtrykkes fordelingen af produktionen på kraftvarmeværker baseret på forskellige brændsler, f.eks. et kulfyret kraftvarmeværk. Udfra brændselsforbruget og ved antagelse af ens virkningsgrader for hver værktype, kan produktionen af 1 kwh varme sammensættes. Tabel 6.5: Produktion af kraftvarme fordelt efter brændsel Produktion [kwh/kwh] Central KV Decentral KV Fjernvarme anlæg Privat KV Olie 0,058 0,002 0,107 0,151 Naturgas 0,123 0,609 0,153 0,462 Kul 0,819 0,020 0,005 0,037 Biobrændsel 0,369 0,709 0,350 Vedvarende 0,002 El 0,024 Sum 1,0 1,0 1,0 1,0 65

67 6.10 RESULTATER FRA UMIP I det følgende beskrives resultaterne på varmesiden. Resultatet omhandler miljøeffektpotentialer (udledninger til miljøet i forhold til en kendt reference i UMIP-værktøjet) for 1 kwh varme leveret hos forbrugeren. Nedenfor vises, som eksempel, en opgørelse af central kraftvarme allokeret i forhold til de to fordelingsnøgler energiindhold og kvalitet. Tabel 6.6: Mængdeopgørelse (an forbruger) for udvalgte stoffer i det centrale kraftvarme system. Allokering mellem el og varme ved energiindholds- og energikvalitetsmetoden gram pr. 1 kwh varme an forbruger central kraftvarme Stof Energiindhold Energikvalitet Emissioner til luft Kuldioxid, CO 2 Nitrogenoxider, NO x Svovloxider, SO 2 Methan, CH 4 Kulmonoxid, CO Partikler Letflygtige org. forb., NMVOC Uspec. kulstofforbindelser, HC Saltsyre HCl Chlorid, Cl - Sulfat, SO 4 2- Uspecificeret opløst stof Uspecificeret volumenaffald Slagge og aske fra energiprod. Naturgas, total Olie, total Stenkul, total Brunkul, total 554 1,62 1,61 0,77 0,17 0,09 0,001 0,06 0,03 0,81 0,08 0,004 76,7 0,37 24,6 16,06 292,70 0, ,44 0,42 0,20 0,07 0,03 0,001 0,03 0,01 Emissioner til vand Affald 0,26 0,02 0,003 18,6 0,25 Fossile brændsler 23,6 5,40 68,89 0,08 SAMMENLIGNING MED VEKS GRØNNE REGNSKAB Sammenlignes CO 2 -udledningen fra denne LCA med CO 2 -udledningen for en kwh leveret varme i VEKS-systemet i 1997, kan det konkluderes, at CO 2 -udledningen stiger, når man tager flere livsfaser med i vurderingen. I VEKS grønne regnskab for 1997 er der ved anvendelse af energikvalitets-metoden et CO 2 -udslip på 126 g/kwh varme. I denne LCA er der 164 g CO 2 /kwh varme. Det giver en indikation af, at niveauet er i orden, da CO 2 -udslippet er i samme størrelsesorden, men noget større. Det centrale kraftvarmesystem Ved en teoretisk sammenstilling af et landsdækkende fjernvarmenet som et gennemsnit af de mange centrale, decentrale og lokale net med tilhørende produktion fås et udtryk for en gennemsnitlig dansk kraftvarmebaseret fjernvarme. 66

68 Dansk kraftvarmebaseret fjernvarme 97, energikvalitet Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Dansk gennemsnit Central kraftvarme Decentral kraftvarme Lokal kraftvarme Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0,000 0,010 0,020 0,030 0,040 0,050 0,060 0,070 0,080 milli-personækvivalent, mpe Figur 6.6: Miljøeffektpotentialer for 1 kwh dansk kraftvarmebaseret fjernvarme i Allokering mellem el og varme ved energikvalitet. Resultatet for kraftvarmebaseret fjernvarme 1997 viser, at drivhuseffekten er den største miljøpåvirkning efterfulgt af volumenaffald, forsuring samt farligt affald. Ved anvendelse af energikvalitets-metoden er drivhuseffektpotentialet på 0,0237 mpe for landsdækkende fjernvarme. Det er lidt større end drivhuseffektpotentialet i det centrale kraftvarmesystem på 0,0196 mpe. Forskellen mellem de centrale, decentrale og lokale kraftvarmesystemer skyldes hovedsageligt forholdet mellem energiproduktionen på anlæggene i Miljøeffektpotentialer for 1 kwh leveret fjernvarme fra et centralt kraftvarmesystem (energikvalitet og -indhold) 67

69 Central kraftvarme, energikvalitet og -indhold Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Central kraftvarme (energiindhold) Central kraftvarme (energikvalitet) Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 milli-personækvivalenter, mpe Figur 6.7: Miljøeffektpotentialer for 1 kwh central kraftvarme i Allokering mellem el og varme ved energiindhold og -kvalitet. Der er stor forskel på miljøeffektpotentialet afhængigt af, hvilken allokeringsmetode der anvendes. F.eks. er drivhuseffetpotentialet ca. 3 gange så stort ved anvendelse af energiindholds-metoden som energikvalitets-metoden. I det efterfølgende beskrives resultaterne alene udfra energikvalitets-metoden. Effektpotentialeopgørelsen viser, at drivhuseffekten og volumenaffald er de største i forhold til den kendte reference. Derefter følger farligt affald, forsuring og persistent toksicitet. Drivhuseffektpotentialet er på 0,0196 mpe (milli-personækvivalent), volumenaffald er på 0,0141 mpe og de andre tre nævnte er på ca. 0,0067, 0,0059 og 0,0026 mpe. Drivhuseffekt Omregnes mpe til PE ved at anvende et gennemsnitsvarmeforbrug for en dansk person på 7000 kwh, betyder det, at varmeforbruget i et centralt kraftvarmesystem belaster med 0,14 PE eller 14 % PE. Det svarer til 14 % af en verdensborgers drivhuseffektpotentiale i Drivhuseffektpotentialet skyldes hovedsageligt afbrænding af fossile brændsler og specielt den store andel af kul i Volumenaffald Effektpotentialet for volumenaffald er ca. 0,0141 mpe. Det skyldes hovedsagelig affald fra bearbejdning af kul efter optagning fra minen. Forsuring Effektpotentialet for forsuring er 0,0059 mpe. Omregnes mpe til PE ved at anvende et gennemsnitsvarmeforbrug for en dansk person på 7000 kwh, betyder det at 68

70 varmeforbruget i et centralt kraftvarmesystem belaster med 0,04 PE eller 4 % PE. Forsuring skyldes hovedsageligt SO 2 og NO x fra afbrænding af kul. Ozonnedbrydning I denne beregning er det forudsat at CFC11, som findes i isoleringsskummet i de fjernvarmerør som skal skrottes, opsamles i kulfiltre. Hvis CFC11 en ikke opsamles, men rørene alene flækkes og skummet forbrændes ville det give anledning til 0,027 mpe eller 19 % af en verdensborgers bidrag til ozonnedbrydning i forhold til I nedenstående figur vises produktionens, transmissionens og distributionens bidrag til det samlede effektpotentiale. Central kraftvarme, energikvalitet Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Produktion Transmission Distribution Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 milli-personækvivalenter, mpe Figur 6.8: Miljøeffektpotentialer for 1 kwh central kraftvarme fordelt på produktion, transmission og distribution. Allokering mellem el og varme ved energikvalitet. Bidraget til drivhuseffektpotentialet stammer hovedsageligt fra produktion af varme, hvilket også indeholder fremskaffelse af brændsel. 76 % stammer fra produktion, 9 % fra transmission og 15 % fra distribution. VARMETRANSMISSION I nedenstående figur sættes der fokus på transmission. Bidraget vises som faserne anlæg, drift og tab. 69

71 Transmission energikvalitet, Central kraftvarme Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Drift Anlæg Tab Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 milli-personækvivalenter, mpe Figur 6.9: Miljøeffektpotentialer for transmission fordelt efter anlæg, drift og tab. Allokering mellem el og varme ved energikvalitet. Drivhuseffekt Også i forbindelse med transmission af varmen er drivhuseffektpotentialet det største i forhold til den kendte reference. I forhold til det samlede drivhuseffektpotentiale for en kwh leveret varme, udgør anlægsfasen ca. 23 % af det samlede effektpotentiale. Driftens andel udgør den største andel af effektpotentialet, på 45 % og skyldes elforbruget til pumper. Pumpeforbruget fra pumperne på værkerne, til at få varmen ud i systemet, er medregnet til transmissionen. Varmetabet i rørene bidrager med 32 % til drivhuseffektpotentialet. Det skyldes merbrændselsforbruget til dækning af tabet. Volumenaffald Det stammer fra elforbruget til pumper, elforbrug til bygning og nedrivning af anlæg samt varmetab i nettet. Ved bygning af anlæg er det specielt elforbrug til stålproduktion, der giver volumenaffaldet. Farligt affald Effektpotentialet for farligt affald skyldes metalholdige slagge og aske i stålproduktionen. 70

72 VARMEDISTRIBUTION Distribution energikvalitet, Central kraftvarme Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Drift Anlæg Tab Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035 0,0040 milli-personækvivalenter, mpe Figur 6.10: Miljøeffektpotentialer for distribution fordelt efter anlæg, drift og tab. Allokering mellem el og varme ved energikvalitet. Drivhuseffekt Også i forbindelse med distribution af varmen er drivhuseffektpotentialet det største i forhold til den kendte reference. I forhold til det samlede drivhuseffektpotentiale for en kwh leveret varme, udgør drift ca. 13 % af det samlede effektpotentiale. Anlæg i distributionssystemet bidrager med ca. 29 % til drivhuseffektpotentialet. 58 % af drivhuseffektpotentialet skyldes varmetabet i det udbyggede og forgrenede ledningssystem. Farligt affald Effektpotentialet for farligt affald er ca. 0,0025 mpe. Det skyldes bygning og nedrivning af anlæg, specielt metalholdig slagge og aske fra stålproduktion. Volumenaffald Se under afsnittet om transmission. 71

73 6.11 VURDERING Datakvalitet Et generelt problem har været muligheden for kortlægning af anlæg. Derfor er det valgt at lade få systemer repræsentere samtlige systemer. Den primære adgang til data har været hos VEKS. For at kunne håndtere modelleringen på en enkel måde, er de fleste enheder modelleret som standardenheder, hvorefter systemer er sammensat som en antal af disse. Det er vurderet, at denne tilnærmelse har relativ lille effekt i forhold til mængden af varme, der leveres. Alle data fra leverandører vurderes til at have god kvalitet. Usikkerheder Når miljøeffektpotentialet skal vurderes, er det et generelt et problem, at der anvendes en reference fra Der er sket meget, både emissionsmæssigt, men også energipolitisk. Det er specielt vigtigt, at referencerne vedrørende drivhuseffekt, forsuring og ozonnedbrydning opdateres, idet det er meget væsentlige påvirkninger fra kraftvarmeproduktionen. Følsomhedsanalyse Der er foretaget flere følsomhedsberegninger for at undersøge betydningen af udeladelser, afgrænsninger, usikkerheder ved inddata samt vurderinger af forskellige udviklingsscenarier for anvendelse af stoffer, bortskaffelsesmetoder mm. Der er bl.a. fokuseret på steder, hvor der ikke er detaljerede inddata, og der hvor miljøemissioner er allokeret til affaldsbehandling. Følgende følsomheder er vurderet: Betydningen af allokeringen af miljøemissioner fra affaldsforbrændingsanlæg vurderes. Der er lavet en følsomhed, hvor der indregnes 10 % spidslast i det lokale kraftvarmesystem. I en følsomhedsberegning i det decentrale kraftvarmesystem øges mængden af gasmotorer således halvdelen af gassen afbrændes i gasmotoranlæg. Der er foretaget følsomhedsberegninger vedrørende betydningen af anlæg. Der er fortaget beregninger for pumper, rør og vekslere. Allokering af affald Miljøeffekter i forbindelse med kraftvarme- og varmeproduktion fra affaldsanlæg er ikke tilskrevet varmen i denne LCA. 72

74 Følsomhedsanalyse: Central og decentral kraftvarme med og uden affald, energikvalitet Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Central energikvalitet med affald Central kraftvarme Decentral med affald Decentral kraftvarme Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 0,040 milli-personækvivalenter, mpe Figur 6.11: Miljøeffektpotentialer for 1 kwh kraftvarme fra det centrale og decentrale system med og uden bidrag fra affald. Allokering mellem el og varme ved energikvalitet. Allokeringen af affald har stor betydning for miljøeffektpotentialerne i kategorierne persistent-, øko- og human toksicitet samt farligt affald. For drivhuseffekten og forsuring giver affaldsforbrænding i det decentral system anledning til en forøgelse på hhv. 10 og 50 %. Derimod bidrager affald til 65 % større udslag for farligt affald og til flere hundrede gange større for human- og økotoksicitet. Indregning af affaldsforbrænding giver langt over 1000 % større effektpotentiale for persistent toksicitet i både det centrale system og det decentrale system. De store udslag i toksicitetskategorierne skyldes dioxiner og andre toksisk virkende kemiske forbindelser i både luft, vand og jord. Udslaget i næringssaltkategorien skyldes en øget mængde af NO x, der udledes fra affaldsforbrænding. Dette er en meget konservativ følsomhedsvurdering, da der er brugt en proces for affald, der inderholder elproduktion for de anlæg, der alene er varmeproducerende. De andre følsomhedsberegninger, såsom en fordobling af anlægsdele har vist sig at være uden mærkbart bidrag til det samlede systemresultat. KONKLUSION VEDRØRENDE VARMESYSTEMER Gennemførelsen af projektet har for første gang tegnet et samlet billede af de potentielle miljøpåvirkninger, der er ved kraftvarmebaseret fjernvarmeproduktion i Danmark. Undersøgelsen har understøttet viden om, at de største problemer skyldes afbrænding af fossile brændsler ved produktionen af varme. 73

75 Undersøgelsen har igen vist, at allokeringen af miljøemissionerne mellem el og varme spiller en afgørende rolle for miljøeffektpotentialet i centrale kraftvarmesystemer. Afbrænding af gas i gasmotoranlæg i små kraftvarmesystemer betyder, at store mængder uforbrændt hydrocarboner udledes til atmosfæren, hvilket betyder, at kraftvarmebaseret fjernvarme fra disse systemer har et meget højt drivhuseffektpotentiale. Endvidere viser undersøgelsen, at udfasningen af CFC11-anvendelsen til isolering af fjernvarmerør var en yderst fornuftig beslutning, og at den miljømæssige bedst mulige bortskaffelse af CFC11-holdige rør sker ved opsamling i kulfiltre. I transmissions- og distributionssystemet er varmetabets størrelse en væsentlig parameter. Det viser, at det er meget vigtigt at vurdere isoleringsstandarden for nye rør. 74

76 7. PRODUKTIONSTEKNOLOGIER I det følgende præsenteres resultater for de enkelte produktionsteknologier, der indgår i projektet. Resultaterne præsenteres med en funktionel enhed, der er 1 kwh el og 1 kwh varme ved produktionsstedet (ab værk). Denne definition af den funktionelle enhed for teknologierne betyder bl.a., at den producerede el ikke er nået frem til slutforbrugeren. Teknologiresultatet indgår derfor på lige fod med en række andre teknologiresultater til at sammensætte 1 kwh el henholdsvis varme an forbruger. At teknologiresultatet præsenteres ab værk for produktionsteknologierne har imidlertid nogle fordele: Forskellige el- og kraftvarmeproduktionsteknologier kan principielt sammenlignes, fordi de findes på samme punkt i forsyningskæden, og ved at bruge resultaterne i planlægningsopgaver er det bl.a. muligt at undersøge forskellige, energimæssige fremtidsscenarier. Den funktionelle enhed er ikke omfattet af en kvalitetsfaktor, forstået på den måde, at forsyningssikkerhed, rådighedstider, reaktiv effekt mm. ikke indgår i beskrivelsen. For disse faktorer vil der være forskelle mellem de forskellige teknologiresultater. Miljøprofilen viser den funktionelle enheds bidrag til en række miljøeffekter udtrykt i milli-personækvivalenter (mpe). En personækvivalent er gennemsnitsverdensborgerens bidrag til miljøeffektkategorien i UMIP-referenceåret Et drivhuseffektbidrag på 0,1 mpe svarer således til, at hver gang gennemsnitsverdensborgeren brugte 1 kwh el, bidrog dette energiforbrug med 0,1 af personens årlige bidrag til drivhuseffekt og så fremdeles for de øvrige miljøeffektkategorier. 7.1 OPSUMMERING AF RESULTATER FOR PRODUKTIONSTEKNOLOGIER I dette afsnit sammenstilles teknologiresultaterne på tværs med udgangspunkt i udvalgte miljøeffekter. En sådan sammenstilling skal foretages med varsomhed, da teknologierne som nævnt i afsnit 3.1 ikke har helt samme funktionelle enhed. Af de her sammenstillede resultater er det primært vindkraft, som ikke har samme funktionelle enhed som de øvrige. Det er dog valgt at præsentere resultaterne sammen alligevel. Sammenligning af effekter I efterfølgende figur 7.1 er de enkelte teknologiers bidrag til forsuring og drivhuseffekt opgjort. Da valget af allokeringsmetode mellem el og varme påvirker den relative vurdering af teknologierne vises figurer med brug af begge allokeringsmetoder. 75

77 Drivhuseffekt og forsuring (energikvalitet) Affald Vind Biomasse Forsuring Drivhuseffekt SC gas CC gas CK gas Oil Gas motor Orimulsion Kul 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 millipersonækvivalenter, mpe Figur 7.1: Drivhuseffekt og forsuring opgjort for alle teknologier Drivhuseffekt og forsuring (energiindhold) Vind Biomasse Forsuring Drivhuseffekt Affald SC-gas CC-gas CK-gas GM-gas Olie Orimulsion Kul 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 mpe (energikvalitet) Figur 7.2: energiindhold Drivhuseffekt og forsuring opgjort for alle teknologier med Ser man på resultaterne for drivhuseffekten med brug af energikvalitetsdelenøglen (figur 7.1) viser det som forventet, at det væsentligste er brændslets CO 2 -emission, således at kulfyrede anlæg har den højeste emission efterfulgt af orimulsion, olie, 76

78 naturgas og biobrændsler. Eneste afvigelse fra dette mønster er, at gasmotorerne - på grund af en emission af uforbrændt metan i driftsfasen - får en relativ høj drivhuseffekt. Hvis delenøglen energiindhold anvendes (figur 7.2) ændres forholdet mellem teknologierne. Det skyldes, at en større del af emissionerne tilskrives varmeproduktionen. Derfor får el produceret på teknologier, hvor der kun er en lille samproduktion af el og varme, en relativt højere miljøbelastning. Det gælder i denne sammenhæng for orimulsion. Det skal ærindres, at denne konklusion skyldes de konkrete forhold i Danmark i Hvis man sammenligner 2 i øvrigt ens anlæg, vil CO 2 -emissionen være lavere ved brug af orimulsion end ved kul, uanset hvilken delenøgle, der anvendes. Der var i 1997 installeret afsvovlingsanlæg på i alt ca MW produktionsanlæg svarende til 30% af den samlede installerede effekt. Heraf var der SNOX (SO 2 - og NO x -rensning) på 295 MW, 2,5% af den samlede installerede effekt. På 900 MWproduktionsanlæg var der installeret DeNO X -anlæg. Dette svarer til 7,6% af den samlede installerede effekt. Derudover var der i høj grad installeret lav NO x -fyring på anlæggene. Forsuring opstår primært ved emission af SO 2 og NO x. Brændsler med et væsentligt indhold af svovl får derfor den største effekt. Det drejer sig om olie, kul og orimulsion. For de øvrige teknologier er NO x -emissionen af betydning. Ved sammenligning af gasteknologierne synes der at være behov for at verificere den relative placering. De efterfølgende figurer præsenteres alle teknologiernes bidrag til human, økotoksicitet, og persistent toksicitet. Toksicitet (human, øko og persistent) Affald 0,013 0,152 Vind Biomasse SC gas CC gas CK gas Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Oil Gas motor Orimulsion Kul 0,000 0,002 0,004 0,006 0,008 0,010 0,012 0,014 0,016 0,018 0,020 Millipersonækvivalenter, mpe Figur 7.3: Toksicitetseffekter opgjort for alle teknologier (energikvalitet) 77

79 Toksicitet (persistent, øko og human) (energiindhold) Vind Biomasse Affald 0,100 SC-gas CC-gas CK-gas Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet GM-gas Olie Orimulsion Kul 0,000 0,002 0,004 0,006 0,008 0,010 0,012 0,014 mpe Figur 7.4: Toksicitetseffekter opgjort for alle teknologier (energiindhold) UMIP-værktøjet er ikke indrettet til at følge effekter baglæns til deres oprindelse, og derfor er det vanskeligt præcist at vurdere baggrunden for resultaterne for toksicitet, hvor effektfaktorerne også er vanskeligt tilgængelige. Sammenligningen viser ret overraskende, at affaldsforbrænding relativt er den største bidragsyder til toksicitet af samtlige de undersøgte brændsler. Dette kan tilskrives tungmetalemissioner i driftsfasen, og selv om data for tungmetalemissioner ikke kan siges at være fuldt dækkende, idet der kun er foretaget egentlige målinger på ca. halvdelen af de anlæg, som indgår i dataindsamlingen, vurderes profilen at give et retvisende billede. For de øvrige teknologier bidrager biomasse og kul væsentligt til persistent toksicitet. For begge teknologier er det næsten udelukkende driften, der giver anledning til persistent toksicitet. Det er værd at bemærke, at vindteknologien får forholdsvis store effekter for toksicitet. Det hænger bl.a. sammen med, at produktionsfasen er modelleret mere detaljeret end for de øvrige teknologier. Det betyder, at langt flere stoffer er med, men der er også f.eks. i vingerne forholdsvis flere problematiske stoffer ved bygning af vindmøller end ved konventionelle teknologier. I de efterfølgende figur 7.5 og 7.6 er de enkelte teknologiers bidrag til farligt affald og volumenaffald opgjort. 78

80 Farligt og volumen affald Affald Vind Biomasse SC gas CC gas CK gas Farligt affald Volumenaffald Oil Gas motor Orimulsion Kul 0,10 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 milipersonækvivalent Figur 7.5: (energikvalitet) Farligt affald og volumenaffald opgjort for alle teknologier Farligt og volumen affald (energiindhold) Vind 0,026 Biomasse Affald SC-gas CC-gas CK-gas Farligt affald Volumenaffald GM-gas Olie Orimulsion Kul 0,073 0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 mpe 79

81 Figur 7.6: (energiindhold). Farligt affald og volumenaffald opgjort for alle teknologier Volumenaffald stammer primært fra udvindingen af kul. For de øvrige teknologier er volumenaffald stort set en sekundær effekt fra brug af el, hvori der indgår kul. De største bidrag til farligt affald kommer fra vindmøller og CK-gas. Vindmøllernes bidrag til farligt affald skyldes primært affald fra produktion af stål, som indgår i armeringen i betonfundamentet samt i vindmølletårnet. Affaldsprodukter fra stålproduktion er generelle for alle teknologier. Farligt affald fra centrale kedler stammer fra bygnings-/nedrivningsfasen. En del af grunden, til at dette bidrag er så højt, er, at antallet af fuldlasttimer for denne anlægstype i 1997 var forholdsvis lavt, idet Elsam Skærbækværkets blok 3 først blev idriftsat i efteråret De forholdsvis store forskelle på farligt affald for orimulsion og kul skyldes, at der er forskellige antal fuldlasttimer på anlæggene, samt at materialeforbruget til et orimulsionsfyret anlæg er lidt mindre end til et kulfyret anlæg. SAMMENLIGNING AF MATERIALEFORBRUG FOR UDVALGTE PRODUKTIONSTEKNOLOGIER Forbruget af beton og stål, som er de mængdemæssigt største til bygning af kulkraftværker og vindmøller, er opgjort i efterfølgende figut 7.7: Forbrug af beton og stål til bygning af kulkraftværk og vindmølle opgjort pr. installeret MW Tons/MW installeret Beton Stål KAD Vind Figur 7.7: Sammenligning af beton- og stålforbrug til kulværker og vindmøller opgjort pr. installeret effekt. Det ses af figur 7.7, at materialeforbruget opgjort pr. installeret MW faktisk er ens for kulkraftværker og vindmøller. Der er dog en forskel på antallet af driftstimer for de to typer anlæg, således at en opgørelse af materialeforbruget pr. produceret MW el er interessant, hvilket ses af nedenstående. 80

82 Forbrug af beton og stål til bygning af kulkraftværk og vindmølle opgjort pr. produceret MWh Tons/MWh produceret 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 Beton Stål KAD Vind Figur 7.8: Sammenligning af beton- og stålforbrug til kulværker og vindmøller opgjort på produceret MWh. Her ses det, at materialeforbruget pr. produceret energienhed er større for vindmøllen end for det kulfyrede kraftværk. Det skyldes, at levetiden er mindre for en vindmølle (20 år) end for et kraftværk (30 år), og at vindmøllen har en lavere gennemsnitlig driftstid (2.000 fuldlasttimer/år) i forhold til kulkraftværket (4.500 timer/år). Andre effekter Fotokemisk ozondannelse fremmes primært ved emission af organiske forbindelser. Her bliver biomasse- og gasmotorteknologierne de dominerende kilder. Næringssaltbelastning af vandmiljøet vil dels stamme fra direkte udledninger til vand, dels fra nedfald af kvælstofforbindelser emitteret til luften. For biomasse skal man bemærke, at alle emissioner fra dyrkning er tillagt produktion af kernen og derfor ikke slår igennem i energiproduktionen. 7.2 KUL Teknologien Kulbaseret el og kraftvarme dækker el- og kraftvarmeproduktion på de centrale, kulfyrede kraftværker i Danmark. I praksis er der valgt en nedre grænse på 25 MWel for værker, som dækkes af teknologien. Dette valg er truffet, idet det samtidigt er afskæringskriteriet for kraftværkernes årlige indrapportering af udledning af SO 2 og NO x i henhold til kvoteloven. Der er ganske vist nogle få mindre, kulfyrede industrikedler i Danmark, men disse er ikke blevet direkte inddraget i dataindsamlingen. Efter 1970'ernes oliekrise blev mange centrale danske kraftværker ombygget fra oliefyring til kulfyring, og indtil begyndelsen af 1990-erne blev nye centrale værker ligeledes udlagt til kulfyring. Der er således i den danske kraftværkssektor stor erfaring med design og drift af kulfyrede kraftværker. Dette er bl.a. afspejlet i den effektivitetsforbedring, perioden fremviser, fra elvirkningsgrader i kondensationsdrift på 35% i begyndelsen af perioden til det nyeste kulfyrede kraftværks (Elsam Nordjyllandsværket, idriftsat 1998) verdensrekord i elvirkningsgrad på 47%. En omprioritering i den danske energipolitik - implementeret op gennem 1990'erne - har betydet, at teknologien over en årrække vil komme til at spille en mindre dominerende rolle i den danske el- og fjernvarmeforsyning. Det forventes ikke, at der 81

83 skal bygges flere centrale kulfyrede kraftværker, og efterhånden som de ældre enheder tages ud af drift, vil teknologiens bidrag til den samlede el- og kraftvarmeproduktion reduceres. De kulfyrede kraftværker er dog - og vil fortsat i en årrække være - rygraden i den danske elforsyning. Teknologien dækker således de 25 kulfyrede kraftværksblokke > 25 MWel, der var i drift i referenceåret Disse varierede størrelsesmæssigt mellem en elkapacitet på MW og en varmekapacitet på MJ/s, idet ikke alle enheder har udtag af damp eller fjernvarme. Den samlede, installerede kapacitet repræsenteret af teknologien er MW el og MJ/s varme. Teknologiens bidrag i referenceåret 1997 til den samlede danske produktion af el og kraftvarme var 27,3 TWh el (svarende til ca. 65% af elproduktionen) og 52,9 TJ varme (svarende til ca. 45% af fjernvarmeproduktionen) SYSTEMBESKRIVELSE Den funktionelle enhed for teknologien er 1 kwh el henholdsvis 1 kwh varme ab kulfyret kraftværk beregnet for referenceåret Den funktionelle enhed er opgjort således, at bidrag til miljøeffekter mm. kortlægges for fem hovedfaser: Fremstilling af brændsel, det vil sige primært brydning af kul. Transport af brændsel fra producentland til de aktuelle danske kraftværker. Drift af kraftværk, herunder konvertering af kemisk energi i brændslet til el- og varmeenergi. Bygning, vedligeholdelse og skrotning af kraftværksblokke. Disponering af restprodukter fra kulbaseret el-produktion, det vil sige flyveaske, slagge og afsvovlingsprodukter DATAINDSAMLING Datakilder og typer for de fem livsfaser er: Brændselsproduktion: De danske kulindkøb var i 1997 fordelt på 8 lande. Deraf modelleres 6 (USA, Sydafrika, Colombia, Polen, Australien og Indonesien), som dækker 95% af den importerede mængde. For hvert land beskrives forholdet mellem dybe/åbne miner, og de væsentlige emissioner for henholdsvis dybe og åbne miner opgøres. Datasættet indeholder relativt gode skøn for energiforbrug, ressourceforbrug, affaldsproduktion og methanemissioner, men er mangelfuldt på områder som perkolat, vandforbrug og spildevandsproduktion og forbrug af kemikalier og hjælpestoffer. For denne livsfase har der ligeledes været problemer med at fremskaffe eksakte data for alle geografiske områder og for det valgte referenceår, hvorfor det har været nødvendigt at foretage væsentlige skøn. Datakilder omfatter primært litteratur, kulmineindustriens www-sider samt i enkelte tilfælde grønne regnskaber og besvarelser på projektets direkte henvendelser vedrørende data fra de enkelte kulleverandører. Brændselstransport: For hvert land er opgjort typiske transportformer samt transportafstande mellem kulminedistrikter og eksporthavne. Dernæst er opgjort distancer mellem eksporthavne og Danmark. Datasættet indeholder gode skøn for distancer samt energiforbrug ved skibstransport mellem de kulproducerende lande og Danmark. Datakilder omfatter litteratur samt oplysninger fra relevante rederier. Ved 82

84 modelleringen af transportprocesserne er der anvendt enhedsprocesser indeholdt i UMIP-databasen. Bygning/skrotning: Omfatter en opgørelse af de væsentligste materialeforbrug medgået til bygning af en kulfyret kraftværksblok. Dette baseres på opgørelse af en enkelt repræsentativ enhed, hvorefter datasættet er skalleret til at omfatte samtlige enheder dækket af teknologien. Datasættet indeholder relativt gode skøn for de materialetyper, der a priori er vurderet at udgøre de største tonnager (stål, beton, kobber, aluminium samt isoleringsmaterialer). Der er ikke udført en totalopgørelse for den valgte kraftværksblok, og datasættet er derfor ikke komplet. Skrotning og genbrug er i høj grad baseret på skøn. Hovedprocessen: Omfatter en detaljeret opgørelse af emissioner via skorsten, spildevand, affaldsproduktion, forbrug af kemikalier og hjælpestoffer mm. fra driften af samtlige kulfyrede enheder i Data stammer i første omgang fra kraftværkernes grønne regnskaber, som i høj grad er baseret på aktuelle målinger og vurderes derfor at være af overordentlig god kvalitet. Sekundært er data fundet i litteraturen og fra udredningsprojekter udført på og af de danske kraftværker vedrørende miljøforhold af særlig karakter, f.eks. i forbindelse med opnåelse af miljøgodkendelser mm. Restprodukter: Arbejdet med at beskrive påvirkningerne forårsaget af restprodukter (flyveaske, slagge og afsvovlingsprodukter) er udført som en tværgående opgave og særskilt beskrevet i efterfølgende afsnit. Resultater for restprodukter indgår i teknologimodellen, idet der er trukket følgende afgrænsninger: For det første tilskrives alle miljøeffekter ved driften af kraftværkerne hovedprodukterne el og varme. For det andet tilskrives der ingen effekter (positive eller negative) ved den industrielle udnyttelse af restprodukterne, og endelig er selve modelleringen foretaget på anden vis end tidligere i UMIP. Miljøpåvirkningen fra restprodukter er således en beskrivelse af udvaskning i 100 år, forårsaget af den mængde restprodukt, der blev deponeret i referenceåret. Denne tidsmæssige afgrænsning har betydning for størrelsesordenen af miljøeffektkategorier for livsfasen. Datakilder til beskrivelse af de miljømæssige effekter af restproduktdisponeringen er således primært måle- og moniteringsprogrammer fra restproduktdeponier i Danmark i referenceåret, laboratorieundersøgelser og litteratur omkring udvaskningsforhold samt oplysninger fra de enkelte restproduktproducenter omkring produktion og anvendelse (industriel/deponering) i referenceåret MODELLERING I UMIP Hovedresultatet af LCA-modelleringen - en miljøprofil i mpe af kulbaseret el og kraftvarme - ses af efterfølgende figur 7.9. Figuren viser resultater for de funktionelle enheder, hvor allokering er foretaget på grundlag af henholdsvis energikvalitets- og energiindholdsmodellen: 83

85 Kul - Miljøeffekter 1 kwh el og varme Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Kul(Varme-energikvalitet) Kul(El-energiindhold) Kul(El-energikvalitet) Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 milli-personækvivalenter, mpe Figur 7.9: Milljøprofil for kulteknologi. Det ses af figur 7.9, at for kulteknologien er volumenaffald, drivhuseffekt og forsuring de største bidrag til miljøprofilen. Volumenaffald stammer i høj grad fra disponering af jord, slagge og rejects fra minedriften i forbindelse med fremstilling af brændsler. Drivhuseffekt og forsuring skyldes brændslets emissioner under brændselsprocessen. Som nævnt er modelleringen udført således, at bidragene fra fem væsentlige livsfaser i produktionsprocessen for el og kraftvarme kan opgøres. Dette resultat er illustreret i den faseopdelte figur. 84

86 KUL (energikvalitet) Miljøeffekter fordelt på faser Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Figur 7.10: Miljøeffekter opdelt på faser for kulteknologien. Drift Brændsel Byg/riv Restprodukter Transport Figur 7.10 viser hver livsfases procentuelle bidrag til den samlede påvirkning i en given miljøeffektkategori. Figuren viser, hvor i livsfaserne de relativt største bidrag i de enkelte miljøeffektkategorier forekommer, og hvor der derfor - principielt - mest hensigtsmæssigt kan arbejdes for at reducere belastningerne. Figuren skal ses i sammenhæng med den foregående, hvis man vil vurdere den absolutte betydning af de enkelte påvirkninger. Bidrag af livsfaser Ikke overraskende giver driftsfasen, det vil sige selve omdannelsen af den kemiske energi i brændslerne til el og varme på kraftværkerne, anledning til de relativt største bidrag for de fleste miljøeffektkategorier. Det var forventet, at udledning af CO 2 fra værkerne ville give anledning til et stort drivhusbidrag. Måske mere stof til eftertanke kan der hentes i enkelte andre effektkategorier. Således er dannelsen af fotokemisk ozon primært forårsaget af bidrag fra benzin- og dieselmotorer i kulminer, tog og skibe snarere end et resultat af processerne på kraftværkerne. Affaldsproduktion finder også sted i udpræget grad uden for kraftværkerne. Ved tolkning af effektkategorien slagge/aske skal det huskes, at restprodukter fra 1997 er modelleret som emissioner. Denne effektkategori viser derfor primært, hvor der indgår elforbrug i modellen. Volumenaffald stammer alt overvejende fra kulminerne, medens farligt affald primært stammer fra stålproduktionen. 85

87 7.2.4 VURDERING Tabel 7.1: Sammenligning mellem drivhuseffekt og projektresultater. Kilde Drivhuseffekt, mpe Referenceår Bemærkninger Samarbejdsprojektet 99 0, % kul, energikvalitet, ekskl. nettab UMIP dansk el 92 0, > 95% kul, energikvalitet, inkl. nettab Vattenfall 0, % kul, kondensdrift (η42%), ekskl. nettab EcoSite index 0, % kul, kondensdrift (η33%), ekskl. nettab IEA Coal Research 0, % kul, kondensdrift (η42%), ekskl. nettab, kun drift En sammenligning - alene for drivhuseffekt - med projektets resultater for 1 kwh el og resultater fundet i litteraturen fremgår af tabellen. Drivhuseffekten er udvalgt som sammenligningsparameter, fordi den - alt andet lige - vurderes at være den mest sikre af de miljøeffektkategorier, der er fundet resultater for i Samarbejdsprojektet, og fordi der på dette område er publiceret data i litteraturen. Ovenstående tabel skal ikke opfattes som en direkte sammenligning mellem projektets og andre undersøgelsers resultater, dertil er de funktionelle enheder og andre tekniske præmisser for forskellige. Tabellen indikerer trods disse forbehold, at størrelsesordenen for resultatet er fornuftig. Mangler og usikkerheder omkring de data, der har været anvendt til modelleringen i UMIP-modellen, er kort blevet berørt tidligere. De største usikkerheder omkring inddata er at finde for livsfasen brændselsproduktion. For bygning/nedrivning af kraftværket er kun de vægtmæssigt væsentligste materialer taget med. Der kan være materialer med mindre mængder, der kan påvirke enkelte effektfaktorer. Der er ikke effektfaktorer i UMIP-værktøjet for alle de stoffer, der er fundet i dataindsamlingen. For teknologien kulbaseret el og kraftvarme bidrager emissioner af partikler en række organiske forbindelser som f.eks. PAH og tungmetaller som f.eks. chrom og beryllium således ikke til de i miljøprofilen viste effektkategorier. Dette er en klar mangel. I afsnit er der foretaget en følsomhedsvurdering af manglen på effektfaktorer, hvor de stoffer, for hvilke der ikke er effektfaktorer, er repræsenteret af en andet beslægtet stof. Heraf fremgår det, at en række miljøeffektkategorier påvirkes væsentligt af at anvende de beslægtede stoffers effektfaktorer. Det væsentligste var, at toksicitetseffekterne steg mellem 5 % og 21%. For de fleste miljøeffekter stammer de største belastninger fra driftsfasen, hvor datasikkerheden samtidig er størst. Samtidigt vurderes det, at energiforbrugene og andre emissioner af drivhusgasser er godt beskrevet. Også for emissionerne af forsurende gasser samt affaldskategorierne forventes data at være af god kvalitet. For toksicitetseffekterne kan datamanglerne være af ikke uvæsentlig betydning. 7.3 ORIMULSION Orimulsion blev introduceret i Danmark i Brændslet har nogle miljømæssig fordele, bl.a. at udledning af drivhusgasser og nitrøse oxider er væsentlig mindre end ved forbrænding af kul. Orimulsion stammer fra Venezuela og er en emulsion af bitumen og vand. Orimulsions fysiske egenskaber ligner meget fuelolie. Orimulsion anvendes kun på blok 5 på Energi E2, Asnæsværket. 86

88 7.3.1 SYSTEMBESKRIVELSE Teknologien Orimulsionbaseret el og kraftvarme dækker el- og kraftvarmeproduktion alene på Asnæsværkets blok 5 i referenceåret Orimulsion udgjorde ca TJ af det samlede danske brændselsforbrug svarende til ca. 12,5 %. Teknologiens bidrag til el og varme i Danmark i 1997 svarede til 6,59 TWh el (ca.15,5 % af elproduktion) og 1,8 PJ varme (ca. 1,5 % af varmeproduktion). Den funktionelle enhed for teknologien er 1 kwh el henholdsvis 1 kwh varme ab orimulsionsfyret kraftværk, beregnet for referenceåret Den funktionelle enhed er opgjort således, at bidrag til miljøeffekter mm. kortlægges for udvinding af brændsel; det vil sige primært ekstraktion fra underjordiske reservoir, raffinering (produktion) af orimulsion i Venezuela, transport af brændsel fra reservoir i Venezuela til Asnæsværkets havn, drift af Asnæsværkets blok 5, herunder konvertering af kemisk energi i orimulsion til el- og varmeenergi og bygning og skrotning af kraftværksblokke DATAINDSAMLING Udvinding af orimulsion Orimulsion udvindes med moderne teknologi svarende til den, man anvender til olieudvinding til lands. Data stammer fra det venezuelanske olieselskab, BITOR. De opgivne data omfatter kun energiforbruget i forbindelse med udvinding. BITOR anfører alle andre udvekslinger med omgivelserne som værende betydningsløse i forhold til miljøbelastningen i forbindelse med energiforbruget. Transport af orimulsion Data om transportafstande og transportform stammer fra BITOR, mens data om energiforbrug og emissioner stammer fra UMIP-databasen. Orimulsion transporteres via pipeline til havnen, hvorfra det udskibes direkte til Asnæsværket. Raffinering af orimulsion Orimulsion gennemgår egentlig ikke en raffinering, men nærmere en afvanding efterfulgt af en emulsificering. Som for udvinding har BITOR kun opgivet et energiforbrug for raffinering samt en forklaring om, at andre udvekslinger er betydningsløse i forhold til miljøbelastningen i forbindelse med energiforbruget. Bygning og nedrivning af et orimulsionsfyret kraftværk Som for et oliefyret kraftværk gælder det, at et orimulsionsfyret kraftværk er et modificeret kulfyret værk. Bygning og nedrivning er således modelleret som et kulfyret værk fratrukket de kulrelaterede anlæg. Drift af et orimulsionsfyret kraftværk Data for drift af et orimulsionsfyret værk stammer fra Asnæsværkets grønne regnskab 1997 samt produktionsopgørelsen fra Energi E2, Driftsafdelingen, Økoinventar von Energiesystemen og Chief-databasen MODELLERING I UMIP De normaliserede miljøeffektpotentialer modelleret i UMIP vises i efterfølgende figur 7.11 for orimulsionsteknologiens livscyklus. Figuren viser resultater for de funktionelle enheder, hvor allokering er foretaget på grundlag af henholdsvis energikvalitets- og energiindholdsmodellen. 87

89 Orimulsion - Miljøeffekter 1 kwh El og Varme Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Orimulsion(Varme-energikva.) Orimulsion(El-energiindhold) Orimulsion (El-energikvalitet) Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Drivhuseffekt 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 milli-personækvivalenter, mpe Figur 7.11: Miljøprofil for orimulsionsteknologien. Figuren viser den funktionelle enheds bidrag til de forskellige miljøeffektkategorier. Det er tydeligt, at drivhuseffekt og forsuring er de største miljøeffektpotentialer, henholdsvis 10 og 3-4 gange større end de andre kategorier. Efterfølgende figur 7.12 afdækker imidlertid, hvor i livscyklusfaserne de relativt største bidrag i de enkelte miljøeffektkategorier forekommer. Orimulsion (energikvalitet) Miljøeffekter fordelt på faser Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Drivhuseffekt 0% 20% 40% 60% 80% 100% Drift Brændsel Byg/riv Transport Figur 7.12: Miljøeffekterne opdelt på faser for orimulsionsteknologien. Driftsfasen, det vil sige selve omdannelsen af den kemiske energi i orimulsion til el og varme på kraftværket, giver anledning til det relativt største bidrag til 88

90 drivhuseffekt. Det var forventet, at udledning af CO 2 fra værket ville give anledning til et stort drivhuseffektbidrag. De relative store udslag i forsuring og næringssaltbelastning har deres oprindelse i en næsten ligelig fordeling mellem forbrændingssprocessen, transport og raffinering. Farligt affald skyldes hovedsageligt bygning og nedrivning og stammer fra metalholdig slagge, der opstår i forbindelse med stålproduktion VURDERING Orimulsion er et nyt brændsel i Danmark, og derfor har det været vigtigt at kortlægge de processer, der indgår i orimulsionslivscyklus. Det har i den forbindelse været vigtigt at opsamle troværdige og detaljerede datakilder og vurdere deres kvalitet. Da orimulsion ikke var medtaget i den sidste opgørelse (dansk el 1992), er en opdatering, hvor orimulsion medtages, særdeles aktuel for dansk el især set i lyset af brændslets store andel af den danske elproduktion. Datakilderne er som tidligere nævnt af stigende kvalitet, jo nærmere man kommer driften i orimulsionslivscyklus. Der er primært usikkerhed og mangler omkring data for udvinding og raffinering af orimulsion, mens data for produktion (drift) er ret pålidelige og uden betydningsfulde mangler. Overordnet anses resultatet af modelleringen, det vil sige de normerede miljøeffektpotentialer, for at være pålidelige og uden større betydningsfulde mangler. Dog kan datakvaliteten og usikkerheden forbedres - især i de første faser af orimulsionens livscyklus. Dette vurderes dog til at være unødvendigt i nærværende projekt, da produktion af el og varme, som står for over ca. 90 % af miljøeffekterne, er godt kortlagt og af god kvalitet. Der er gennemført en vurdering af resultaternes følsomhed over for usikkerheder i data. Det er bl.a. gjort ved at opstille forskellige scenarier, hvor yderværdier eller usandsynlige værdier for de indsamlede data anvendes. Hermed belyses det, hvor stor betydning udsving i de enkelte data har for det endelige resultat. Sådanne følsomhedsanalyser er gennemført for faserne udvinding, raffinering og bygning og nedrivning, det vil sige der hvor usikkerheden har været størst. Det har vist sig, at usikkerheden i udvindingsfasen har ringe betydning for resultaterne. Til gengæld har usikkerheden om raffinering og bygning og nedrivning en mærkbar betydning for henholdsvis forsuring og farligt affald. 7.4 OLIE Olie har været en vigtig ressource i det danske energisystem gennem mange år, men efter 1970'ernes oliekrise blev mange centrale danske kraftværker ombygget fra oliefyring til kulfyring. Oliens nuværende plads i den danske elsektor er begrænset til støttefyring, opstart, nødstart og små fjernanlæg. Derfor udgør olie en meget lille andel af det samlede brændsel til el- og varmeproduktion SYSTEMBESKRIVELSE Teknologien oliebaseret el og kraftvarme dækker el- og kraftvarmeproduktion på de centrale oliefyrede kraftværker i Danmark og den andel, som er produceret på de gas- og kulfyrede kraftværker i Danmark, som i praksis forbrænder hovedparten af brændslet olie i forbindelse med støttefyring og opstart af disse anlæg. Derfor bygger dataene ikke på et anlæg med kontinuert drift. 89

91 Oliens bidrag på de centrale værker i referenceåret 1997 udgjorde ca. 8,4 TJ svarende til ca. 2,5% af det samlede danske brændselsforbrug til el og kraftvarme. Oliens bidrag udgjorde således 0,9 TWh el og 2,4 PJ varme. Driften modelleres ved hjælp af et virtuelt oliefyret værk, da der i Danmark ikke findes et egnet oliefyret kraftvarmeværk. Data stammer dels fra Kyndbyværket (520 MW el), et spidslast- og nødstartanlæg, dels fra Elsam Studstrupværkets blok 2, en rent oliefyret blok. Endelig er der anvendt generelle data fra udenlandske oliefyrede værker. Den funktionelle enhed for teknologien er 1 kwh el henholdsvis 1 kwh varme ab oliefyret kraftværk beregnet for referenceåret Den funktionelle enhed er opgjort således, at bidrag til miljøeffekter m.v. kortlægges for hovedfaserne udvinding af brændsel, transport af brændsel, raffinering, drift af kraftværk og bygning og nedrivning af kraftværket. Disponering af olierestprodukter indgår som en del af den kulbaserede elproduktion. Udvinding af olien er antaget at foregå i den danske del af Nordsøen. Samproduktion af olie og naturgas gør, at fordeling af emissioner mm. sker i forhold til de producerede energimængder. Transport antages at forgå fra danske platforme i Nordsøen og ind til land via DONG s pipeline og videre til raffinering ved Fredericia. Derfra bliver olien skibet til de forskellige værker rundt om i landet. Raffinering antages foretaget på Shell Raffinaderiet ved Fredericia. Supplerende data for raffinering stammer fra Statoils raffinaderi i Kalundborg. Afgrænsning af driften af kraftværket omfatter luft-, vand- og affaldsemissioner i forbindelse med el- og varmeproduktion men eksklusive eltransformeren og varmekedlen, da disse hører til transmissions systemer. Bygning og nedrivning af et oliefyret kraftværk tager højde for 1. ordens maskindele og bygninger. Levetiden af kraftværket er beregnet til 30 år med et forbrug af el og maskindele på henholdsvis 1 % og 5 % DATAINDSAMLING Udvinding af olie Udvinding af olie antages at ske på danske platforme i Nordsøen. Data stammer fra Energistyrelsen, Dansk Statistik og DONG. Som for gasteknologien er de væsentlig miljøpåvirkninger fra flaring af associeret gas, eget forbrug af gas og udledninger af tungmetaller fra boremudder. Transport af olie Data om olietransport fra Nordsøen til lands og videre til raffinaderiet stammer fra DONG. Data for transport til værkerne stammer fra gennemsnitsdata om skibstransport i UMIP-databasen. Raffinering af olie Data om raffinering af olie stammer fra Shells og Statoils grønne regnskaber for 1997 samt personlige kommentarer fra miljøpersonale på raffinaderierne og supplerende gennemsnitsdata fra Økoinventar von Energiesystemen og Chiefdatabase. Allokering mellem raffinaderiets produkter er gjort ud fra metodikken forklaret i Frischknecht et al

92 Bygning og nedrivning af et oliefyret kraftværk Et oliefyret kraftværk adskiller sig ikke væsentlig fra et kulkraftværk ud over nogle få dele såsom kulkran, transportbånd, møller, osv. Data fra et kulkraftværk er således anvendt, dog naturligvis fratrukket de nævnte kulspecifikke anlæg. Drift af et oliefyret kraftværk Data for drift af et oliefyret værk stammer fra Kyndbyværkets og Elsam Studstrupværkets grønne regnskab 1997, driftsrapporter fra Energi E2, Driftsafdelingen, Ôkoinventare von Energiesysteme (Frichknecht et al 1996) og Chief-databasen MODELLERING I UMIP De normaliserede miljøeffektpotentialer modelleret i UMIP vises i nedenstående figur 7.13 for olieteknologiens livscyklus. Figuren viser resultater for de funktionelle enheder, hvor allokering mellem el og varme er foretaget på grundlag af henholdsvis energikvalitets- og energiindholdsmodellen. Olie - Miljøeffekter 1 kwh El og Varme Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Olie(Varme-energikva.) Olie (El-energiindhold) Olie(El-energikvalitet) Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Drivhuseffekt 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 milli-personækvivalenter, mpe Figur 7.13: Miljøprofil for olieteknologien. Figur 7.13 viser den funktionelle enheds bidrag til de forskellige miljøeffektkategorier. Det er tydeligt, at drivhuseffekt og forsuring er de største miljøeffektpotentialer, henholdsvis ca. 15 og 8 gange større end de andre kategorier. Efterfølgende figur kan imidlertid afdække, hvor i livscyklusfaserne de relativt største bidrag i de enkelte miljøeffektkategorier forekommer. 91

93 Olie (energikvalitet) Miljøeffekter fordelt på faser Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Drivhuseffekt 0% 20% 40% 60% 80% 100% Drift Brændsel Byg/riv Transport Figur 7.14: Miljøeffekter opdelt på faser for olieteknologien. Det ses tydeligt, at bidraget til drivhuseffekt og forsuring stammer fra drift af kraftværket og skyldes udledninger af henholdsvis CO 2, SO 2 og NO x i forbindelse med forbrænding af olien. Næringssaltbelastning, humantoksicitet og persistent toksicitet stammer også hovedsageligt fra udledninger af henholdsvis NO x, organiske gasarter og metaller i forbindelse med drift. Farligt affald stammer primært fra bygning og nedrivning. Det farlige affald består fortrinsvis af metalholdig slagge, som fremkommer i forbindelse med stålproduktion VURDERING Datakilderne må siges at være af stigende kvalitet, jo nærmere man kommer driftsfasen i oliens livscyklus. Det vil sige, at der primært er en usikkerhed og mangel omkring data for udvinding af olie, mens data for produktion (drift) er rimelig sikker og uden betydningsfulde mangler. Projektet bekræfter desuden vor formodning om, at de største miljøeffekter opstår i driftsfasen (> 90%) og altså der, hvor datakvalitet er bedste og usikkerheden mindst. Overordnet anser vi resultatet af modelleringen, det vil sige de normerede miljøeffektpotentialer, til at være pålidelige og uden større betydningsfulde mangler. Dog kan datakvaliteten og usikkerheden forbedres, især i de første faser af oliens livscyklus. Det vurderes at være unødvendigt, da produktion af el og varme, som står for over ca. 90% af miljøeffekterne, er godt kortlagt og af god kvalitet. Der er gennemført en vurdering af resultaternes følsomhed over for usikkerheder i data. Det er bl.a. gjort ved at opstille forskellige scenarier, hvor yderværdier eller usandsynlige værdier for de indsamlede data anvendes. Hermed belyses det, hvor stor betydning udsving i de enkelte data har for det endelige resultat. Sådanne følsomhedsanalyser er gennemført for faserne udvinding, raffinering og bygning og nedrivning; det vil sige der, hvor usikkerheden har været størst. Det har vist sig, at usikkerheden i udvindingsfasen har ringe betydning for resultaterne. Til gengæld har usikkerheden om raffinering og bygning og nedrivning en mærkbar betydning for henholdsvis forsuring og farligt affald. 92

94 Med dette for øje er det vigtigt, at indsamlingen af datamaterialet i det videre LCAarbejde forbedres væsentligt, især for raffinerings-, bygnings- og nedrivningsfaserne. 7.5 NATURGAS Naturgas har i en del år været en del af det danske energisystem. I første omgang blev naturgassen betragtet som et biprodukt ved olieproduktion og blev blot flaret væk - enten på selve platformen eller på raffinaderiet. Siden er gassen imidlertid blevet en væsentlig del af energiforsyningen bl.a. i Danmark. Med etableringen af naturgasnettet blev der for alvor sat skub i udviklingen hen imod decentrale naturgasfyrede el- og varmeproducerende anlæg samt udskiftning af oliefyr i private husstande. Livscyklusvurderingen omfatter alle livsfaser fra bygning af værkerne, udvindingen af naturgas, driften af anlæggene og skrotningen. Ved valg af detaljeringsgraden i dataindsamling og modelleringen er der dog lagt vægt på at se naturgas som en del af det samlede energisystem SYSTEMAFGRÆNSNINGER Arbejdet med naturgas har omfattet fire teknologier: Centrale Kedler (CK), med udgangspunkt i 400 MW-blokken på Elsam Skærbækværket, (SVS3), H.C. Ørstedsværket (HCV) og Svanemølleværket (SMV). SVS3 er et nyt kraftvarmeanlæg, som blev sat i drift i slutningen af 1997, medens HCV og SMV, der primært producerer damp, er ældre anlæg. Levetiden for centrale kedler er sat til 30 år. Combined Cycle (CC), som for det meste består af gasturbiner koblet til en generator. Røggassen ledes til en udstødskedel, der producerer både elektricitet og kraftvarme. Størrelsesmæssigt rækker CC-anlæg fra MW. Der er en række forskellige designs, virkningsgrader og teknikker til emissionskontrol. Det antages, at de værker, der anvender naturgas som primært brændsel, er omfattet af denne kategori, og de anlæg, der anvender multibrændsler eller naturgas til støttefyring, er omfattet af andre undersøgelser. Levetiden er sat til 30 år. Single Cycle-anlæg (SC). Ligner CC-anlæggene, men udstødskedlen er ikke udbygget med vanddampkredsløb. Der produceres stadig fjernvarme fra udstødskedlen, men ikke el. Størrelsesmæssigt ligger SC-anlæggene mellem 4-10 MW. Levetiden er sat til 20 år. Gasmotorer er de mindste gasfyrede anlæg mellem 0,1 og 15 MW. Her findes ligeledes en række forskellige designs. Levetiden er sat til 15 år. For alle anlæg er det antaget, at vedligeholdelse af anlægget i levetiden andrager 10% af den samlede tonnage. Efterfølgende tabel 7.2 viser kapacitet, naturgasforbrug samt producerede mængder el og varme i Det fremgår af tabellen, at gasmotoranlæggene står for den største del af elproduktionen, medens de centrale kedler producerer mest varme. Det skal dog bemærkes, at SVS3 var under indkøring i efteråret 1997 og derfor - i et normalt år - vil producere væsentligt mere el. 93

95 Tabel 7.2: Kapacitet, naturgasforbrug samt producerede mængder el og varme i 1997 Teknologi Installeret effekt Gasforbrug Energiproduktion, 1997 MW MJ/s 10 6 m 3 El, GWh Varme, TJ CK CC SC GM Total Naturgasteknologierne leverede i % af den samlede danske elproduktion og 20% af kraftvarmeproduktionen. I forhold til brændselsproduktionen ses på både ren produktion af naturgas og på naturgas produceret sammen med olie i den danske del af Nordsøen. Dataopgørelsen omfatter i princippet alle ind- og udgående massestrømme fra de enkelte boreplatforme. Der tages ikke hensyn til miljøbelastningen ved prøveboringer eller ved anlæg af boreplatforme. Flaring af gas, som i 1997 forekom for 4% af gassen, er medtaget i de videre beregninger. Transportsystemet indeholder den samlede miljøbelastning fra kompression af gassen på Nordsøen, gasbehandling, lagring, transmission i det overordnede ledningsnet samt distribution i regionale ledningssystemer helt til den lokale aftager. Grænsen til brugeren lægges i måleren hos aftageren. Afgrænsning for de el og varmeproducerende anlæg følger afgrænsninger for øvrige el og varmeproducerende anlæg DATAINDSAMLING Produktion af naturgas Produktionen af naturgas er forudsat at ske på platforme i den danske del af Nordsøen. Data stammer primært fra Energistyrelsen og DONG. Væsentlige miljøpåvirkninger er flaring af gas, egetforbrug på platformene og diffuse emissioner af metan samt andre kulbrinter. Transport af naturgas Miljøforholdene ved transmission af naturgas bygger på informationer fra DONG, medens informationerne relateret til distributionsnettet stammer fra Naturgas Syd og Naturgas Midtnord. Data for disse to selskaber er derefter skaleret til at dække hele landet. Miljøbelastningen ved anlægsarbejdet er ikke inddraget. Bygning/nedrivning af el- og kraftvarmeproducerende anlæg Til bygning af kedelanlæg er der taget udgangspunkt i dataindsamlingen for den kulfyrede blok. Det er et rimeligt udgangspunkt, eftersom der grundlæggende er tale om den samme teknologi. For CC-anlæggene er data fra Silkeborg Kraftvarmeværk brugt som udgangspunkt for en skalering til den samlede installerede effekt i hele landet. For SC-anlæggene bruges en modificeret udgave af data for CC-anlæg. Endelig er der lavet en generisk model af et gasmotoranlæg på 1 MW ud fra erfaringstal. Der er ikke taget hensyn til energiforbruget ved bygning af anlæggene. Drift af el- og varmeproducerende anlæg 94

96 For kedelanlæg er data fra driften af anlæggene taget fra grønne regneskaber fra SVS3, HCV og SMV. Der er altså tale om en god dækning med aktuelle data. For CC-anlæg er data skaleret til alle anlæg ud fra oplysninger i de grønne regnskaber fra Silkeborg og Hjørring kraftvarmeværker. For SC-anlæg tages i vid udstrækning udgangspunkt i generelle nøgletal indhentet hos Dansk Gasteknisk Center, medens emissioner fra gasmotoranlæg er taget fra en arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen MODELLERING I UMIP I efterfølgende figur 7.15 vises en miljøprofil af de fire gasteknologier, der er modelleret i UMIP-værktøjet. Figuren viser resultater for den funktionelle enhed 1 kwh el, hvor allokering mellem el og varme er foretaget på grundlag af energikvalitetsmodellen. Miljøeffekter - gasteknologier Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 millipersonækvivalenter, mpe GM-gas CK-gas CC-gas SC-gas Figur 7.15: Miljøprofil for gasteknologierne. Det mest bemærkelsesværdige resultat er, at gasmotorerne har 20% højere drivhusgasemission end de øvrige teknologier. Det skyldes primært, at der er en væsentlig emission af metan i forbindelse med driften af motorerne. Bidraget til farligt affald og persistent toksicitet fra CK-gasanlæg er betydeligt større end fra de andre gasteknologier, hvilket delvist skyldes, at CK-anlæggene i 1997 havde et lavt antal fuldlasttimer. Fordeling af effekter på faser for gasmotorer: 95

97 Faseopdeling af miljøeffekter for gasmotorer Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0% 20% 40% 60% 80% 100% Drift Brændsel Byg/riv Figur 7.16: Miljøeffekterne opdelt på faser for gasmotorer. Det ses, at affald, persistent toksicitet og økotoksicitet primært kan henføres til bygning og nedrivning af anlægget, mens de øvrige primært kan henføres til driften. Dog skiller ozonnedbrydning sig ud ved, at bidraget hertil hovedsageligt stammer fra produktion af naturgas, men ozonnedbrydning bidrager kun ubetydeligt til den samlede miljøprofil for naturgas VURDERING Der er generelt en god kvalitet af data for driften af naturgassystemet fra udvinding i Nordsøen via transmissions- og distributionsnettet til anvendelsen på forskellige typer af el- og varmeproducerende anlæg. I vid udstrækning bygger dataindsamlingen på miljøberetninger fra de relevante danske selskaber. Det skal dog bemærkes, at driftsdata for centrale kedler er præget af, at 1997 var driftsstart for Elsam Skærbækværkets blok 3, som er helt dominerende for denne kategori af anlæg. Der var en række vanskeligheder i forbindelse med indkøringen, som betød, at anlæggets virkningsgrad i 1997 var dårligere, end det må forventes på længere sigt. Dette betyder, at miljøeffekterne er opgjort for færre kwh produceret, end hvad der vil være normalt for anlægget, og dermed opnås en dårligere miljøprofil. Ved anvendelse af data for denne teknologi ud over 1997 skal man derfor være opmærksom på dette og så vidt muligt sikre en opdatering. Bygningen af boreplatformene er ikke medtaget, medens bygning af kraftværksanlæggene kun er beskrevet på et overordnet niveau. Generelt har bygning og anlæg dog mindre betydning for den samlede påvirkning fra teknologien, hvorfor det anses for rimeligt at have valgt denne afgrænsning. For effektkategorier omkring toksicitet og affald kan det dog få en væsentlig betydning, hvis flere materialer inddrages. Detaljeringsniveauet for gasteknologien er generelt sammenligneligt med de øvrige forbrændingsteknologier. 96

98 De modeller i UMIP-værktøjet, der er opbygget for gasteknologierne er temmelig komplicerede. Der vil blive forsøgt en ny modellering af teknologierne for yderligere at sikre kvaliteten af resultaterne. 7.6 AFFALD OG BIOMASSE Elproduktion fra biomasse- og affaldsfyrede anlæg udgjorde i 1997 ca. 3,5% af landets samlede elproduktion. Denne andel vil stige i de kommende år, idet udnyttelse af biomasse og affald til kraftvarmeproduktion er et vigtigt led i opfyldelsen af det danske CO 2 -reduktionsmål. Denne forventede stigning sker dels gennem nybygning af anlæg, bl.a. til opfyldelse af den politiske biomasseaftale, og dels gennem ombygning af eksisterende rent varmeproducerende biomasseanlæg / affaldsforbrændingsanlæg til både el- og kraftvarmeproduktion. Tabel 7.3: Elproduktion fra biomasse- og affaldsfyrede anlæg i 1997 PJ affald anvendt i 1997 PJ biomasse anvendt i 1997 Decentrale varmeanlæg 11,56 9,53 Decentrale kraftvarmeanlæg 14,71 7,26 Centrale kraftvarmeanlæg 0 0,80 Decentrale el producerende anlæg 0 0,08 Total 26,27 17,67 Ekskl. rent varmeproducerende anlæg 14,71 8, SYSTEMAFGRÆNSNINGER Ikke alle teknologier til udnyttelse af affald og biomasse til energiproduktion er behandlet. Således er forgasningsteknologi, biogas- og lossepladsgasanlæg ikke behandlet, fordi disse teknologier indtil videre kun repræsenterer en meget lille del af el- og varmeproduktionen. For biomasse er kun brændslerne halm og træflis medtaget. Disse brændsler betragtes som affaldsprodukter fra korndyrkning og produktion af gavntræ og tillægges derfor ikke nogle miljøeffekter fra dyrkningsfasen. Teknologierne biomasse- og affaldsfyrede anlæg dækker bygning, drift og skrotning af kraftværket, for biomasse tillige transport af brændslet (halm og flis) fra mark eller skov til kraftværket. For affald er transport af brændslet ikke medtaget, idet det antages, at affaldet alternativt skulle transporteres til losseplads, hvorfor det henføres til affaldsbortskaffelse. Biomasseanlæg og affaldsforbrændingsanlæg er i opbygning og materialeanvendelse meget lig med kedelanlæg. Hovedparten af de indsamlede data for store kedler er derfor skaleret ned til decentrale anlægs størrelse. Kun data for komponentgrupperne procesenergianlæg for eksterne forbrugere, kølevandsanlæg, hjælpeanlæg for blok, serviceanlæg og bygningsanlæg skaleres dog fra CC-anlæg (Combined Cycleanlæg), eftersom CC-anlæg på disse områder minder mere om biomassefyrede anlæg DATAINDSAMLING Produktion af brændsel Brændselskæden for halm påbegyndes, når halmen ligger høstet på marken. Brændselskæden for flis påbegyndes før flisningen, hvor hugsten ligger i skoven. 97

99 Affald tillægges ingen miljøeffekter fra produktionsfasen, hvorfor kæden begynder ved indfyringen. Da produktionen af halm og flis anses for et affaldsprodukt, er selve dyrkningsfasen ikke tillagt miljøeffekter. Der er dog indsamlet data for miljøeffekterne ved dyrkning af korn, og det er diskuteret, hvilke virkninger forskellige fordelinger af miljøeffekterne mellem kerne og halm ville give anledning til. Transport af brændsel Ud fra kendskabet til transportafstandene fra halmleverandørerne til de værker, der indgår i undersøgelsen, er det antaget, at halmen (og flisen) transporteres i gennemsnit 50 km i lastbil. For flis antages endvidere et forbrug af diesel til flisning. Bygning/nedrivning af anlæg Inventeringen af anlæggene er som nævnt for en stor dels vedkommende fremkommet ved at skalere ud fra KAD- og CC-anlæg ned til et anlæg på 15 MW, som er en typisk størrelse for eksisterende decentrale anlæg. Levetiden for anlæggene er sat til 15 år. Drift af anlæg (hovedprocessen) Data for produktion og brændselsforbrug og andre ressourceforbrug for 1997 er indsamlet for de elværksejede halm- og halm/flisfyrede kraftvarmeværker. Data for emissioner til luft samt indhold af diverse stoffer i restprodukter er ikke nødvendigvis knyttet til 1997, men det er søgt at opnå et mere bredt billede. Undersøgelsen har dog vist, at den ny halm/flisfyrede blok på Enstedværket er ganske repræsentativ for så vidt angår emissioner, hvorfor data fra denne blok for luftemissioner af tungmetaller er anvendt som nøgletal i UMIP-beregningerne. For de affaldsfyrede anlæg er der anvendt data fra grønne regnskaber for 1997 fra i alt 20 el- og kraftvarmeproducerende anlæg. Data for emissioner fra de affaldsfyrede anlæg er for en dels vedkommende beregnet ud fra nøgletal, som igen er beregnet ud fra forholdsvis få og spredte målinger. Det gælder f.eks. for dioxin. En følsomhedsvurdering, hvor emissionen af dioxin fra affaldsfyrede anlæg blev fordoblet, har vist at dioxinindholdet kun har en relativt lille effekt på persistent toksicitet og praktisk taget ingen effekt på de øvrige parametre. Restprodukter, der afsættes til industrielle formål som f.eks. gødning, og dermed fortrænger andre ressourcer, er ikke medtaget. Derimod er der foretaget en vurdering af miljøpåvirkninger fra de restprodukter, der deponeres MODELLERING I UMIP-VÆRKTØJET En miljøprofil for biomasse ses af efterfølgende figur Figuren viser resultater for de funktionelle enheder, hvor allokering mellem el og varme er foretaget på grundlag af henholdsvis energikvalitets- og energiindholdsmodellen. 98

100 Miljøeffektpotentialler El og Varme Biomasse teknologi Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Biomasse(varme-energikval.) Biomasse(El-energiindhold) Biomasse(El-energikval.) Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Drivhuseffekt 0,000 0,002 0,004 0,006 0,008 0,010 0,012 0,014 0,016 milli-personækvivalenter, mpe Figur 7.17: Miljøprofil for biomasseteknologien Det ses, at de væsentligste bidrag stammer fra farligt affald, forsuring og persistent toksicitet for både varme og el. Vi er dog nede i små størrelser. Farligt affald er den største med 0,02 mpe, og forsuring og persistent toksicitet er på 0,01 mpe. Årsagen, til at biomasse kommer ud med så lave miljøeffektpotentialer, er, at biomassen i denne analyse ikke tillægges nogle miljøeffekter fra dyrkningsfasen (fremstilling af brændsel). En følsomhedsvurdering, hvor halm tillægges 20% af miljøeffekterne ved dyrkning af korn, viser en mangedobling af effektpotentialerne. En følsomhedsvurdering, hvor transportafstanden fra mark til værk fordobles, viser, at biomasse ikke er specielt følsom over for øget transportafstand. En anden væsentlig grund til de lave effekter er, at biomasse og affald i modellen regnes CO 2 - neutrale. Efterfølgende figur 7.18 viser de enkelte livsfasers bidrag til miljøeffekterne. 99

101 Miljøeffektprofil Biomasse - ved energikvalitet fordelt på faser Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Drivhuseffekt 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Figur 7.18: Drift Byg/riv Restprodukter Transport Miljøeffekterne opdelt på faser for biomasseteknologien. De faseopdelte miljøeffektpotentialer for 1 kwh el fra biomasse viser ikke uventet, at potentialerne primært ligger i bygning/nedrivning i grupperne farligt affald og økotoksicitet. I begge tilfælde kan miljøeffekterne tilskrives stålproduktionen til fremstilling af komponenter til bygning og drift/vedligeholdelse af anlægget. Forsuring stammer primært fra emissioner af SO 2, NO x og HCl i forbindelse med transport og drift. For forsuring ligger potentialet i driftsfasen. Hvad angår drivhuseffekt ligger den største miljøbelastning i transportfasen. Da biomasse regnes CO 2 -neutral bidrager driften kun med en relativt lille del til drivhuseffekten. En miljøprofil for affaldsfyrede anlæg ses af efterfølgende figur 7.19: 100

102 Miljøeffektpotentialler El og Varme Affald teknologi Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Affald(Varme-energikval.) Affald(El-energiindhold) Affald(EL-energikvalitet) Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Drivhuseffekt Figur 7.19: 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 milli-personækvivalenter, mpe Miljøprofil for affaldsfyrede anlæg. De faseopdelte miljøeffektpotentialer for 1 kwh el fra affald viser et ganske andet billede end for biomasse. Affald (energikvalitet) Miljøeffekter fordelt på faser Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Drivhuseffekt 0% 20% 40% 60% 80% 100% Drift Byg/riv Restprodukter Figur 7.20: Miljøeffekterne for et affaldsfyret anlæg opdelt på faser. Her er den absolut dominerende miljøeffekt persistent toksicitet fra driftsfasen. En nærmere undersøgelse viser, at dette primært kan tilskrives emissioner af tungmetallerne bly, cadmium og kviksølv. For affald er der regnet med en vis 101

103 emission af dioxiner. Emissionen af dioxin slår ikke specielt igennem i profilen, og en følsomhedsberegning med en fordobling af dioxinindholdet har ikke den store effekt på størrelsen af effektkategorien VURDERING Biomasse og affald er i denne rapport behandlet som beslægtede teknologier og brændsler og regnes begge CO 2 -neutrale. Teknologierne er i høj grad sammenfaldende - i øvrigt også med teknologierne til forbrænding af fossile brændsler, men de resulterende miljøprofiler viser sig at være meget forskellige. Miljøeffektpotentialerne for biomasse er generelt meget lave og ca. en faktor 10 mindre end fra affald. Med de valgte afgrænsninger er miljøprofilen for biomasse ikke overraskende og er sammenlignelig med miljøprofilen for vindmølleproduceret el, bortset fra forsyningssikkerheden. Biomasse er i denne rapport betragtet som affald fra korn- og gavntræsproduktion og er ikke tillagt nogle miljøeffekter fra dyrkningsfasen. Det må betragtes som en mangel, at der ikke er gennemført en analyse af egentlige energiafgrøder, hvor hele dyrkningsfasen logisk må tillægges brændslet. Med den andel, som affald og biomasse indgår i den samlede produktion af el og varme i det betragtede år 1997, nemlig ca. 3,5%, anses resultatet for acceptabelt. Skal analysen imidlertid anvendes til teknologivurderinger af f.eks. nye anlæg eller brændsler, vil det være nødvendigt med nye og supplerende undersøgelser, herunder: Forgasningsteknologier til både biomasse og affald. Dyrkning af energiafgrøder. Sammensætning af affald til forbrænding, især affald med indhold af tungmetaller. Flere emissionsmålinger fra især affaldsforbrændingsanlæg. 7.7 RESTPRODUKTER Inden for restproduktområdet er der foretaget en livscyklusvurdering af alle de typer af restprodukter, der blev produceret på danske værker i referenceåret Det drejer sig om flyveaske og slagge fra olie- og kulfyrede værker, afsvovlingsprodukterne TASP, svovlsyre og gips, bioaske samt affaldsaske og - slagge. En stor del af disse restprodukter afsættes i dag til industrielle formål og til bygge- og anlægsaktiviteter, alternativt bliver restprodukterne anvendt til opfyldningsprojekter eller deponeres. I efterfølgende tabel 7.4 ses fordelingen af restprodukterne på anvendelser i året Tabel 7.4: Fordeling af restprodukter t tør Flyveaske Slagge Gips TASP H 2 SO 4 Samlet produktion 1.111,7 145, ,4 Industriel anvendelse Deponering Fyld, Miljøgodkendt Fyld i.h.t. Bkg. 568 (bl.a. bygge og anlæg) 568,3 349,4 161,3 32,6-33,6 5,8 106,6 Nyttiggørelsesprocent (%) 68,58 77,04 89, Restprodukterne er tidligere i LCA-sammenhænge udelukkende beskrevet som producerede mængder og ikke som effekter på miljøet. I dette projekt vurderes ,4 102

104 emissionerne fra askeopfyldninger og dermed den toksicitet, disse emissioner medfører over en periode på 100 år. Arbejdet med denne livscyklusvurdering har derfor også været en udvikling af LCA-metoden, der anvendes i projektet SYSTEMBESKRIVELSE De funktionelle enheder for hele livscyklusvurderingen af dansk el og kraftvarme er 1 kwh el henholdsvis 1 kwh kraftvarme (kraftvarmebaseret fjernvarme) leveret ved forbrugeren. Livscyklusvurderingen af restprodukterne indgår som en del af teknologierne kulbaseret el- og kraftvarmeproduktion og el- og kraftvarmeproduktion fra biomasse og affald og er derfor opgjort pr. tons disponeret restprodukt i Restprodukternes livscyklus begynder ved transporten bort fra værket (askesilo, slaggebad m.v.). Dette medfører, at udtag, mellemlagring m.v. opgøres under de enkelte produktionsteknologier. Restprodukterne er et samprodukt ved fremstilling af el og kraftvarme, og der bør i princippet foretages en allokering. I stedet for en allokering er den markedsbaserede systemudvidelse anvendt. Dette betyder, at restprodukter ikke belastes med en miljøpåvirkning fra produktionen, da hovedproduktet er el og kraftvarme, og samtidigt bliver restprodukter - afsat til industrielle formål og til bygge- og anlægsarbejder - ikke medtaget i livscyklusvurderingen. Derimod bliver egen disponering af restprodukter såsom askeopfyldning kortlagt i hele livscyklus DATAINDSAMLING Livscyklusvurderingen er foretaget for fire grupper af restprodukter, nemlig flyveaske og slagge fra kul- eller oliefyrede værker, afsvovlingsprodukter, flyveaske og slagge fra biomassefyrede værker samt flyveaske og slagge fra affaldsfyrede værker. Restprodukterne fra de affaldsfyrede værker er kortlagt, men medtages ikke i systemresultatet på grund af valget af allokering for systemmodellen. I dette projekt er der indsamlet og beskrevet data for faserne transport af restprodukter, entreprenørarbejde og udvaskning fra opfyldninger og deponier af restprodukter. Oplysninger omkring restproduktanvendelser, mængder produceret m.v. kommer fra selskabernes brændselsafdelinger. Transport Ved transport af restprodukter er der regnet med gennemsnitsafstande for de enkelte restprodukter fra de forskellige anlægstyper. Afstandene er oplyst af Elsam og Energi E2 A/S (tidligere SK Energi). Entreprenørarbejde Fasen entreprenørarbejde eller intern transport beskriver primært, hvor meget diesel der anvendes til at flytte og indbygge asken. Data er opgivet af de entreprenører, der er ansvarlige for entreprenørarbejdet ved askeopfyldningen ved Køge Havn. Udvaskning Udvaskningsdata stammer fra forskellige udvaskningsforsøg initieret af selskaberne i forbindelse med udviklingsprojekter og indberetninger til amt eller kommune. For at kunne beregne de udledte mængder arbejdes der med et scenario, hvor vandstrømningen gennem opfyldningen beregnes ud fra bl.a. nedbørsmængden og deponeringstykkelsen. Det er valgt, at udvaskning fra askeopfyldninger vurderes 103

105 over en tidshorisont på 100 år. Dette betyder ikke, at der ikke forventes en udvaskning fra opfyldningerne efter de 100 år, men tidshorisonten på 100 år er valgt som et udgangspunkt for en metodeudvikling. Det er senere hensigten, at metoden skal opdateres i forhold til de metoder, der måtte blive udviklet gennem bl.a. Miljøstyrelsens LCA-projekt om LCA og affald. Kvaliteten af de indsamlede data angående mængder har været rimelig god, da det primært er egne data, der er benyttet. Derimod er beregningerne for udvaskning fra depoter foretaget ud fra nogle forenklede scenarier. Forudsætningerne for disse scenarier er dog fastsat ud fra et ønske om at beskrive "worst case"-situationer MODELLERING I UMIP De fire restprodukttyper er modelleret hver for sig. Denne opdeling er valgt, da de enkelte modeller skal kunne anvendes som en del af nogle teknologier i projektet. Sammenligning af restprodukter Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Biomasse Afsvovlingsprod. Kul Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Drivhuseffekt mpe EMBEDFigur 7.21: anlægstyper. Miljøprofil for restprodukter fra forskellige Restprodukterne fra affaldsforbrænding udgør den største miljøbelastning, når restprodukthåndteringen sammenlignes pr. tons, men er ikke medtaget i ovenstående miljøprofil, idet affald ikke indgår i systemresultaterne. Miljøprofilen er dermed et udtryk for de restprodukter, der er medtaget i systemresultaterne. I miljøprofilen udgør miljøbelastning fra restprodukterne fra kulfyrede anlæg den største effekt, når man sammenligner disponeringen af 1 tons restprodukt. Miljøeffekterne fra restprodukterne er primært økotoksicitet og persistent toksicitet, som er forårsaget af vandemissioner med indhold af sporelementer og andre miljøfremmede stoffer. 104

106 Ved at opdele miljøprofilen på faser kan man se, hvorfra miljøpåvirkningerne stammer Miljøeffektpotentialer for flyveaske fra kul- og oliefyrede værker opdelt på faser Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Drivhuseffekt 0% 20% 40% 60% 80% 100% mpe Udvaskning Entreprenørarbejde Transport Figur 7.22: værker. Miljøeffekterne opdelt på faser for flyveaske fra kul- og oliefyrede Figur 7.22 er faseopdelingen vist for flyveaske fra kul- og oliefyrede værker, men tendensen er den sammen for alle restprodukttyper. Transport af restprodukterne - både transport fra værket og indbygningen af aske (entreprenørarbejde) - bidrager til andre miljøeffekter end toksicitet. Transporten af restprodukterne har dog ikke den store betydning i forhold til udvaskningen VURDERING Der er forsket meget indenfor restproduktområdet, og der er derfor mange data tilgængelige, men bearbejdningen af disse data bør foretages gennem en længere periode og på en mere struktureret måde, end der har været mulighed for i dette projekt. Metoden er forsøgt udvidet i forhold til UMIP-værktøjet, men metoden bør udvikles yderligere, hvis der skal findes et repræsentativt udtryk for miljøpåvirkningerne fra håndtering af restprodukter. De forudsætninger, der er valgt ved vurdering af restprodukternes livscyklus, er som tidligere nævnt fastsat ud fra et ønske om at lave et worst case -scenario. Tidshorisonten giver en usikkerhed i og med, at udvaskningen forventes at fortsætte ud over en 100 års periode. Der er derfor foretaget en følsomhedsvurdering af betydningen af tidshorisonten. En tidshorisont på 500 år vil medføre, at miljøeffekten økotoksicitet bliver forøget med 47%, men persistent toksiciteten kun forøges med 24%. Der er altså ikke tale om, at udvaskningen forøges proportionalt med tiden. 105

107 Resultatet er meget afhængigt af, hvor mange parametre der medtages ved vurdering af udvaskning til recipient. I denne livscyklusvurdering er der primært kigget på de sporelementer, der normalt føres kontrol med, det vil sige de sporelementer der udvaskes i de største mængder ved givne forhold, men andre sporelementer selv i små mængder kan have en stor indflydelse på toksiciteten. Alle udvekslinger med miljøet er i UMIP-værktøjet ikke tilknyttet effektfaktorer. Dette betyder, at emitterede stoffer i nogle tilfælde ikke får betydning for beregninger udført med UMIP s pc-værktøj. Dette er blandt andet gældende for aluminium og calcium, der emitteres ved udvaskning fra deponier med restprodukter. I UMIP-metoden indgår restprodukter på nuværende tidspunkt som en effektkategori, hvor aske og slagge bliver opgjort på mængder. Det har været et mål i dette projekt at udvikle på denne metode og derved kunne opgøre aske og slagge som miljøeffekter som f.eks. toksicitet. Der er gennem dette arbejde fremkommet et udtryk for miljøpåvirkningerne fra restprodukter i året 1997 beregnet på en udvaskning de første 100 år efter, at restprodukterne blev deponeret. Resultaterne viser, at den primære påvirkning af miljøet giver bidrag til effekter såsom økotoksicitet og persistent toksicitet ved udvaskning af tungmetaller og andre miljøfremmede stoffer. Siden referenceåret 1997 er der sket meget indenfor restproduktområdet. Afsætningen af specielt restprodukter fra kul- og oliefyrede værker er stigende, og der findes hele tiden nye anvendelsesmuligheder. Denne udvikling har stor betydningen for det samlede billede af miljøeffekterne fra restprodukterne. 7.8 VIND Teknologien El fra store, landbaserede vindmøller dækker elproduktion for hele den landplacerede del af vindkraftproduktionen i referenceåret 1997, dog undtaget de helt små husstandsvindmøller (< 25 kw). Husstandsvindmøller dækkes af teknologien Mikroproduktionsanlæg og er afrapporteret separat. Princippet med at hente energi fra vinden har været kendt i århundreder, og i de seneste 20 år er vindkraftens andel af den samlede danske elforsyning vokset støt. Udviklingsforløbet har ikke kun været en samlet vækst i antallet af opstillede møller. De enkelte møllers størrelse er ligeledes vokset fra pionerårenes 20 kw-maskiner til dagens 1,5-2,0 MW-maskiner. En illustration af den hastige udvikling ses af udviklingen i årtiet før det valgte referenceår 1997: Således var den opstillede kapacitet 114 MW i 1987 (fordelt på møller), mens den i 1997 omtrent var 10- doblet til en kapacitet på MW (fordelt på møller). Teknologiens bidrag i referenceåret 1997 til den samlede danske produktion af el var 1,9 TWh svarende til ca. 5% af den samlede elproduktion. Den totale produktion skal endvidere ses i lyset af, at 1997 var et relativt vindfattigt år (indeks 0,88) i forhold til et indeks 1,0 for det gennemsnitlige energiindhold i vinden i perioden SYSTEMBESKRIVELSE Den funktionelle enhed er 1 kwh el ab 600 kw-vindmølle udregnet for referenceåret

108 En opgørelse af el ab anlæg betyder, at kvalitetsfaktorer som bl.a. rådighedstid ikke er indeholdt i den funktionelle enhed. Ved en sammenligning mellem vindmølle-el og el produceret på konventionelle, termiske kraftværksenheder skal det erindres, at vindmøller kun kan producere el, når vinden blæser, og at produktionsmønsteret således ofte ikke er sammenfaldende med forbrugsmønsteret. Vindmølle-el kan således kun i mindre grad levere en associeret kvalitet som forsyningssikkerhed. For vindkraft er den funktionelle enhed alene baseret på en opdeling mellem to livsfaser, nemlig effekterne fra bygning og skrotning af maskinen samt et bidrag fra selve driftsfasen DATAINDSAMLING Vindkraft, som andre VE-teknologier, er karakteriseret ved, at selve driftsfasen i livsforløbet bidrager minimalt til den samlede belastning. For denne teknologi er miljøomkostningerne ved at bygge og efterfølgende at skrotte anlægget den største kilde til effekter. Det gælder både direkte effekter fra vindmøllefabrikkerne og de mere indirekte forbrug og emissioner længere nede i livscykluskæderne. Dataindsamlingen for teknologien har derfor været rettet mod at få en så god beskrivelse af fremstillingen af en vindmølle og efterfølgende bortskaffelse af de udtjente komponenter. Dette dog samtidigt med, at detaljeringsniveauet skulle passe med de niveauer, der blev opgjort for andre produktionsteknologier i Samarbejdsprojektet. Dataindsamlingen har været præget af, at langt de største belastninger findes hos fabrikanter mm. Det har påvirket omfanget og detaljeringsgraden af de data, der har været til rådighed for projektet. Bygning og skrotning For livsfasen bygning/skrotning er dataindsamlingen og den efterfølgende dataorganisering foretaget med udgangspunkt i en opdeling af en vindmølle i en række hovedkomponenter: Generator, gear, nav/nacelle/rotor, vinger, tårn og hjælpeudstyr. Hovedtonnager for disse hovedkomponenter er efterfølgende opgjort, idet den endelige modellering i udpræget grad anvender standardmaterialer indeholdt i UMIP-databasen. For opgørelsen og den efterfølgende modellering af data til vingeproduktion har det dog været nødvendigt at oprette en række specielle materialekategorier. Datakilder har været vindmøllefabrikanter og vingefabrikanter i Danmark samt udenlandske fabrikanter af større komponenter som f.eks. gear og generator. Drift Dataopgørelsen for driftsfasen er baseret på skøn, idet fabrikanterne ikke har kunnet give oplysninger vedrørende drift og vedligehold. Det er antaget, at hydraulik- og smøreolie udskiftes én gang hvert år, samt at der - i hele levetiden - skiftes reservedele svarende til 2% af møllens samlede vægt MODELLERING I UMIP Hovedresultatet af modelleringen, en miljøprofil i millipersonækvivalent (mpe) for 1 kwh el ab vindmølle, ses af efterfølgende figur. Skalaen på x-aksen er - af hensyn til sammenligning med andre teknologier - valgt i samme område som benyttet for teknologien Kulbaseret el og kraftvarme. 107

109 Vind- Miljøeffekter 1 kwh el Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 milli-personækvivalenter Figur 7.23: Miljøprofil for vindmølleproduceret el. Det ses, at farligt affald udgør det største miljøeffektpotentiale for vindkraft. Det store bidrag fra farligt affald kan henføres til produktionen af stål og til pulverlakering af tårn under fremstillingen. Modelleringen er udført, således at bidragene fra de to livsfaser for 1 kwh vindmølle-el kan adskilles, det vil sige bidraget fra produktion/skrotning af selve vindmøllen og bidraget fra driftsfasen. Dette resultat er vist i den faseopdelte figur. 108

110 Vind (energikvalitet) Miljøeffekter fordelt på faser Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Figur 7.24: Drift Byg/riv Miljøeffekterne for vindteknologien opdelt på livsfaser. Figur 7.24 viser hver livsfases procentuelle bidrag til den samlede påvirkning i en given miljøeffektkategori. Det er væsentligt at erindre de absolutte størrelsesordener som afbilledet i figur Der er således adskillige størrelsesordener til forskel mellem eksempelvis drivhuseffekt og farligt affald, som ikke ses af ovenstående. Figuren kan imidlertid afdække, hvor i livsfaserne de relativt største bidrag i de enkelte miljøeffektkategorier forekommer, og hvor der derfor principielt mest hensigtsmæssigt kan arbejdes for at reducere belastningerne. Det var forventet, inden projektet blev igangsat, at den største belastning ville være forbundet med fasen bygning/skrotning af anlæg, hvilket også er bekræftet. Driften bidrager med ca. 20% til slagge og aske samt til drivhuseffekt. Bidraget til effektkategorien slagge og aske skyldes hovedsageligt skrotning af olie, som forbrændes på et affaldsforbrændingsanlæg. Driftens bidrag til drivhuseffekten stammer fra elforbruget. For vindteknologien kan der ikke skelnes mellem 5 livsfaser, som er et af målene med samarbejdsprojektet. Kun faserne drift og bygning/nedrivning er relevante for vindkraft. For at videregive en større del af den information, der er indsamlet i projektet, vises efterfølgende en fordeling af miljøeffekter på forskellige dele af bygningen af en vindmølle. Denne type information er nødvendig, hvis LCA skal bruges til at forbedre design af fremtidens vindmølle. 109

111 Bygning/nedrivning faseopdelt Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt -60% -40% -20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% Produktion Opsætning Transport Skrotning Figur 7.25: Miljøeffekter for vindteknologien i livsfasen bygning/nedrivning opdelt på faser. Det ses af figuren, at produktion af møllen udgør den største miljøbelastning, mens skrotningen i mange tilfælde bidrager positivt, idet der forudsættes at ske en stor del genanvendelse af materialer. Transporten bidrager kun meget minimalt til miljøbelastningen. Opstillingen inkluderer støbning af fundament og er derfor relativt omfattende. Det store bidrag til persistent toksicitet fra opsætningen stammer fra fremstilling af stålet, der anvendes til armering af fundamentet. Idet produktion af møllen udgør den største miljøbelastning, er det værd at se nærmere på, hvilke hovedkomponenter af møllen der bidrager til denne belastning. Dette fremgår af efterfølgende figur. 110

112 Bidrag fra produktion af hovedkomponenter Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0% 20% 40% 60% 80% 100% Vinger Generator Tårn Gear Hjælpesystemer Nacelle/Nav Samling STYLEREFSEQFigur 7.26: hovedkomponenter. Miljøeffekterne for produktionsfasen for vindmøller opdelt op Tårn og nacelle, der vægtmæssigt udgør en meget stor del af den samlede tonnage, ses at være oprindelsen til også en stor del af miljøeffekterne, mens produktionen af vinger især gør sig gældende for effektkategorien ozonnedbrydning, hvilket udelukkende skyldes anvendelsen af lim indeholdende 1,1,1-trichlorethan. Modelleringen har taget sit udgangspunkt i en 600 kw-mølle, som er den type, der blev opstillet flest af i referenceåret Den danske vindmøllepark består imidlertid ikke alene af 600 kw-møller. For at levere et resultat, som kan anvendes til systemmodelleringen - det vil sige opgørelsen af et gennemsnit for el produceret og el forbrugt i Danmark i har det været nødvendigt at danne et estimat for, hvor mange 600 kw-møller der skulle opstilles for at dække de mange forskellige aktuelt opstillede møller. Dette antal er således brugt ved beregning af teknologiresultatet VURDERING Den overordnede vurdering af de anvendte data er, at detaljeringsniveauet for vindmølledata er af et sådant omfang, at modelleringen af livsfasen bygning/skrotning er konsistent med de resultater, der opgøres for andre elproduktionsteknologier. Datagrundlaget er imidlertid ikke alene tilstrækkeligt som udgangspunkt for vurderinger af mulighederne for at forbedre vindmøllers design. Et væsentligt aspekt af modelleringen har været behovet for og problemerne med at finde data for en lang række specialmaterialer. Projektets egne ressourcer har ikke været tilstrækkelige til at løse denne opgave i ret stort omfang. Modelleringen baseres derfor - som nævnt - i udpræget grad på brug af data fra UMIP-databasen. 111

113 7.9 MIKROANLÆG Produktionsteknologierne solceller, husstandsvindmøller og mikromotorer samles i denne rapport under betegnelsen mikroanlæg. Teknologierne dækker el- og kraftvarmeproduktion på - i sammenligning med andre el- og kraftvarmeanlæg - meget små anlæg, der er karakteriserede ved at være placeret helt ude i forsyningskæden hos den enkelte forbruger. Disse helt små anlæg forefindes i en række størrelser og varianter, og det har ikke været muligt at dække alle mulige anlægskonfigurationer. Der er derfor valgt at lade teknologierne repræsentere ved nogle typiske anlægsstørrelser, og valget af de helt konkrete anlægsmodeller er foretaget ud fra en betragtning om, at anlæggene tilnærmelsesvis skulle være af en størrelse, så de dækkede en enkelt husstands behov for el og - ved mikromotorer - kraftvarme. På den baggrund er solcelleteknologien repræsenteret ved et 2,5 kw P solcellemodul (mono- såvel som polykrystallinsk), husstandsvindmøllen er repræsenteret ved en 11 kw-mølle, og mikromotorteknologien er repræsenteret ved en 5,5 kw el forbrændingsmotor baseret på henholdsvis miljødiesel og naturgas. For mikromotorerne er den valgte anlægsstørrelse lige i overkanten af, hvad der vil være relevant for en almindelig husstand. Anlæg i denne størrelse er imidlertid den mindste, tilgængelige kommercielle størrelse og er derfor medtaget af denne grund. Endelig er der medtaget et mikromotorkoncept med anvendelse af en biomassefyret Stirling-motor. Teknologien er imidlertid endnu ikke kommerciel. Resultaterne skal derfor tages rent orienterende og vil ikke blive diskuteret yderligere. Mikroanlæg dækker stadig en meget lille del af den danske produktion af el og kraftvarme. Husstandsvindmøller er for så vidt den af teknologierne, man i Danmark har den længste tradition for at udnytte. Men især de seneste år har man set en kraftig, teknologisk udvikling af bl.a. solceller, og de danske energiforskningsprogrammer har intensiveret undersøgelserne omkring mulighederne for at indpasse også denne type elforsyningsanlæg i det danske elsystem. Det samme forhold gør sig gældende for mikromotorerne. Det forventes, at der kan være et vist potentiale for at benytte denne type anlæg specielt i landdistrikterne, hvor der ikke kan forudses at blive etableret fjernvarme. Grundet disse teknologiers meget ringe udbredelse i referenceåret 1997 får de ingen indflydelse på resultatet af systemmodelleringen for el. Mikroanlæg indgår ikke i systemresultater for el og varme SYSTEMBESKRIVELSE Den funktionelle enhed for teknologierne er 1 kwh el henholdsvis 1 kwh varme (kun mikromotorer) ab anlæg. Den funktionelle enhed vedrører principielt referenceåret 1997, men da der i referenceåret har været meget få anlæg i drift, er der i stedet for taget udgangspunkt i anlægskoncepter. Dette betyder, at den funktionelle enhed for så vidt dækker et bredere tidsinterval end de øvrige produktionsteknologier, der har været undersøgt i Samarbejdsprojektet, hvor der opereres med meget årstalsspecifikke data. Når miljøkonsekvenserne af de enkelte teknologier i Samarbejdsprojektet sammenlignes, kan teknologi-el for mikroanlæg for så vidt på samme tid 112

114 sammenlignes både med de andre elproduktionsteknologier (det vil sige ab værk), men også med systemel, der jo er el leveret ved forbrugeren. Den del af produktionen på mikroanlæggene, der er i fase med forbruget, vil aldrig komme ud på nettet og derfor ikke blive berørt af tab i transmissions- og distributionssystemet. Denne synsvinkel understreges af, at f.eks. solceller kan levere deres produktion på forbrugssiden af elmåleren og dermed i forhold til afregningen fungerer som negativt forbrug. På den anden side leverer forbindelsen til det overordnede elnet en forsyningssikkerhed, som de enkelte mikroanlæg ikke selv kan. Den funktionelle enhed fra de enkelte mikroanlæg er ikke omfattet af en kvalitetsfaktor, forstået på den måde, at forsyningssikkerhed, rådighedstider, nettilslutningspunkter, m.v. ikke indgår i beskrivelsen. Dette vil være en forskel mellem Samarbejdsprojektets forskellige teknologiresultater. Den funktionelle enhed er opgjort således, at bidrag til miljøeffekter m.v. kortlægges for fire hovedfaser: Fremstilling af brændsel, det vil sige primært produktion af olie og naturgas til mikromotorerne. Transport af brændsel fra producentland til de forbruger. Det er dog forudsat, at såvel olie som naturgas hentes fra de danske Nordsøfelter. Drift af anlæg, herunder konvertering af kemisk energi i brændslet til el- og varmeenergi. Bygning og skrotning af solcellepaneler, vindmølle og mikromotorer. Disponering af restprodukter, den femte kategori i Samarbejdsprojektet, er ikke relevant for mikroproduktionsteknologierne DATAINDSAMLING Igennem hele projektforløbet er der lagt meget arbejde i at indsamle, kvalitetschecke og beskrive relevante data for de fire nævnte livsfaser, indtil el/varme forlader produktionsanlægget for at blive anvendt i den enkelte husstand. Det har ikke altid været muligt at opnå den ønskede kvalitet i de anvendte data. Modsat de større elproduktionsanlæg er mikroanlæg ikke i samme grad omfattet af krav til måling af miljømæssig performance, og der er derfor kun få driftsdata til rådighed. Dette betyder, at for disse anlæg er selv driftsfasen behæftet med en vis usikkerhed. For alle teknologierne har det været nødvendigt at anvende 2.- og 3.-ordensdata, forstået på den vis, at de ikke umiddelbart har været tilgængelige som måle- eller erfaringsværdier hos de samarbejdende selskaber. Projektet har derfor været meget afhængigt af leverandører og underleverandørers vilje og kapacitet til at indgå i en dialog omkring data til modelleringen. Sammenlignet med andre teknologier, hvor data har været tilgængelige hos selskaberne selv, må det således konkluderes, at datakvaliteten formodentlig er behæftet med en større usikkerhed. Et væsentligt aspekt af modelleringen har været ønsket om at opnå en god detaljeringsgrad på selve anlægsbeskrivelsen, der jo har en stor indflydelse på det samlede resultat for solceller og husstandsvindmøller. Der har derfor været behov for at anvende en lang række specialmaterialer til modelleringen. Mange af disse materialer forefindes ikke i det valgte modelværktøj, og projektet har derfor haft et behov for at tilføre databasen disse materialer. Det har kun i begrænset omfang været muligt at løse dette databehov inden for projektets rammer. 113

115 114

116 7.9.3 MODELLERING I UMIP Figuren viser alene resultater for 1 kwh el, hvor allokering mellem el og varme er foretaget på grundlag af energikvalitetsmodellen. Figuren viser af hensyn til overskueligheden udvalgte effekter. En fuld miljøeffektprofil findes i teknologirapporten. For en illustration af miljøeffekterne for kraftvarme, der alene produceres fra mikromotorerne, henvises også til teknologirapporten. Miljøeffektprofiler for Mikroanlæg Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Husstandsmøller Solceller-monchrys. Solceller-polychrys. Mikromotor-sterling el ved energikvalitet Mikromotor-gas el ved energikvalitet Mikromotor-diesel el ved energikvalitet Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 milli-personækvivalenter, mpe Figur 7.27: Miljøprofil for el fra mikroproduktionsanlæg. Det ses af miljøprofilen for mikromotorer, at den største effekt for husstandsmøller og mikromotorer er farligt affald. Drivhuseffekten giver også anledning til et forholdsvis stort bidrag, primært fra gas- og diesel-mikromotorer. For effekterne forsuring, fotokemisk ozon og næringssaltbelastning giver Sterling-mikromotorer anledning til det største bidrag. Solceller tegner sig for de største bidrag for effekterne radioaktivt affald, volumenaffald og økotoksicitet. Som nævnt er modelleringen udført således, at bidragene fra fire væsentlige livsfaser i produktionsprocessen for el og kraftvarme kan opgøres. Dette resultat er vist for 1 kwh el for drivhuseffekt og farligt affald. En faseopdeling muliggør en analyse af, hvor der mest hensigtsmæssigt kan arbejdes med teknologien med henblik på at reducere de enkelte miljøeffekter. 115

117 Farligt affald Faseoprindelse Husstandsvindmøle Solceller-monokryst. Bygning/nedrivning Drift Solceller-polykryst. 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 millipersonækvivalenter, mpe Drivhuseffekt Faseoprindelse Dieselmotor Gasmotor Drift Sterlingmotor Brændsel Bug/nedrivning 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 milli-personækvivalenter, mpe Figur 7.28: Bidrag af livsfaser. Ved en analyse af de faseopdelte bidrag giver ikke overraskende driftsfasen anledning til en stor del af det samlede miljøeffektbidrag for mikromotorerne, mens vindmøller og solceller, der er driftsfri, henter en stor del af det samlede bidrag fra fasen bygning/skrotning. Dette ses illustreret for miljøeffektkategorierne farligt affald og drivhuseffekt. At mikromotorerne har så lille drivhuseffekt i bygning/skrotningsfasen sammenlignet med de andre teknologier skyldes især, at deres livstidsproduktion af el er væsentligt større. Omvendt ses en markant effekt på affald for alle teknologierne, hvor en stor del af effekterne her stammer fra anlægsfasen. En indsats omkring nyttiggørelse/genanvendelse af materialer vil derfor for alle anlægstypernes vedkommende kunne reducere denne kategori væsentligt.

118 7.9.4 VURDERING Som tidligere nævnt er der en del mangler på inddataområdet. Dette betyder ikke, at konklusionerne omkring teknologierne samt anvendelsen af modelresultaterne vil give anledning til urigtige fortolkninger, eller at der føres grove fejl videre i en systemmodellering. Det skal alene forstås således, at overordnede resultater kan trækkes ud af modellen, men at datamaterialet i sin nuværende form er for spinkelt til at gå ind i et arbejde med decideret produktudvikling af de enkelte teknologier IMPORT OG EKSPORT AF EL I dette afsnit beskrives importen og eksporten af el til og fra Norge, Sverige og Tyskland. Der præsenteres en miljøprofil for den importerede el, som indgår i det danske elforbrug. I 1997 var importen af el til Danmark GWh, mens eksporten var GWh. En opgørelse over importen og eksporten af el ses af efterfølgende tabel. Import GWh Eksport GWh Norge Sverige Tyskland 402 Total Det ses, at importen af el i 1997 fra Norge og Sverige hver udgør ca. 50% af den importerede el SYSTEMBESKRIVELSE Samtlige leverancer af el forudsættes at være ab værk; import betragtes som et virtuelt værk beliggende på grænsen, og eksport betragtes som en virtuel forbruger beliggende på grænsen. Importeret el indeholder transmissionstab fra produktionsstedet frem til grænsen og tillægges derefter nettab gennem det danske system frem til forbrugeren. Eksporteret el tillægges transmissionstab fra produktionsstedet frem til grænsen. Det er ejergrænserne for de enkelte udlandsforbindelser, der definerer modellernes grænse 2. Således ligger grænsen for import og eksport via Kontiskan (Eltra-Sverige) i vandkanten på østsiden af Læsø. Transit er ikke behandlet i denne rapport. Det vurderes, at nettab i forbindelse med transit er en sag mellem køber og sælger, formidlet af den systemansvarlige på en måde, der ikke belaster forbrugeren i området. I kapitel 5 er der en beskrivelse af den danske elproduktion og elforbrug inklusive import og eksport af el. Den funktionelle enhed for importeret el er 1 kwh el an dansk elnet. 2 Eltra notat TP

119 DATAINDSAMLING Eksporteret el fra Danmark er modelleret og beskrevet i kapitel 5. Produktionen - og dermed eksporten - baseres på de enkelte teknologier anvendt i Danmark i 1997 som beskrevet nærmere i afsnit Til brug for modellering af importeret el har der været behov for at indsamle data til sammensætningen af de enkelte landes elproduktion. Norge Ifølge det skandinaviske elsamarbejde Nordel, (Nordel Årsberättelse, 1997), blev strøm i Norge i referenceåret 1997 fremstillet af et teknologimiks som refereret i tabel 7.5. Denne kilde indeholder ikke oplysninger om nettab. Et skøn over nettab er imidlertid oplyst af den norske netansvarlige, Statnett og er ligeledes refereret i tabel 7.5. Tabel 7.5: Elproduktion i Norge Produktionsteknologi Andel, 1997 Modelleres som Vandkraft 99% Svensk vandkraft Gas og olie 1% Dansk gas- og oliekraft Samlet elproduktion 112,0 TWh Nettab 1) 7,0% 1) Overføringstap mellom produksjons- og uttakssted for eksport, (Statnett) Det har ikke været import-/eksportarbejdsgruppens opgave at udføre en decideret modellering af produktionsteknologier, der anvendes uden for Danmark men primært at redegøre for, i hvor stort omfang sådanne teknologier bidrager til den danske elforbrugers belastning af miljøet. Arbejdsgruppen har derfor været nødt til at træffe en række valg med hensyn til, hvorledes elproduktion i udvekslingslandene modelleres. For el produceret i Norge sammensættes en UMIP-model, der baseres på den relative fordeling mellem produktionsteknologier, jf. tabel 7.5, hvor modellen opbygges efter følgende prioriterede krav: Der søges anvendt LCA-baserede produktionsteknologier. Dette krav vurderes at være overholdt for alle teknologier, idet vandkraft modelleres som svensk vandkraft. Der søges anvendt LCA-data for Norge. Dette krav kunne ikke holdes for de indgående enkeltteknologier. Der er derefter valgt LCA-datasæt, hvor der er prioriteret efter: a) geografisk nærhed og b) tidsmæssig kongruens. Det vil sige data fra nabolande og for det aktuelle referenceår har været højt prioriteret. Denne prioritering vurderes at have været overholdt. Langt den overvejende del af norsk elproduktion baseres på vandkraft. Som det fremgår af tabel 7.5, er ca. 1% af elproduktionen baseret på de fossile brændsler olie og naturgas. Denne mængde er typisk fremstillet på kraftvarmeanlæg (Svenska Kraftnät, Vattenfall og Göteborg Energi Nät AB 1998). Den præcise fordeling mellem disse brændsler samt udformning af de aktuelle produktionsanlæg er ikke oplyst i de kilder, der har været til arbejdsgruppens rådighed. Arbejdsgruppen har derfor valgt at modellere dette bidrag som ren gas (combined cycle-teknologien). Dette valg vurderes at være acceptabelt set i lyset af den norske præference for at 118

120 udbygge med naturgas, hvor det er muligt og om muligt lukke ældre oliefyrede anlæg. En henvendelse til norske elproducenter samt miljømyndigheder med en anmodning om data til LCA-projektet er besvaret med, at der ikke forefandtes LCA-relevante data i Norge, og at anmodningen derfor ikke kunne imødekommes. 1 kwh an grænse mod Danmark Teknologi: Norge ,0593 0,0107 Vandkraft 99 % Olie/Gas 1 % Modelleres som svensk vandkraft Modelleres som dansk gas (CC) Bidrag fra Byg/riv Bidrag fra Brændsel Bidrag fra Drift Bidrag fra Byg/riv Bidrag fra Drift 0,3212 Figur 7.29: elproduktion Input i kwh Indeholder teknologiens procentvise andel samt et bidrag for nettab på 7,0% Produktionsteknologier i Norge - deres andel af den samlede Sverige Ifølge det skandinaviske elsamarbejde Nordel, (Nordel Årsberättelse 1997), blev strøm i Sverige i referenceåret 1997 fremstillet af et teknologimiks som refereret i tabel 7.6. Denne kilde indeholder ikke oplysning om nettab. Et skøn for nettab er imidlertid oplyst af svenske netoperatører (Svenska Kraftnät, Vattenfall og Göteborg Energi Nät AB, 1998), og er ligeledes refereret i tabel 7.6. Tabel 7.6: Elproduktion i Sverige 1997 Produktionsteknologi Andel, 1997 Modelleres som Vandkraft 47% Svensk vandkraft Atomkraft 46% Svensk A-kraft Biobrændsler 4% Svensk biomassekraft Gas og olie 2% Svensk gas- og oliekraft Kulkraft 1% Dansk kulkraft Samlet elproduktion 144,9 TWh Nettab 1) 2,0% 1) Överföringsförluster för Stamnät, (Svenska Kraftnät, Vattenfall og Göteborg Energi Nät AB, 1998) Et nettab på 2% svarer til det danske transmissionstab. Det har ikke været import-/eksportarbejdsgruppens opgave at udføre en decideret modellering af produktionsteknologier der anvendes uden for Danmark men primært 119

121 at redegøre for, i hvor stort omfang sådanne teknologier bidrager til den danske elforbrugers belastning af miljøet. Arbejdsgruppen har derfor været nødt til at træffe en række valg med hensyn til, hvorledes elproduktion i udvekslingslandene modelleres. For el produceret i Sverige sammensættes en UMIP-model, der baseres på den relative fordeling mellem produktionsteknologier, jf. tabel 7.6, hvor modellen opbygges efter følgende prioriterede krav: Der søges anvendt LCA-baserede produktionsteknologier. Dette krav vurderes at være overholdt for alle teknologier. Der søges anvendt LCA-data for Sverige. Dette krav kunne ikke holdes for en enkelt af de indgående enkeltteknologier (kulkraft). Der er derefter valgt LCA-datasæt, hvor der er prioriteret efter: a) geografisk nærhed og b) tidsmæssig kongruens. Det vil sige data fra nabolande og for det aktuelle referenceår har været højt prioriteret. Denne prioritering vurderes at have været overholdt. 1 kwh an grænse mod Danmark Teknologi: Sverige ,4794 0,4692 0,0408 0,0204 0,0102 Vandkraft 47 % Akraft 46 % Biomasse 4 % Olie/gas 2 % Kul 1 % Bidrag fra Brændsel Bidrag fra Brændsel 1/2 1/2 Modelleres som dansk kulkraft Bidrag fra Byg/riv Bidrag fra Drift Bidrag fra Byg/riv Bidrag fra Drift Bidrag fra Restprodukt Bidrag fra Byg/riv Bidrag fra Drift Bidrag fra Restprodukt Bidrag fra Brændsel Bidrag fra Byg/riv Bidrag fra Drift Olie Gas Bidrag fra Brændsel Bidrag fra Byg/riv Bidrag fra Drift Bidrag fra Brændsel Bidrag fra Byg/riv Bidrag fra Drift Bidrag fra Restprodukt 0,4794 Figur 7.30: elproduktion Input i kwh Indeholder teknologiens procentvise andel samt et bidrag for nettab på 2,0% Produktionsteknologier i Sverige - deres andel af den samlede Tyskland Ifølge det tyske erhvervsministerium, Bundesministerium für Wirtschaft, blev strøm i Tyskland i referenceåret 1997 fremstillet af et teknologimiks som refereret i tabel 7.7. Denne kilde indeholder ikke oplysninger om nettab. Et skøn for nettab er hentet fra Preussen-Elektra og er ligeledes refereret i tabel

122 Tabel 7.7: Elproduktion i Tyskland 1997 (Bundesministerium für Wirtschaft). Produktionsteknologi Andel, 1997 Modelleres som Kernekraft 31% Svensk kernekraft Stenkul 26% Dansk kulkraft Brunkul 25% Model opbygges Naturgas 9% Dansk gaskraft Vandkraft 4% Svensk vandkraft Vindenergi 1% Dansk vindenergi Andet 1) 4% Dansk affald og biomasse Samlet elproduktion 547,2 TWh Nettab 2) 3,6% 1) Andet omfatter træ, tørv, slam og affald 2) Nettab i transmissionsnettet, (Preussen-Elektra). Det har ikke været import-/eksportarbejdsgruppens opgave at udføre en decideret modellering af produktionsteknologier der anvendes uden for Danmark men primært at redegøre for, i hvor stort omfang sådanne teknologier bidrager til den danske elforbrugers belastning af miljøet. Arbejdsgruppen har derfor været nødt til at træffe en række valg med hensyn til, hvorledes elproduktion i udvekslingslandene modelleres. For el produceret i Tyskland sammensættes en UMIP-model, der baseres på den relative fordeling mellem produktionsteknologier, jf. tabel 7.7, hvor modellen opbygges efter følgende prioriterede krav: Der søges anvendt LCA-baserede produktionsteknologier. Dette krav vurderes at være overholdt for alle teknologier. Der søges anvendt LCA-data for Tyskland. Dette krav kunne ikke holdes for de indgående enkeltteknologier. Der er derefter valgt LCA-datasæt, hvor der er prioriteret efter: a) geografisk nærhed og b) tidsmæssig kongruens. Det vil sige data fra nabolande og for det aktuelle referenceår har været højt prioriteret. Denne prioritering har været overholdt for langt de fleste teknologier, dog er teknologien fremstilling af el på brunkulsfyrede kraftværker baseret på ældre, europæiske data (Buwal). Som det fremgår af tabel 7.7, er ca. 4 % af elproduktionen baseret på en række forskellige brændsler. Den præcise andel af disse brændslers bidrag til elproduktion er ikke direkte oplyst i de kilder, der har været til arbejdsgruppens rådighed. Arbejdsgruppen har derfor valgt at modellere dette bidrag som 3/4 affald og 1/4 biomasse. Denne fordeling tager udgangspunkt i Bundesministerium für Wirtschaft, hvor bidraget fra affald og træ til energiindhold i de fornybare energikilder er opgjort for året Idet der korrigeres for et nettab på 3,6 %, er den resulterende model for tysk el 97 i UMIP som skitseret i figuren nedenfor. 121

123 1 kwh an grænse mod Danmark Teknologi: Tyskland ,3212 0,2694 0,2590 0,0932 0,0414 0,0104 0,0414 Akraft 31 % Stenkul 26 % Brunkul 25 % Gas 9 % Vand 4 % Vind 1 % Andet 4 % Modelleres som svensk A-kraft Modelleres som dansk kulkraft Modelleres som dansk gas Modelleres som svensk vandkraft Modelleres som dansk vind Bidrag fra Brændsel Bidrag fra Brændsel Bidrag fra Brændsel Bidrag fra Brændsel Bidrag fra Byg/riv Bidrag fra Byg/riv Affald 3/4 Biomasse 1/4 Bidrag fra Byg/riv Bidrag fra Byg/riv Bidrag fra Byg/riv Bidrag fra Byg/riv Bidrag fra Drift Bidrag fra Drift Modelleres som dansk affald Modelleres som dansk biomasse Bidrag fra Drift Bidrag fra Drift Bidrag fra Drift Bidrag fra Drift Bidrag fra Brændsel Bidrag fra Brændsel Bidrag fra Restprodukt Bidrag fra Restprodukt Bidrag fra Restprodukt Bidrag fra Byg/riv Bidrag fra Byg/riv 0,3212 Input i kwh Indeholder teknologiens procentvise andel samt et bidrag for nettab på 3,6% Bidrag fra Drift Bidrag fra Restprodukt Bidrag fra Drift Bidrag fra Restprodukt Figur 7.31: elproduktion Produktionsteknologier i Tyskland - deres andel af den samlede MODELLERING I UMIP En miljøprofil for 1 kwh norsk, svensk og tysk el ses af nedenstående figur. Import, 1 kwh norsk el. Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Drivhuseffekt 0,000 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 Millipersonækvivalenter, mpe 122

124 Import, 1 KWh tysk el Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Drivhuseffekt 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 Millipersonækvivalenter, mpe Import, 1 kwh svensk el. Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Drivhuseffekt 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 Millipersonækvivalenter, mpe Figur 7.32: Miljøprofiler for importeret el fra Norge, Sverige og Tyskland, opgjort som 1 kwh an dansk net. Det ses, at bidragene til miljøeffekter for norsk el er betydeligt mindre end for svensk og tysk el. De primære bidrag for norsk el stammer fra volumenaffald, næringssaltbelastning og drivhuseffekt. For svensk el er det primære bidrag fra radioaktivt affald. Tysk el belastes hovedsageligt af radioaktivt affald, volumenaffald, slagge og aske samt drivhuseffekt. Disse forskelle i norsk, svensk og tysk el skyldes anvendelsen af forskellige teknologier til elproduktion. Norsk el baseres på vandkraft, som ikke giver anledning til væsentlige miljøpåvirkninger. Svensk el er baseret på vandkraft og atomkraft, hvor sidstnævnte er årsag til de relativt store mængder radioaktivt affald. Tysk el 123

125 produceres primært ved hjælp af kernekraft, stenkul og brunkul, hvilket kan ses af effekterne radioaktivt affald, volumen affald, slagge og aske samt drivhuseffekt. 124

126 8. TRANSMISSION OG DISTRIBUTION AF EL 8.1 TRANSMISSION Udbygningen af transmissionsnettet er i de seneste 50 år sket som følge af elforbrugets udvikling og samfundets behov for uafbrudt energiforsyning. I takt med det øgede forbrug er behovet for kapacitet øget. Udbygning med nye anlæg for højere spændinger har betydet, at transmissionsanlæg i dag benytter op til 400 kvspænding mod 150 kv som den højeste spænding i 1960'erne. Fordelene ved højspænding på 150 kv og 400 kv er nedsættelse af de elektriske tab og besparelser ved dimensionering af anlæggene i forhold til f.eks. 60 kv-anlæg. Luftledninger og friluftsstationer er fortsat den mest udbredte teknologi til opbygning af transmissionsnet. De høje anlægsomkostninger ved jordkabler og gasisolerede stationsanlæg er stadig en hindring for udbredelsen af disse anlæg. På de lavere spændinger i distributionsnettene bygges nye forbindelser i dag udelukkende med jordkabler SYSTEMBESKRIVELSE Teknologien "Transmission af el" dækker anlæg og aktiviteter i forbindelse med transport af el mellem de centrale kraftværksanlæg i Danmark, udenlandske transmissionsnet og distributionsnet i Danmark. Det er i samarbejdsprojektet aftalt, at et produktionsanlæg, der er tilsluttet transmissionsnettet, selv medtager en eventuel generatorfødeledning og tilhørende afbryderfelt i stationen, hvor tilslutningen til transmissionsnettet sker. Udlandsforbindelser er medtaget til ejergrænsen for anlægget. Eksempelvis ejer norske Statnett jævnstrømskablerne fra Kristiansand til Bulbjerg ved Thisted, og kablerne er derfor ikke medtaget. Afgrænsningen mod distributionsnettet er aftalt, så 132/50 kv- og 150/60 kvtransformere medtages af arbejdsgruppen for "Distribution af el". Opgørelserne af transmissionsnettets miljøpåvirkninger er omregnet til en funktionel enhed: "Transmission af 1 kwh" med udgangspunkt i de aktuelle forhold for Den funktionelle enhed er således miljøpåvirkningen ved transmission af 1 kwh i 1997 i Danmark, jævnfør ovenstående fysiske afgrænsninger mod produktionsanlæg og distributionsnet. Den funktionelle enhed har også en række sekundære kvaliteter ud over at flytte el: Systemsikkerhed, spænding, reaktiv effekt m.v. Evne til at klare fejl og udfald uden konsekvens for funktionen af nettet. Transportkapacitet for udveksling med naboområder (udland). Robusthed over for ændrede behov i transportmønstret. Anvendelse af økonomisk forsvarlige teknologier. Overholdelse af gældende love med hensyn til udformning og drift af anlæg. Disse kvaliteter er vigtige at have for øje, når ligeværdige alternativer skal findes. 125

127 For en nærmere udpegning af kilderne til miljøpåvirkningerne fra transmission af el opgøres miljøpåvirkningerne på fire hovedområder: 1. Etablering af anlæg. 2. Drift. 3. Nettab. 4. Skrotning DATAINDSAMLING Med henblik på en livscyklusvurdering er de væsentligste anlægstyper i transmissionsnettet blevet identificeret. Udvælgelsen er sket på baggrund af funktion og betydelig tonnage såsom luftledninger og transformere. Hertil er valgt en række anlæg, som er fundet relevante for sammenligninger og dannelse af et helhedsbillede. I sidstnævnte kategori hører jordkabler og stationsarealer. Der er således identificeret 21 forskellige anlægskomponenter, som er blevet undersøgt i livscyklusvurderingen. Hver af de 21 typer anlægskomponenter er beskrevet på baggrund af egne tegninger og driftserfaringer samt supplerende oplysninger fra leverandører og producenter. Disse beskrivelser er samlet i en række baggrundsnotater, som har været underkastet et kritisk gennemsyn af NESA Teknisk Rådgivning. Det kritiske gennemsyn er udført på vegne af Energi E2/Elkraft System, der i projektet er udpeget til at gennemføre denne opgave for transmission af el. I de enkelte baggrundsnotater er der lagt vægt på kvantitative beskrivelser af de materialer, der indgår i anlægskomponenterne for hver af livsfaserne: Bygning, drift og skrotning. Hertil er også medtaget forbrug af entreprenørmaskiner og kørsel i forbindelse med tilsyn. Nettab er en del af driften, men er behandlet særskilt af hensyn til den store påvirkning fra nettabene. Foruden transmissionsanlæggene er der arbejdet med støj, felter og visuel påvirkning fra transmissionsanlæg. Disse undersøgelser er resulteret i en beskrivelse af påvirkningerne og af, hvorledes der arbejdes med at nedbringe generne MODELLERING I UMIP-VÆRKTØJET Baggrundsnotaterne har direkte kunnet anvendes til modellering af transmissionsnettet. Til brug for modelleringen af blandt andet nettab er der anvendt systemresultater fra projektet. Der er gennemført beregninger med UMIP s pcværktøj for dels at finde de absolutte ressourceforbrug og emissioner og dels beregne miljøpåvirkningerne. Herunder er vist miljøpåvirkningerne ved transmission af 1 kwh i 1997 udtrykt i mpe. Det er værd at huske på, at hver dansker i gennemsnit brugte ca kwh i Dermed "fylder" transmission af el under 1% af en danskers totale miljøpåvirkninger. Det samlede danske elforbrug svarer til, at hver dansker i gennemsnit brugte ca kwh i Dermed bliver miljøpåvirkningen fra transmission af el under 7,2 mpe for en gennemsnitsdansker eller mindre end 1% af danskernes samlede miljøpåvirkninger. 126

128 Transmission - Miljøeffekter Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0,0000 0,0002 0,0004 0,0006 0,0008 0,0010 0,0012 0,0014 milli-personækvivalenter, mpe Figur 8.1: Miljøbelastning ved transmission af 1 kwh el. Volumenaffald er den mest betydende miljøpåvirkning fra materialeudvekslingen ved transmission af el. Volumenaffald er eksempelvis jordaffald i forbindelse med anlægsopgaver og fremskaffelse af brændsel fra åbne miner, hvor store mængder jord må flyttes. Volumenaffald er også rester fra skrotning af transmissionsanlæg. Således er alle betonfundamenter forudsat deponeret som volumenaffald. Genbrug af knust beton til f.eks. vejanlæg kan reducere denne påvirkning. Ligeledes vil en reduceret anvendelse af kul til elproduktion - og dermed også til nettabene - reducere mængden af volumenaffald. Bidraget til drivhuseffekten er transmissionens næststørste miljøpåvirkning. Det er især produktionen af el til nettab, der medfører udledning af drivhusgasser. Som en konsekvens af den danske udbygning med vedvarende energi fra vindmøller og biomasse vil emissionen af drivhusgasser og en række andre emissioner til luft og vand reduceres løbende. 127

129 Kilder til miljøbelastning ved transmission af el Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Byg Drift Skrot Tab Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt -40% -20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% Figur 8.2: Miljøpåvirkninger fra transmissionsnettes livsfaser. Bidragene fra transmissionsnettets tre livsfaser: Bygning, drift og skrotning viser, hvornår miljøpåvirkningerne udløses. Nettab hører egentlig under driften, men er vist separat på grund af den store påvirkning fra produktionen af el til nettab. Det fremgår tydeligt af figur 8.2, at nettab er en meget betydelig kilde til miljøpåvirkninger fra transmissionsnettet. Årsagen til, at skrotning kan give negative bidrag til miljøpåvirkningen, er genbrug af materialer. De miljøbelastende aktiviteter i driftsperioden er fortrinsvis kørsel i forbindelse med tilsyn og i mindre grad forbrug af reservedele. Dannelsen af fotokemisk ozon (smog) er primært forårsaget af bidrag fra benzin og dieselmotorer. I driftsfasen er det netselskabernes egne køretøjer, der er kilden, hvorimod det i byggefasen er motorer til minedrift, tog og skibe. Farligt affald fremkommer især ved fremstilling af materialer og findes derfor mest i byggefasen. 128

130 Kilder til ressourceforbrug ved transmission el Zn (zink) Uspec. vand Uspec. brændsel U (Uran) Træ (hårdt) TS Træ (blødt) TS Stenkul Råolie Overfladevand Opdæmmet vand Ni (nikkel) Naturgas Natriumchlorid (NaCl) Mn (mangan) Ler Byg Drift Skrot Tab Kvarts Grundvand Fe (jern) Cu (kobber) Cr (Chrom) Calciumcarbonat (CaCO3) Brunkul Al (aluminium) -60% -40% -20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% Figur 8.3: Ressourceforbrug ved transmission af el. Ressourceforbruget til transmissionsanlæg kan generelt karakteriseres ved anvendelsen af ikke-fornybare materialer som f.eks. metaller. Da metallerne forekommer i store mængder, er enkel indsamling med henblik på genbrug mulig. Det er i opgørelsen forudsat, at alle anlæg demonteres med henblik på genanvendelse af blandt andet metaller. Dette forhold medfører, at ikke-fornybare materialer senere kan indgå i andre produkters livscyklus. Genanvendelse er således en væsentlig forudsætning for transmissionens beskedne forbrug af ikke-fornybare ressourcer. Ressourcer som råolie og naturgas frigøres ikke direkte ved genanvendelse men fremkommer f.eks. i forbindelse med affaldsforbrænding, hvor olie og naturgas fortrænges. Brændselsressourcer som stenkul, olie og gas forbruges ved fremstilling af materialer og til dækning af nettabene. En fortsat stræben efter mindre nettab ser ud til at være forsvarligt - også i en livscyklussammenhæng, idet nettab medfører et større energiforbrug end kraftigere netanlæg. Ud over ressourceforbruget medfører transmission af el støj, felter og visuelle påvirkninger. Disse temaer er vanskelige at sammenligne med andre forhold i samfundet og er derfor behandlet mere kvalitativt. Støj er et meget generende problem, der dog kun optræder i forbindelse med særlige vindforhold, rimfrost eller fugtigt vejr. Ved ændring af isolatorer m.v. er det muligt at afhjælpe støj. Dog kan koronastøj kræve en forøgelse af antallet af faseledere. Felter har været genstand for talrige internationale undersøgelser. Der er imidlertid ikke fremkommet bevis for felters sundhedsskadelige virkning. Mistanken er 129

131 derimod svækket. Til trods herfor er der en udbredt usikkerhed eller ligefrem frygt i befolkningen for felternes mulige kræftfremkaldende virkning. Forbedring af miljøpåvirkningerne på dette område kan dels være reel oplysning om undersøgelserne og dels udformning af transmissionsanlæg med henblik på reduktion af felterne. Visuel påvirkning fra transmissionsanlæg er især et tema ved etablering af nye anlæg. Der tilstræbes da også en skånsom placering ved udarbejdelsen af nye anlæg. Den almindelige opfattelse er, at ledninger er grimme. I en tid med øget decentral produktion og kabellægning af de lavere spændingsniveauer har elforbrugerne mistet forståelsen for de nødvendige transmissionsanlæg. En holdningsbearbejdning kan medvirke til en øget accept af transmissionsanlæg VURDERING I forbindelse med modelleringen af transmissionsnettet er der samlet en stor mængde eksisterende oplysninger om anlæggene. Det har også været nødvendigt at indhente oplysninger fra leverandører og producenter. Imidlertid er grønne regnskaber og miljøoplysninger langt fra fyldestgørende for mange af de produkter, der finder anvendelse i transmissionsnettet. Dermed mangler der oplysninger om f.eks. ressourceforbrug, affald og emissioner. Datakvaliteten for de anvendte mængder af materiale vurderes at være meget god, når det huskes, at der er udvalgt repræsentative anlægsmodeller for de mange forskellige fabrikater og typer, der anvendes. Transport i forbindelse med etablering, tilsyn og nedrivning er i sagens natur baseret på skøn, da anlæggene er spredt over meget store arealer og derfor med forskellig afstand til leverandører m.v. Kvaliteten af data for miljøpåvirkninger ved fremstilling af materialer er tæt knyttet til UMIP-databasen, der er opbygget i perioden og derfor ikke nødvendigvis dækkende for netop de materialer, der anvendes i transmissionsnettet. Vurderingen er dog, at der fremkommer et tilstrækkeligt detaljeret billede for transmissionsnettet. Forsigtighed skal udvises, såfremt der opstilles sammenligninger af forskellige fabrikater eller typer af samme komponent. Der må da tages kontakt til den aktuelle producent. For materialer, der ikke fandtes i UMIP-databasen, er der gjort en ihærdig indsats for at fremskaffe oplysninger fra aktuelle producenter eller tilsvarende firmaer. Manglende inddata er især oplysninger om produktionen af porcelæn, asfalt og SF 6 - gas. For en række stoffer findes der ingen vægtningsfaktorer, og disse stoffer indgår da heller ikke i beregningen af den samlede drivhuseffekt. Når nogle stoffer mangler vægtningsfaktorer bliver miljøpåvirkningerne tilsyneladende mindre ved vægtningen. Betydningen vurderes at være mindre, taget i betragtning at vægtningen afspejler politiske mål, og samtidigt er normaliseringsreferencerne ej heller ajourførte. For SF 6 -gas er der specifikt oprettet en vægtningsfaktor, idet SF 6 -gas er gange stærkere som drivhusgas end CO 2. Udslip af SF 6 -gas er dog negligeabelt sammenlignet med CO 2 -udslip i forbindelse med nettab. Undersøgelsen af livscyklus for transmissionsnettet har givet ny viden om ressourceforbrug og miljøpåvirkninger ved transmission af el. Resultaterne kan anvendes til målrettet indsats på områder, hvor transmissionsanlæg udløser 130

132 miljøpåvirkninger. Det kan ske gennem udvikling og valg af alternativer, som har bedre livscyklusegenskaber. Det videre arbejde med livscyklusvurdering for transmission af el kan bidrage til identifikation af de komponenter, der med fordel kan videreudvikles med henblik på mindre miljøpåvirkning. Sammenligninger af alternative netudbygninger kan i fremtiden inddrage livscyklusvurderinger f.eks. i forbindelse med VVMredegørelser. Vigtige temaer, der kan fremdrages af arbejdet, er: Genanvendelse af materialer, nedbringelse af nettab, befolkningens forståelse for transmissionsnettets funktion og oplysning om de reelle sundhedspåvirkninger fra felter. 8.2 DISTRIBUTION AF EL I Danmark varetages produktion og distribution af elektricitet af omkring hundrede selskaber af meget forskellig størrelse og selskabsform - interessent-, aktie-, andelsselskaber og kommunale selskaber - bundet sammen i et net af aftaler, vedtægter og bevillinger. Transmissionsnettet forbinder kraftværkerne med distributionsnettet. Transmissionsnettets spændingsniveauer er fra 400 kv ned til 20 kv, mens distributionsnettet så omfatter fra 20 kv ned til 380/220 Volt. I dette projekt skiller grænser mellem transmission og distribution ved højspændingsklemmerne på / kv-transformere. Fra 50 kv til 400 kv anvendes der kun sjældent kabler, idet disse er meget dyrere end luftledning ved samme overføringsevne. I København er 132 kv- og 30 kv-nettet kabellagt, ligesom der ved andre byområder kan være kortere strækninger med kabler. Distributionssystemet består af højspændingsnettet for kv, det sekundære højspændingsnet, distributions- eller fordelingstransformerne samt lavspændingsnettene. Distributionsnettet har til formål at fordele elektriciteten i forsyningsområderne samt levere til den enkelte forbruger. Dataindsamlingen i forbindelse med livscyklusvurderingen af distribution er udført af KE Net, mens modellering er udført af Energi E2. Livscyklusvurderingen er en historisk LCA med reference i året Der blev i 1997 distribueret GWh, og der var et nettab på GWh, hvilket svarer til et tab på ca. 5% SYSTEMBESKRIVELSE Den funktionelle enhed for distributionen er 1 kwh el distribueret i referenceåret Distributionen er den sidste i rækken af teknologier, der sikrer, at den producerede el er nået frem til slutforbrugeren. Teknologiresultatet indgår derfor i projektet på lige fod med de andre teknologier. Den funktionelle enhed er opgjort således, at bidrag til miljøeffekter m.v. kortlægges for tre hovedfaser: Bygning af distributionsnettet, herunder fremstilling af komponenter. Drift af distributionsnettet, herunder tilsyn og reparationer. Skrotning af distributionsnettet, herunder bortskaffelse af materialer. 131

133 Der er foretaget en afgrænsning mellem transmission og slutforbrugeren, der definerer det område, der udføres en livscyklusvurdering af. Skellet mellem transmission og distribution går ved start af netanlæg med en driftspænding på under 100 kv (150/60 kv og 132/50 kv) og slutter ved levering til forbruger i målerskabet. De processer, der undersøges, er fremstilling af kabler og maste, transport, fremstilling af primær materiale, arealanvendelse, opsætning, drift og vedligeholdelse, uheld, tab, støj. Modelmæssigt opbygges distributionssystemet af komponenter. Herved forstås en opdeling af nettet i enkelte komponenter som f.eks. ledninger, transformere etc., der beskriver komponenternes gennemsnitlige indhold af materialer pr. km, pr. station eller lignende. Dette muliggør dels en nem modelkonstruktion af distributionsnettet, som det ser ud i dag og dels en model, der er let at opdatere DATAINDSAMLING Igennem hele projektforløbet er der lagt meget arbejde i at indsamle, kvalitetschecke og beskrive relevante data for distributionssystemet så komplet og fyldestgørende som muligt. De data, som er indhentet fra branchen, har generelt været grundigt beskrevet og veldokumenterede, mens det har været langt sværere at skaffe kvalitetssikrede data fra leverandører. I nogle af de tilfælde, hvor det ikke har været muligt at få data om mængder fra leverandører, er komponenterne skilt ad og hvert materiale vejet. Datakilder og typer for de enkelte faser er: Bygning: Omfatter en opgørelse af de væsentligste materialeforbrug medgået til bygning af distributionsnettet. Bygningen af nettet er opdelt på komponenter, hvor det overordnet er komponenter som kabler, luftledninger, transformere, kompaktstationer, højspændingsanlæg, lavspændingstavler, kabelskabe og sikringslister. Der er for komponenttyperne valgt repræsentative typer, som benyttes til at beskrive hele distributionssystemet. I livscyklusvurderingen medtages fremstillingen af de enkelte komponenter samt transport og opsætning af hele distributionsnettet. Drift: Driftsfasen for distributionssystemet består primært i tilsyn med anlæg og komponenter. Tilsyn omfatter både de lovpligtige tilsyn og de tilsyn, der forekommer i forbindelse med skader. Reparationer af nettet og udskiftning af komponenter indgår i defineringen af komponenternes levetid. Data for drift af distributionsystemet er baseret på distributionsselskabernes erfaringer inden for området. Nettab er i systemresultatet medtaget som en del af driftsfasen. Data for nettab er oplyst af DEF, og størrelsen af tabet er kontrolleret med transmissionen. Skrotning: Skrotning og genbrug er i høj grad baseret på skøn. Forholdene omkring skrotning af komponenter og genbrug af materialer er undersøgt, og ud fra disse oplysninger er der foretaget en vurdering af genbrug af materialer. Der er anvendt den samme genbrugsmodel, som der anvendes i alle dele af samarbejdsprojektet. 132

134 8.2.3 MODELLERING I UMIP Resultaterne er vist som normaliserede; det vil sige, at de indsamlede data er fordelt på miljøeffekter og sat i forhold til en gennemsnitspersons bidrag til de enkelte miljøeffekter i løbet af et år. Enheden millipersonækvivalent (mpe) er netop et udtryk for en tusindedel af bidraget pr. person. Miljøeffektpotentiale fra distribution af 1 kwh el Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0,000 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 mpe Figur 8.4: Miljøeffekter ved distribution af 1 kwh i Miljøeffektpotentialerne ved distribution af 1 kwh el ses af ovenstående figur 8.4. I beregning af nettabet og til fremstilling af komponenter er der anvendt 1 kwh dansk el 1997 fra projektets systemresultater. Det ses af figuren, at miljøeffektpotentialerne volumenaffald og drivhuseffekt er af stor betydning ved distribution af el. Dog ses der også et bidrag til farligt affald og forsuring. For at kunne identificere hvorfra disse miljøeffekter stammer i livscyklus, er systemet opdelt på de enkelte faser. Efterfølgende figur 8.5 er opdelt på faserne bygning/skrotning, drift og nettab. 133

135 Distribution ad 1 kwh el fordelt på faser Slagge og aske Radioaktivt affald Farligt affald Volumenaffald Persistent toksicitet Øko-toksicitet Human Toksicitet Næringssaltbelastning Fotokemisk ozon-1 (lavnox) Forsuring Ozonnedbrydning Drivhuseffekt 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% DRIFT TAB BYGNING/SKROTNING Figur 8.5: Miljøeffekter ved distribution fordelt på faser Det ses af figur 8.5, at miljøpåvirkningerne primært stammer fra nettabet i distributionssystemet. Dette er i overensstemmelse med resultaterne for transmissionen. Nettabet hører under driftsfasen, men er i denne modellering opgjort som en særskilt fase. Driften er uden betydning for det samlede resultat, hvilket skyldes, at det primært er transport i forbindelse med tilsyn og reparationer, der er bidragene fra driften. Bygning og skrotning er medtaget som en fase, da en opdeling på to faser vil medføre et negativt resultat for skrotning. Dette skyldes, at bygning foretages med 100% primært materiale, selvom meget af materialet er genbrugt. Derfor godskrives dette under skrotningen, hvor en del af det forbrugte materiale fratrækkes, samtidigt med at der medtages en række oparbejdningsprocesser og et lødighedstab på op til 10%. Volumenaffald stammer fra eksempelvis skrotning af distributionsnettet, men stammer også fra produktion af el, hvor et vigtigt bidrag til volumenaffald er opgravet materiale fra kulminerne. Drivhuseffekten stammer primært fra produktion af el, der går tabt i nettet. Denne miljøpåvirkning er afhængig af de enkelte produktionsteknologier, hvor el produceret på kulfyrede kraftværker forårsager den største drivhuseffekt VURDERING Det er primært leverandører og producenter, der har bidraget med data. Da en stor del af data ikke stammer fra branchen, har det været vanskeligt at vurdere datakvaliteten. Der er dog opfattelsen, at de data, der er anvendt, er repræsentative 134

136 for komponentsammensætningen i teknologien, og betydningen af data for komponenter er mindre afgørende i forhold til betydningen af nettabet. Data for materialer til fremstilling af de forskellige komponenter er trukket fra UMIP-databasen i de tilfælde, hvor det har været muligt. Materialerne i UMIPdatabasen er beskrevet på et meget forskelligt niveau, men databasen har primært kunnet levere de nødvendige materialer. Der er ikke oprettet nye processer for materialer til brug ved modelleringen af distributionssystemet. Resultaterne fra denne livscyklusvurdering er vist som normaliserede resultater, men denne normalisering foretages med værdier for miljøeffektpotentialerne, der stammer fra årene 1989 til Dette giver en skævvridning i resultaterne og vil i de fleste tilfælde medføre, at miljøeffektpotentialerne bliver mindre end de viste. For at bedømme usikkerheden på resultatet af livscyklusvurderingen er der foretaget en følsomhedsvurdering. Data er primært egne data eller oplysninger fra leverandører, men det kan forventes, at der i data vedrørende materialemængder kan forekomme en usikkerhed på ca. 2%. Materialernes levetid er ligeledes baseret på erfaringer og oplysninger fra leverandører, men da der forekommer levetider på op til 40 år, er det i dag begrænset med erfaringer omkring levetiden for nyere komponenttyper. Der er i livscyklusvurderingen anvendt de korteste, opgivne levetider, men levetiden forventes at variere op til 15%. Ved genbrug af materialer er der antaget et lødighedstab på 10%. Dette tab kan dog for de enkelte materialer variere fra 0 til 20%. Nettabet er baseret på nøjagtige målinger, der foretages løbende til brug ved afregning; derved bliver usikkerheden minimal og ligger på under 0,1%. Følsomheden af komponenternes levetider, transportafstande, lødighedstab og manglende data er vurderet i forhold til det opnåede resultat. På trods af at ændringer såsom levetider og lødighedstab er af en lille betydning for teknologiresultatet, er det vurderet at resultatet er repræsentativt for livscyklusvurderingen af distributionsnettet både på teknologiniveau og dermed også på systemniveau. Distributionsteknologien er beskrevet meget detaljeret, og der er i forbindelse med denne LCA udarbejdet et godt datagrundlag for at kunne arbejde videre med LCA og udvikle og tilpasse modellen til de anvendelser, der ønskes arbejdet videre med i fremtiden. En af disse anvendelser kunne være en miljøvurdering ved valg af komponenter eller ved valg af leverandører. Resultatet af livscyklusvurderingen ligger også op til, at det bliver undersøgt, om det er muligt at reducere nettabet yderligere. 135

137 9. KONKLUSIONER OG PERSPEKTIVER For at lave en konklusion på projektet er det naturligt at vende tilbage til formålet med projektet og starte med at vurdere, i hvilket omfang projektet har levet op til formålet. Næste skridt er at beskrive de væsentligste slutninger, man kan drage af de resultater, som projektet har frembragt. Til sidst peges på perspektiver for anvendelsen af resultaterne og det videre arbejde med LCA i elsektoren. Det skal understreges, at de konklusioner, der fremføres i det følgende, er udtryk for projektets egen vurdering. I kapitel 10 vil det eksterne kvalitetssikringsteam give deres vurdering af projektets resultater. 9.1 BLEV FORMÅLET OPFYLDT? Formålet med projektet var følgende: Hovedformålet med projektet er at beskrive belastningen af miljøet - fra vugge til forbruger - for dansk el og kraftvarme med de udvalgte funktionelle enheder: 1 kwh el og 1 kwh kraftvarme (varme produceret på eller i samproduktion med et elproduktionsanlæg). Derudover er der to underordnede formål: 1) At beskrive miljøbelastningen ved anvendelsen af de enkelte produktionsteknologier, der (i dag og med relativt kort tidshorisont) er tilgængelige for det danske el-produktionssystem. 2) At der i projektdeltagernes organisationer oparbejdes kompetence til dels at vedligeholde disse informationer og dels at anvende metodikken (historisk såvel som dynamisk/marginal LCA) i selskabernes miljøarbejde fremover. Hovedformålet om opbygning af systemresultater og delmålet om de nødvendige teknologiresultater vurderes i forhold til tre områder: Dataindsamlingen. Modelleringen. Rapportering/dokumentation DATAINDSAMLING Dataindsamlingen har bidraget til at systematisere og udbygge viden om miljøeffekter ved el og kraftvarmesystemet i Danmark og er endvidere et væsentligt bidrag til en nuanceret beskrivelse af miljøeffekterne ved vindkraftteknolgien under danske forhold. Projektets data udgør således et væsentligt fundament for de danske kraftværker og vindmøllefabrikanter i deres fortsatte miljøarbejde. Det forventes, at en fortsat tæt sammenknytning mellem livscyklusdata, miljøledelsessystemer og forskningsprojekter på sigt vil udbygge og forbedre dette datagrundlag. Med hensyn til dataindsamlingen konkluderes i kapitel 4, afsnit 4.5, at projektet generelt har en meget høj datakvalitet. For de væsentligste dele af de indgående processer har projektets parter haft adgang til egne data af god kvalitet. Dataindsamlingen har taget udgangspunkt i en indledende screening af de væsentligste miljøforhold for hver af teknologierne. Screeningen blev lavet dels med 136

138 udgangspunkt i dansk el 92 fra UMIP-databasen, dels på baggrund af egne erfaringer fra et forprojekt med en livscyklusvurdering af et kulfyret kraftværk. Denne problemorienterede tilgang betyder, at der er valgt forskellige detaljeringsgrader ved forskellige teknologier. For vindmøller har det således været med bygning af anlægget i fokus, medens de termiske teknologier har haft emissioner fra driften i fokus. Datakvaliteten bliver dårligst i de dele af livscyklus, der er længst væk fra projektets parter. Det gælder især udvinding af brændsel i udlandet. Her vil mangle nogle informationer, specielt om lokale miljøforhold, så som tungmetalforurening af grundvand og overfladevand i forbindelse med minedriften. Ser man på datakvaliteten for forskellige typer af miljøbelastning har de globale og regionale miljøeffekter generelt den bedste datakvalitet. Her anses alle væsentlige data for at være beskrevet tilfredsstillende. For de lokale miljøeffekter kan der være større usikkerhed. Det skyldes dels, at der mangler effektfaktorer for nogle stoffer, dels at mindre mængder af stoffer kan give et væsentligt bidrag til den samlede påvirkning MODELLERING UMIP-projektets pc-værktøj er anvendt til modelleringen. Dette valg er truffet for at sikre anvendelsen af den danske metodeudvikling på LCA-området samt i øvrigt sikre et sammenfald i baggrundsdata med de studier, som hovedparten af projektets brugere vil anvende. Valget er truffet på trods af, at pc-værktøjet stadig er en betaversion og altså ikke er færdigudviklet. Det har givet anledning til en række vanskeligheder af edb-teknisk art i forbindelse med at gennemføre et så stort projekt som det foreliggende. Projektet har været gennemført i en lang række teknologispecifikke arbejdsgrupper. Det har givet anledning til en vis spredning i tilgangen til modelleringen. Der er dog sket en løbende koordinering igennem projektet, ligesom der har været gennemført sammenligning af modelopbygning og resultater ad to omgange. På den måde er det lykkedes at gennemføre modelleringen med et rimeligt ensartet resultat. I forbindelse med modelleringen er der gennemført en lang række følsomhedsvurderinger på alle niveauer af undersøgelsen. For de enkelte teknologier har der været gennemført vurderinger af betydningen af usikkerheden på inputdata. På systemniveau er der gennemført følsomhedsvurderinger af de væsentligste afgrænsninger i projektet, herunder valget af delenøgle mellem el og varme ved kraftvarmeproduktionen og valget mellem at opgøre dansk produktion og dansk forbrug af el. Desuden er der gennemført en sammenligning med resultaterne af UMIP s eksisterende data for dansk el 92. I forhold til den valgte model er der et par svagheder i de miljøeffekt, der er til rådighed i UMIP s pc-værktøj. Det havde været ønskeligt med en effektkategorier for visuelle effekter, støj og elektromagnetiske felter for at få en mere fuldstændig beskrivelse af de miljøeffekter, som el- og kraftvarmesystemet giver anledning til. Det har ikke været muligt i projektet at definere nye effektkategorier i forhold til UMIP-metoden. På nogle områder mangler der også effektfaktorer for nogle miljøeffekter. Den alvorligste mangel er, at fine partikler ikke har nogen effektfaktor for human toksicitet. Andre undersøgelser viser, at fine partikler er den væsentligste miljøeffekt ved kulfyrede kraftværker (ExternE 1995). Elsektoren har igangsat et 137

139 forskningsprojekt, der skal beskrive emissionen af fine partikler fra kraftværkerne i forhold til andre kilder. På et enkelt område har projektet videreudviklet UMIP-metoden. Traditionelt har UMIP-metoden blot opgjort mængden af slagge og flyveaske som en selvstændig effektkategori. I dette projekt er modelleringen gået et skridt videre. Derved at håndteringen af restprodukterne er taget i betragtning. Størsteparten af restprodukterne er anvendt til industrielle formål eller anlægsarbejder og forsvinder dermed ud af livscyklus. For den del af restprodukterne, der er deponeret, har projektet modelleret den udvaskning, som de giver anledning til i løbet af 100 år og har på den måde fået emissionerne ind i de respektive miljøeffektkategorier. Det er valgt kun at fokusere på miljøeffekt-kategorierne. UMIP-metoden indeholder også en opgørelse af ressourceforbrug og af arbejdsmiljøforhold. Der er indsamlet data om disse forhold i projektet, men det er valgt kun i begrænset omfang at rapportere ressourceforbrug. For arbejdsmiljøets vedkommende har det ikke været muligt at indsamle konsistente data for alle teknologier og faser. Derfor er der slet ikke rapporteret resultater af dette. I øvrigt sker der en fortsat metodeudvikling omkring arbejdsmiljøforhold, hvor den nuværende form for opgørelser i UMIP afløses af andre modeller RAPPORTERING/DOKUMENTATION Nærværende rapport er kernen i dokumentationen af projektet i forhold til offentligheden. Den sammenfatter både de metodemæssige diskussioner i projektet og fremlægger alle de væsentligste resultater af arbejdet. I forbindelse med hovedrapporten er der desuden fremstillet en Cd-rom med alle system- og teknologiresultater i UMIP-format. Hovedrapporten står imidlertid ikke alene. For en mere overordnet introduktion af projektet er der lavet en pjece, og sammenfatningen af hovedrapporten er ligeledes udgivet selvstændigt. Som baggrundsdokumentation har de deltagende selskaber lavet selvstændige rapporter for alle de teknologier, der indgår i modellerne. Desuden er der lavet dataskemaer for alle de processer, der anvendes i modelleringen. Dette baggrundsmateriale er ikke redigeret til en form, hvor det kan offentliggøres, men det har været stillet til rådighed for det eksterne reviews vurdering af projektet. Det var et selvstændigt delmål for projektet at opbygge kompetence i de deltagende organisationer på livscyklusområdet. I gennem mere end to års arbejde med dette projekt har en stor gruppe medarbejdere i selskaberne på den ene eller anden måde være i berøring med livscyklusarbejde. Ikke alle har været lige involverede i den detaljerede modellering i UMIP s pc-værktøj, men mange har fået en fornemmelse for de metoder og overvejelser, der ligger bag en LCA. Dette er bl.a. kommet til udtryk på de to interne seminarer, der har været afholdt for de involverede parter i projektet. Sammenfattende kan det konkluderes, at projektets formål er opfyldt. Der foreligger et omfattende og kvalitetssikret materiale, der for første gang beskriver alle aspekter af miljøforholdene ved det danske el- og kraftvarmesystem i den samme ramme. Resultaterne er behørigt dokumenterede og stilles til rådighed for interesserede brugere af LCA-værktøjer. Samtidigt har en stor gruppe af selskabernes medarbejdere opnået erfaringer med at arbejde med livscyklustankegangen. 138

140 9.2 DE VIGTIGSTE RESULTATER Formålet med projektet har været at beskrive det danske el og kraftvarmesystem i Det formål er blevet opfyldt. Det er naturligt at spørge efter observationer eller analyser, der følger af dette arbejde. Det var ikke umiddelbart en del af projektets formål, men alligevel kan forskellige konklusioner fremdrages. Ikke alle vil være lige overraskende, men dokumentationen for nogle af konklusionerne er bedre end den tidligere har været DRIFTEN AF SYSTEMET GIVER DE VIGTIGSTE MILJØPÅVIRKNINGER Den overordnede konklusion fra projektet er, at selve produktionen af el og kraftvarme giver anledning til de væsentligste miljøpåvirkninger. For eksempel ligger over 90% af bidraget til drivhuseffekten i driftsfasen. Udvinding af brændsel samt transport til Danmark udgør altså et stykke under 10%. For andre miljøeffekter er driftsfasen lidt mindre dominerende. Det gælder forsuring, human toksicitet, persistent toksicitet og næringssaltbelastning, hvor driftsfasen kun bidrager med 70-75% af den samlede påvirkning. De mest markante undtagelser fra reglen om driftens betydning er: Volumenaffald, hvor kulminer er den klart største kilde. Farligt affald, hvor produktionen af stål til bygningen af anlæg er den dominerende kilde. Det er både gode og dårlige nyheder, at driftsfasen er den dominerende miljøbelastning. Gode nyheder, fordi det betyder, at elsektoren kan skaffe de bedste data til at beskrive denne fase, og fordi sektoren også selv har mulighed for at reducere sine miljøpåvirkninger. Dårlige nyheder fordi det understreger, at der ikke er nogle lette løsninger. Væsentlige miljøforbedringer kræver et ændret produktionssystem SYSTEMVALG ER AFGØRENDE FOR RESULTATERNE I forbindelse med opgørelse af miljøbelastningen pr. kwh leveret hos forbrugerne (i det videre: systemresultaterne) er der to overordnede problemstillinger at vurdere: Skal systemresultaterne afspejle elproduktionens sammensætning eller elforbrugets sammensætning? Hvordan skal fordelen ved samproduktion af el og varme fordeles mellem de to produkter? Til spørgsmålet, om resultaterne skal afspejle elproduktionen eller elforbruget, er der ikke noget entydigt svar. Svaret afhænger af, hvad man ønsker at vide noget om som skitseret i de to følgende modeller: Dansk elproduktion Her fokuseres på den el, der er blevet produceret på anlæg i Danmark. Det svarer til at se resultaterne fra et produktionsselskab, der vil deklarere sin produktion. Resultatet kan også ses som det danske bidrag, hvis der skal laves gennemsnit, f.eks. for europæisk elproduktion. Denne model ser altså helt bort fra samhandel med 139

141 udlandet og er - set i det perspektiv - urealistisk, fordi elhandelen bliver mere og mere international. Dansk elforbrug Her er det forbrugeren eller salget af el i fokus. Den strøm, der leveres hos forbrugeren, er en blanding af el, der er produceret i Danmark og i udlandet. Det er bruttoudvekslingen med udlandet i løbet af året, der indgår. I praksis er den samlede danske eksport og import til hvert af vores tre nabolande, Norge, Sverige og Tyskland, opgjort. Med hensyn til deling af fordelen ved den kombinerede produktion af el og varme er svaret ikke meget lettere. I det følgende skitseres to yderpunkter for, hvordan delingen kan foregå: Energiindhold Her sammenholdes el og varme umiddelbart i energienheder, således at fordelingen forudsætter, at 1 kwh el = 1 kwh varme. Hele fordelen ved samproduktion er her tillagt elproduktionen. Denne beregningsmåde anvendes, hvis man vil se på den gennemsnitlige miljøbelastning ved f.eks. en virksomheds el- eller varmeforbrug. Energikvalitet Her lægges til grund, at el har en større energikvalitet (exergi) end varme. Som en enkelt regneregel kan anvendes, at 1 kwh varme = 0,15 kwh el. Hele fordelen ved samproduktionen bliver her tillagt varmen. Denne metode kan bruges ved vurdering af den sparede miljøbelastning ved el- og varmebesparelser. Det overordnede valg af fordelingsnøgle mellem el og varme er en meget væsentlig usikkerhed ved bestemmelse af miljøbelastningen ved produktionsfasen. Fordelingen mellem el og varme har større betydning for resultatet end valget mellem at opgøre elproduktion eller elforbrug. Projektet har valgt at offentliggøre alle fire sæt resultater, så brugerne kan vælge det datasæt, der passer til formålet TAB ER DEN VIGTIGSTE MILJØPÅVIRKNING FRA NETTET For transmission og distribution er nettabene langt den vigtigste miljøpåvirkning. Tabene er generelt størst i distributionsnettet. I 1997 blev nettabene opgjort til henholdsvis 1,3% af elforbruget for transmissionsnettet og 4,8% for distributionsnettet. Det skyldes, at tabene er mindre ved højere spændingsniveauer. Når miljøeffekterne ved nettab er større end ved anlæg af net, betyder det, at investeringer i nye udbygninger af nettet kan være berettigede, hvis de nedsætter nettabene tilstrækkeligt. Man skal dog være lidt varsom med denne konklusion, da det værktøj, der er benyttet til at lave livscyklusvurderingen, ikke tager højde for den visuelle påvirkning KUL ER GENERELT MEST FORURENENDE, MEN Det er vanskeligt helt retfærdigt at sammenligne miljøeffekterne ved forskellige elproduktionsteknologier. Det skyldes blandt andet, at deres miljøbelastninger forekommer forskellige steder i livscyklus. En anden årsag er, at el er en speciel vare, der kræver, at den forbruges i samme øjeblik, som den produceres. Det betyder, at der hele tiden skal være balance mellem forbrug og produktion. Derfor leverer elproduktionsteknologier ikke kun kwh, men også evnen til at regulere produktionen, så den netop passer til forbruget. Det er ikke alle teknologier lige gode 140

142 til. Vindmøller og solceller har en elproduktion, der følger vejret og ikke forbruget. Nogle typer af kraftvarme værker er bygget til at følge varmebehovet og ikke elforbruget. Når der findes sådanne elproduktionsteknologier i systemet, der ikke kan tilpasses forbruget, er det nødvendigt at andre teknologier kan. Det betyder, at sammenligningen ikke er helt lige. Kul er stadig generelt set den mest miljøbelastende produktionsteknologi. Det gælder for drivhuseffekt og volumenaffald. For andre effekter, næringssaltbelastning, forsuring og toksicitetseffekter er kul næstmest belastende. På enkelte områder er andre teknologier værre : For farligt affald giver vindmøller anledning til en større produktion af farligt affald fra stålproduktionen, da de har et større materiale forbrug pr. produceret kwh. (Det har de bl.a. på grund af deres lavere antal fuldlasttimer). Gasmotorer og biomasse giver anledning til en større dannelse af fotokemisk ozon på grund af udledning af metan og andre organiske forbindelser, Hvis alle emissionerne tillægges el og varme, giver affaldsfyrede kraftvarmeværker anledning til den markant største emission af giftige stoffer (toksicitet). Hvis affaldsbortskaffelse ses som det væsentligste produkt fra et affaldsforbrændingsanlæg, kan man se anlæggene som den reneste kilde til el og varme! Udvaskning af restprodukterne fra kul over en 100 års-periode har kun en meget begrænset betydning for den samlede miljøpåvirkning fra et kulfyret kraftværk. 9.3 PERSPEKTIVER Arbejdet med LCA i elsektoren standser ikke med dette projekt. Der kan og vil blive arbejdet videre med baggrund i resultaterne af dette projekt. Det videre arbejde kan tage en række forskellige retninger: Der kan arbejdes med formidling af LCA-resultater i form af miljøvaredeklarationer. Der kan skabes en sammenhæng til det lokale miljøstyringsarbejde på kraftværkerne og i netselskaberne. Der kan arbejdes videre med udvikling af konkrete miljøforbedringer i design af energiteknologier. Der kan arbejdes videre med metoder til vurdering af sammensætningen af elsystemet MILJØVAREDEKLARATIONER Elsektoren laver i dag varedeklarationer for el og varme. Disse opgørelser er imidlertid baseret på driftsdata. For at få et mere fuldstændigt billede er det nødvendigt at udvikle LCA-baserede miljøvaredeklarationer som et middel til at informere og påvirke både professionelle og private elkunder om miljøvenlige elproduktionsformer. Der foregår internationalt en række aktiviteter, bl.a. omkring en ISO-standard for certificerede miljøvaredeklarationer. Der er allerede etableret en svensk standard for miljøvaredeklarationer. Der har været stor interesse for dette emne i den svenske elsektor, og to svenske elproduktionsanlæg er certificeret. 141

143 Der er i foråret 2000 igangsat et nordisk projekt omkring udvikling af miljøvaredeklarationer (NIMBUS = Nordic project for IMplementation of environmental product declarations in the BUsiness Sector). Deltagere i projektet er Dansk Industri samt deres søsterorganisationer i Norge og Sverige samt et antal konsulentvirksomheder (fra Danmark er det dk-teknik). Energisektoren indgår som én af to cases i projektet. Selskaberne bag LCA-projektet vil fortsat arbejde sammen om at etablere en dansk standard for miljøvaredeklarationer for el og kraftvarme MILJØSTYRING OG LCA Der gennemføres i disse år miljøstyringsprojekter mange steder i energisektoren. Derfor er det helt naturligt at sikre en integration mellem LCA-værktøjet og data indsamlet via miljøstyringssystemerne. Data fra miljøstyringsprojekterne kan bruges til at opdatere den eksisterende database for de enkelte teknologier. Samtidig kan LCA-værktøjet bruges til at vurdere forskellige forslag til miljøforbedringer på anlæggene i et LCA-perspektiv og med de veludviklede prioriteringsmetoder, der ligger i LCA-metoden RENERE ELPRODUKTIONSTEKNOLOGIER Der er allerede igangsat fire nye projekter, hvor resultaterne fra dette projekt indgår som baggrundsmateriale. Under PSO-1999 er der startet et forprojekt omkring LCA af vindmøller. Dette er videreført i Energiforskningsprogrammet 2000, hvor der er startet et projekt i samarbejde med Vestas og Forskningscenter RISØ om udvikling af et miljøvenligt design af fremtidens vindmøller. Endelig er der igangsat et projekt ved vindkraftcentret hos SEAS om en livscyklusvurdering af havmøller til brug i forbindelse med miljøvurderingen af konkrete projekter. Projektets undersøgelser omkring restprodukter indgår i et projekt sammen med en række danske rådgivere, der for Miljøstyrelsen arbejder med metodeudvikling omkring LCA og affaldsprodukter. Der forventes i øvrigt i selskaberne et fortsat arbejde med at anvende LCA til forbedring af miljøforholdene i el- og kraftvarmesystemet SAMMENSÆTNINGEN AF ELSYSTEMET LCA metoden kan videreudvikles, så den bliver et vigtigt miljøredskab til at vurdere sammensætningen af det fremtidige danske produktionsapparat med henblik på at leve op til landets miljømålsætninger. Metoden kan ligeledes ses som et led i at vurdere miljøbelastning ved udvikling af produktionsapparatet og de tilhørende distributions- og transmissionsnet. LCA kan således blive et nyttigt værktøj til at vurdere energiplaner. 142

144 10. KOMMENTARER FRA EKSTERNE REVIEWERE Reviewet er udført af Henrik Wenzel (fagligt ansvarlig), Instituttet for Produktudvikling, Nina Caspersen (projektansvarlig), Instituttet for Produktudvikling og Lotte Schleisner, RISØ. Reviewet er baseret på gennemgang af hovedrapporten og de underliggende teknologirapporter. Desuden har datamaterialet for modelleringen været til rådighed for reviewerne. Der har været tilknyttet intern kvalitetssikring af data, og det har derfor ikke været reviewernes opgave at undersøge om f.eks. de måledata, der er anvendt i projektet, er korrekte. Rimelighed og troværdighed af data på det overordnede plan er dog undersøgt. De foreliggende kommentarer relaterer sig primært til hovedrapporten. Kapitel 6, som omhandler varme, har ikke været forelagt reviewerne i den færdige form pga. tidspres, og dette kapitel indgår derfor ikke i vurderingen. Der er desuden afsnit, hvor ændringer er blevet indført i dialog med reviewerne, men som ikke har været set i den endelige sammenhæng. Formålet med reviewet har været at vurdere, om arbejdet som helhed lever op til ISO-standarderne i serien, samt om resultaterne giver et retvisende billede af livscyklus for dansk el og kraftvarme. Desuden har der fra projektets side været ønske om at følge den nyeste udvikling inden for LCA-området og vurdere arbejdet i forhold til denne. REVIEW-PROCESSEN REVIEWET HAR VÆRET DELT I TRE DELE: 1.del, afgrænsning 2.del, dataindsamling (for de enkelte produktionsteknologier) 3.del, hovedrapporten I forbindelse med hver del har der været udarbejdet skriftlige kommentarer fra reviewerne, som blev udsendt i forvejen til reviewernes kontaktperson for projektet. Herefter blev der holdt møder, hvor kommentarerne blev diskuteret mellem reviewerne og relevante personer fra LCA-projektets koordineringsgruppe. Kommentarerne fra disse møder er i høj grad blevet indarbejdet i rapporten. KONKLUSION Projektets formål var dels at levere data for fremstilling af el og varme (LCI-data) dels at foretage en vurdering (LCA) på baggrund af disse data. Projektet har to detaljeringsniveauer: det samlede system til produktion af el og varme de enkelte teknologier For det samlede system vurderes data at have stor fuldstændighed, mens der for enkelte teknologier kan være tale om områder, hvor data er mindre fuldstændige. Dette er generelt beskrevet i rapporten. Teknologibeskrivelserne lever ikke op til alle de stillede krav i ISO 14041, men det vurderes, at data er indsamlet på et fornuftigt grundlag, og at manglerne primært ligger i beskrivelsen og ikke i det bagvedliggende arbejde. Det må også pointeres, at detaljeringsniveauet for arbejdet er meget højt, og at de mangler, der er, generelt ligger inden for områder, som ikke vurderes at have væsentlig betydning for det samlede resultat. Det vurderes derfor, at 143

145 10. KOMMENTARER FRA EKSTERNE REVIEWERE Reviewet er udført af Henrik Wenzel (fagligt ansvarlig), Instituttet for Produktudvikling, Nina Caspersen (projektansvarlig), Instituttet for Produktudvikling og Lotte Schleisner, RISØ. Reviewet er baseret på gennemgang af hovedrapporten og de underliggende teknologirapporter. Desuden har datamaterialet for modelleringen været til rådighed for reviewerne. Der har været tilknyttet intern kvalitetssikring af data, og det har derfor ikke været reviewernes opgave at undersøge om f.eks. de måledata, der er anvendt i projektet, er korrekte. Rimelighed og troværdighed af data på det overordnede plan er dog undersøgt. De foreliggende kommentarer relaterer sig primært til hovedrapporten. Kapitel 6, som omhandler varme, har ikke været forelagt reviewerne i den færdige form pga. tidspres, og dette kapitel indgår derfor ikke i vurderingen. Der er desuden afsnit, hvor ændringer er blevet indført i dialog med reviewerne, men som ikke har været set i den endelige sammenhæng. Formålet med reviewet har været at vurdere, om arbejdet som helhed lever op til ISO-standarderne i serien, samt om resultaterne giver et retvisende billede af livscyklus for dansk el og kraftvarme. Desuden har der fra projektets side været ønske om at følge den nyeste udvikling inden for LCA-området og vurdere arbejdet i forhold til denne. REVIEW-PROCESSEN REVIEWET HAR VÆRET DELT I TRE DELE: 1.del, afgrænsning 2.del, dataindsamling (for de enkelte produktionsteknologier) 3.del, hovedrapporten I forbindelse med hver del har der været udarbejdet skriftlige kommentarer fra reviewerne, som blev udsendt i forvejen til reviewernes kontaktperson for projektet. Herefter blev der holdt møder, hvor kommentarerne blev diskuteret mellem reviewerne og relevante personer fra LCA-projektets koordineringsgruppe. Kommentarerne fra disse møder er i høj grad blevet indarbejdet i rapporten. KONKLUSION Projektets formål var dels at levere data for fremstilling af el og varme (LCI-data) dels at foretage en vurdering (LCA) på baggrund af disse data. Projektet har to detaljeringsniveauer: det samlede system til produktion af el og varme de enkelte teknologier For det samlede system vurderes data at have stor fuldstændighed, mens der for enkelte teknologier kan være tale om områder, hvor data er mindre fuldstændige. Dette er generelt beskrevet i rapporten. Teknologibeskrivelserne lever ikke op til alle de stillede krav i ISO 14041, men det vurderes, at data er indsamlet på et fornuftigt grundlag, og at manglerne primært ligger i beskrivelsen og ikke i det bagvedliggende arbejde. Det må også pointeres, at detaljeringsniveauet for arbejdet er meget højt, og at de mangler, der er, generelt ligger inden for områder, som ikke vurderes at have væsentlig betydning for det samlede resultat. Det vurderes derfor, at 143

146 livscyklusvurderingen for det samlede system lever op til ISO-standarderne i serien. Dette betyder, at der nu er data for såvel de enkelte produktionsteknologier som det samlede danske system for både produktion og forbrug af 1 kwh el og kraftvarme. Disse data udgør et godt grundlag for det videre arbejde inden for el-sektoren og til anvendelse i øvrigt LCA-arbejde, hvor data for el-produktion indgår som en vigtig del. Grundlæggende adskiller denne LCA sig fra de hidtidige danske data for el og varme ved ikke alene at inkludere livsforløbet for brændslerne, men også livsforløbet for energianlæggene. Det er et højt ambitionsniveau, som det generelt er lykkedes at opfylde. Desuden medtages emissioner fra deponi, hvilket er nyt i forhold til hidtidige data. Fra projektets side var der desuden ønske om at medtage stråling, støj, areal og visuelle effekter, hvilket vurderes at være relevant i en miljøvurdering af energisystemer. Dette har ikke været muligt at opfylde inden for projektets rammer, hvilket ikke skal ligge projektet til last, da disse miljøeffekter ikke er operationaliserede i eksisterende metoder til livscyklusvurdering. FUNKTIONEL ENHED Den funktionelle enhed er klart beskrevet som 1 kwh el/varme leveret fra det samlede system til forbrugeren. Den indeholder krav om høj rådighedsgrad af el/varme an forbruger, og det er godt at denne kvalitet ved el en er medtaget. Kvaliteten af el en burde imidlertid yderligere kvantificeres. Dette kunne gøres for både rådighedsgrad og andre væsentlige kvaliteter som f.eks. stabiliteten af spændingen og frekvensen, krav til grundlast/spidslast mm. MEDTAGNE EFFEKTKATEGORIER Miljøpåvirkningerne beskrives ved kategorierne miljøeffekter og ressourceforbrug. På teknologiniveau vises ressourceforbrug ikke konsekvent, og udeladelsen virker ikke velbegrundet. DE 4 MODELLER Der opstilles en model for både el-produktion og el-forbrug i Danmark, idet disse to modeller adskiller sig ved at inkludere eksport henholdsvis import af el. Dette er med til at øge anvendeligheden af data, idet disse to datamodeller har hver deres anvendelsesområder. Desuden opstilles to modeller for fordeling af miljøbelastninger mellem el og varme mht. energiindhold eller energikvalitet, så der i alt leveres 4 modeller. For allokering er der truffet et overordnet valg om anvendelse af systemudvidelse. Dette valg er ikke fulgt for alle områder, bl.a. ikke for fordelingen af miljøbelastningen mellem el og varme. Ifølge ISO har systemudvidelse 1. prioritet, men andre allokeringsmetoder er acceptable, hvis systemudvidelse ikke er mulig. Den nyeste udvikling på LCA-området arbejder hen imod anvendelse af systemudvidelse i alle de tilfælde, hvor man kunne tænkes at allokere. Da den nyeste udvikling imidlertid ikke er offentliggjort i færdig form, og der desuden er argumenteret for fravalget, virker de trufne valg rimelige. Det er valgt at vise allokering for såvel energiindhold som energikvalitet. I henhold til UMIP er det kun fordelingen ud fra energikvalitet, der er relevant og kun som anden prioritet, idet 144

147 systemudvidelse også i UMIP har 1. prioritet. Da praksis imidlertid viser at både energiindhold og energikvalitet anvendes, er det et fornuftigt valg at visse begge dele. Valget af flere metoder betyder også, at der er øget fokus på valgsituationen og den store betydning af valget. Review-panelet ser gerne levering af data i uallokeret form, så det på et senere tidspunkt ville være muligt at foretage en systemudvidelse, hvis det er relevant. Der savnes desuden bedre anvisninger til brugeren om, hvornår man skal anvende de enkelte modeller, specielt i forhold til energiindhold og energikvalitet. KOMMENTARER TIL LCA ENS KOMPONENTER De detaljerede kommentarer har følgende struktur: Indledning Formål og anvendelse Projektets metode Dataindsamling Vurdering og fortolkning Formidling/rapport Rapporten indeholder en god introduktion og argumentation for at gennemføre LCAprojekt i el-sektoren. FORMÅL OG ANVENDELSE Formålet er overordnet defineret. Det er bredt og viser det grundlæggende og generelle sigte med projektet. Via beskrivelsen af målgruppen, formidlingen og anvendelsen af projektet præciseres formålet og anvendelsen yderligere. Projektets formål og anvendelse primært som datagrundlag for el-data til LCA er af andre produkter står klart. PROJEKTETS METODE Den funktionelle enhed er klart beskrevet som 1 kwh el/varme leveret fra det samlede system til forbrugeren. Den indeholder krav om høj rådighedsgrad af el/varme, og det er godt, at denne kvalitet ved el en er medtaget. Kvaliteten af el en burde imidlertid yderligere kvantificeres. Dette kunne gøres for både rådighedsgrad og andre væsentlige kvaliteter som f.eks. stabiliteten af spændingen og frekvensen, krav til grundlast/spidslast mm. Endvidere bør varigheden af ydelsen principielt specificeres. Hvis levetiden af de forskellige anlæg i systemet kun er en funktion af antal kwh produceret er det i praksis ikke nødvendigt, men hvis levetiden af visse anlægsdele er en funktion af tiden alene (korrosion af el-master, beton i bygninger mv.) er det nødvendigt at specificere varigheden. Grunden til ønsket om denne detaljeringsgrad er, at visse kvalitetskrav til el en kan være dimensionerende for både drift og anlæg og dermed styrende for visse dele af ressourceforbruget og miljøpåvirkninger. Dette er væsentligt, da den funktionelle enhed er den faste reference, som data skal vurderes på baggrund af fremover. De samme kommentarer gælder kraftvarme. Rapporten anfører selv sådanne vurderinger af kvalitetsforholdene, men kun kvalitativt. 145

148 Systemafgrænsning: Den overordnede strukturering og opdeling i det samlede system hhv. de enkelte produktionsteknologier er klar og operationel. Omfanget, detaljeringsgraden og grundigheden i opgørelsen af systemerne er stor og ambitionsniveauet højt. Grundlæggende adskiller denne LCA sig fra de hidtidige danske data for el og varme ved ikke alene at inkludere livsforløbet for brændslerne, men også livsforløbet for energianlæggene inklusive både produktion (drift), transmission og distribution af el og varme. Det er generelt lykkedes at opfylde dette ambitionsniveau. Der opstilles en model for både el-produktion og el-forbrug i Danmark, idet disse to modeller adskiller sig ved at inkludere eksport henholdsvis import af el. Dette er med til at øge anvendeligheden af data, idet disse to datamodeller har hver deres anvendelsesområder. Desuden opstilles to modeller for allokering mht. energiindhold eller energikvalitet. Der savnes imidlertid bedre anvisninger til bruger om, hvornår man skal anvende den ene eller anden model, specielt i forhold til energiindhold og energikvalitet. Allokeringsmetoder: For allokering er der truffet et overordnet valg om anvendelse af systemudvidelse. Dette valg er ikke fulgt for alle områder, bl.a. ikke for fordelingen af miljøbelastningen mellem el og varme. Såvel ISO som UMIP angiver, at systemudvidelse skal anvendes hvis det er muligt, men det har hidtil i LCA-praksis været accepteret at undgå systemudvidelse. Den nyeste udvikling på LCA-området arbejder hen imod anvendelse af systemudvidelse i alle de tilfælde, hvor samprodukter eller genbrug forekommer i systemet. Da den nyeste udvikling imidlertid ikke er offentliggjort i færdig form, og der desuden er argumenteret for fravalget, virker dette valg rimeligt. Ifølge UMIP er anden prioritet ved allokering en metode, der tager hensyn til kvaliteten af det leverede, i dette tilfælde energikvaliteten, som udtrykkes ved exergi. Ifølge UMIP vil det derfor ikke være relevant at anvende energi som fordelingsnøgle. Ud fra en pragmatisk betragtning er dette imidlertid rimeligt, da mange andre LCA-arbejder anvender energi som fordelingsnøgle, og det derfor er nyttigt at have data, der kan sammenlignes med de eksisterende. Valget af to metoder betyder også, at der er øget fokus på valgsituationen og den store betydning af valget. Review-panelet ser imidlertid gerne levering af data i uallokeret form, så det på et senere tidspunkt vil være muligt at foretage en systemudvidelse, hvis det var relevant. De uallokerede data skal i givet fald leveres for såvel de enkelte teknologier som det samlede system. En diskussion af, hvilke teknologier der ville være de mest følsomme (marginale), er ligeledes ønskelig. Håndtering af genbrug er ikke beskrevet helt entydigt, og der kan sættes spørgsmålstegn ved en del af antagelserne. Dette kan vises med et par konkrete eksempler: For Cr-Ni-holdigt stål, som anvendes til kraftværkskedler antages ingen genanvendelse ved skrotning og for zink antages 100% genanvendelse af den zink, der findes som overfladebelægning af stål. Cr-Ni-stål vil sandsynligvis blive genanvendt, og da indholdet af krom og nikkel er kendt, vil det blive genanvendt til legeringer med tilsvarende sammensætning. Zink vil for en stor dels vedkommende blive opfanget af røggasfiltre, men tabet vil være stort. Dette betyder, at det anvendte 146

149 ressourceforbrug af krom og nikkel er for stort, mens det er for lille for zink. De øvrige miljøeffekter påvirkes ikke nævneværdigt. Manglende data: Der er beskrevet en målsætning om at bruge skønnede data, hvis data ikke foreligger eller kan skaffes. Den beskrevne målsætning er meget ambitiøs og ikke nødvendig i forhold til at beskrive de væsentligste miljøbelastninger. Medtagne datakategorier er i henhold til UMIP. Herudover er medtaget emissioner fra deponi, som indgår som emissioner til vand. Dette er en væsentlig forbedring i forhold til tidligere data for el. Støj og areal nævnes, men indgår ikke i datamaterialet. De anvendte datakategorier vurderes at være fornuftige i forhold til anvendelsen og de tidsmæssige begrænsninger, projektet har været underlagt. Krav til datakvalitet: Der er opstillet krav til datakvalitet mht. geografi, tid og teknologi, men det fremgår ikke helt klart af rapporten, hvad målsætningen for datakvalitet er. DATAINDSAMLING Beskrivelsen af data er sket i henhold til de procedurer, som projektet selv har fastlagt. Procedurerne er fornuftige i forhold til projektets formål. Håndtering af manglende data: Kun i enkelte tilfælde er der foretaget indsamling af nye data for f.eks. materialer, hvis der ikke var data i UMIP-databasen. Typisk er der ikke foretaget følsomhedsanalyse ved manglende data. Manglerne er dog inden for områder, som sandsynligvis vil have mindre betydning for det samlede resultat. I forhold til målsætningen om at foretage skøn for alle manglende data, lever arbejdet ikke op til målsætningen. Det skal dog understreges, at det var en meget ambitiøs målsætning, og at de manglende data ikke vurderes at have væsentlig indflydelse på resultatet. Beskrivelsen af, hvordan datasæt med f.eks. manglende emissioner skal håndteres, er ikke klar for alle teknologier. De anvendte data er fundet i overensstemmelse med formålet. På systemniveau er Aggregering af data for systemet foretaget på en gennemskuelig måde, mens aggregeringen på teknologiniveau i enkelte tilfælde ikke er beskrevet tilstrækkeligt. For de mest betydende data ligger verifikationen i, at der foreligger målinger fra flere kilder. Desuden er der foretaget sammenligning med tilsvarende arbejder for drivhuseffekt. Data på systemniveau er sammenlignet med data fra UMIP-databasen. For systemniveau ligger der derfor en god verifikation af data, mens det ikke i alle tilfælde har været muligt på teknologiniveau. VURDERING OG FORTOLKNING På systemniveau er fortolkningen tilfredsstillende. De fire datasæt er diskuteret, de væsentligste bidrag er identificeret og følsomheden af den anvendte allokering (som er den, der har størst betydning for resultatet på systemniveau) er vist. Den opnåede datakvalitet er vurderet, dog ikke helt stringent i forhold til de parametre, som ISO anviser (geografi, tid og teknologi). På teknologiniveau er resultaterne sammenlignet for de enkelte miljøeffekter, hvilket giver et godt overblik over de enkelte teknologiers bidrag til drivhuseffekt, toksicitet m.m. 147

150 FORMIDLING/RAPPORT Rapporten omhandler alle relevante emner og beskrivelsen er stort set præsenteret klart. Rapporten beskriver såvel systemresultatet som de enkelte teknologier, og opbygningen af rapporten gør det let at finde frem til de relevante afsnit. Beskrivelsen af de enkelte teknologier er dog meget overordnet. Beskrivelsen af teknologier bør gøres mere ensartet, f.eks. bør man ikke vise figurer allokeret med energikvalitet for nogle teknologier og energiindhold for andre. På teknologiniveau kunne der ønskes mere vægt på følsomhedsvurdering for antagelser, usikkerheder samt manglende data. 148

151 11. PROJEKTETS SVAR TIL REVIEW-KOMMENTARERNE Som indledning vil projektet gerne takke for et godt samarbejde med review-teamet. Den løbende dialog omkring projektet har på flere områder styrket det foreliggende resultat. Forbedringerne er opstået på flere måder: Spørgsmål fra reviewet har gjort det nødvendigt at klargøre nogle af de underforståede forudsætninger for projektet Reviewet har påpeget en række svagheder f.eks. omkring følsomhedsanalyser, som det delvist har været muligt at udbedre Endelig er der kommet en lang række kommentarer til hovedrapporten, som har gjort den mere tilgængelig. De tilbageværende mangler i den retning står projektet alene inde for. De gode erfaringer med review-processen understreger nytten af at starte dialogen med review-teamet så tidligt i projektforløbet som muligt. I det følgende vil vi fra projektets side give vores bemærkninger til nogle af de kritiske bemærkninger, som er indeholdt i reviewet. Teksten i review-kommentaren, som kommenteres af projektet, er gengivet forrest i kursiv. Derefter følger projektets bemærkninger. KONKLUSION Kommentar fra review-teamet: Teknologibeskrivelserne lever ikke op til alle de stillede krav i ISO 14041, men det vurderes, at data er indsamlet på et fornuftigt grundlag, og at manglerne primært ligger i beskrivelsen og ikke i det bagvedliggende arbejde.... Det vurderes derfor, at livscyklusvurderingen for det samlede system lever op til ISO-standarderne i serien. Projektet noterer med tilfredshed, at livscyklusvurderingen for det samlede system lever op til ISO-standarderne i serien. Med hensyn til teknologibeskrivelserne er det af tidsmæssige hensyn jf. hovedrapportens kapitel 2 valgt ikke at have som hovedformål, men som delmål at beskrive miljøbelastningen ved anvendelsen af de enkelte produktionsteknologier, som er tilgængelige for det danske elproduktionssystem. Beskrivelserne og formidlingen af teknologiresultaterne er måske ikke lykkedes helt, men projektet har i reviewets behandling og kommentarer til teknologirapporterne noteret sig, at reviewet har vurderet det bagvedliggende arbejde for de mest betydende teknologier i el- og varmesystemet af høj kvalitet. Det er derfor vores vurdering, at specielt teknologirapporterne vedr. kul, olie, orimulsion, biomasse, restprodukter, vindkraft, varme, eltransmission og eldistribution udgør et godt grundlag for videre LCA-arbejde. UDDYBNING AF 1 KWH EL SOM FUNKTIONEL ENHED Kommentar fra review-teamet: Den funktionelle enhed er klart beskrevet som 1 kwh el/varme leveret fra det samlede system til forbrugeren. Den indeholder krav om høj rådighedsgrad af el/varme an forbruger, og det er godt, at denne kvalitet ved el en er medtaget. Kvaliteten af el en burde imidlertid yderligere kvantificeres. Dette kunne gøres for både rådighedsgrad og andre væsentlige kvaliteter som f.eks. stabiliteten af spændingen og frekvensen, krav til grundlast/spidslast mm. Endvidere bør varigheden af ydelsen principielt specificeres. Hvis levetiden af de forskellige anlæg i systemet kun er en funktion af antal kwh produceret er det i 149

152 praksis ikke nødvendigt, men hvis levetiden af visse anlægsdele er en funktion af tiden alene (korrosion af elmaster, beton i bygninger mv.) er det nødvendigt at specificere varigheden. Vi har i projektet vurderet, at enten skulle vi holde os til den helt overordnede definition af energimængden 1 kwh el eller også skulle vi give en fuldstændig beskrivelse. En fuldstændig beskrivelse af den funktionelle enhed for elsystemet er ikke medtaget, fordi det vil føre til en meget lang og teknisk udredning om f.eks. dimensioneringskriterier for udbygningen af elnettet samt i krav til produktionsanlæggene. Da dette ikke har haft nogen umiddelbar funktion i forhold gennemførelsen af projektet har vi undladt at gøre det. Men principielt anerkender vi, at reviewet har ret i deres bemærkning. Det er et område, som bør belyses i det videre LCA-arbejde omkring el- og varmesystemerne. Omkring varigheden af ydelsen har projektet valgt at tillægge alle anlæg en levetid i år. Året 1997 er derefter tillagt 1 divideret med levetidens andel af anlægget. Denne årlige andel er derefter fordelt på årets produktion eller transmissionsaktivitet. På den måde mener vi at have taget højde for reviewets kommentar jf. kapitel i hovedrapporten. RESSOURCEFORBRUG Kommentar fra review-teamet: På teknologiniveau vises ressourceforbrug ikke konsekvent, og udeladelsen virker ikke velbegrundet. På et tidligt tidspunkt i projektet blev det besluttet, at hovedvægten af vurderingen skulle ligge på miljøeffektpotentialerne, og at ressourcer ikke skulle behandles lige så indgående. En af årsagerne hertil var anvendelsen af en genbrugsmodel, hvor visse ressourcemængder blev godskrevet ved genanvendelse. Ressourceopgørelsen ville derfor ikke give et retvisende billede af de ressourcemængder, der rent faktisk går til f.eks. bygning af anlæg. I teknologirapporterne for kul, gas, olie, orimulsion, vind, restprodukter, eltransmission og eldistribution er ressourcerne medtaget efter mængde, mens ressourcer for de resterende teknologier er undersøgt og opgjort i bilag til de enkelte teknologirapporter. I hovedrapporten er der opstillet tabeller over de mest anvendte ressourcer indenfor områderne brændsel, byggematerialer og hjælpestoffer opdelt for de fire systemresultater. Reviewernes efterspørgsel efter en mere udførlig behandling af ressourcer viser, at det bør indgå med større vægt i det fremtidige arbejde med LCA. Grundlaget herfor foreligger i projektets data. 150

153 ALLOKERING MELLEM EL OG VARME - DATA I U-ALLOKERET FORM Kommentar fra review-teamet: Review-panelet ser gerne levering af data i uallokeret form, så det på et senere tidspunkt ville være muligt at foretage en systemudvidelse, hvis det var relevant. Der savnes desuden bedre anvisninger til brugeren om, hvornår man skal anvende de enkelte modeller, specielt i forhold til energiindhold og energikvalitet En diskussion af, hvilke teknologier der ville være de mest følsomme (marginale), er ligeledes ønskelig. Projektet må medgive, at det kan være interessant at arbejde videre med at anvende den markedsbaserede systemudvidelse på el og kraftvarmesystemer, men som det fremgår af hovedrapportens kapitel er der væsentlige vanskeligheder forbundet med dette. Afsnittet behandler i øvrigt kun den første vanskelighed, nemlig at fastlægge det determinerede produkt. Næste vanskelighed er at vurdere hvilket produkt, der bliver erstattet. Hvis man f.eks. beslutter sig til, at el er det determinerende produkt, skal el have tillagt alle emissionerne ved den kombinerede produktion. Derefter skal man fratrække emissionerne fra den separate varmeproduktion, der bliver erstattet. Det ville medføre en større diskussion vedrørende den hidtidige og kommende varmeplanlægning i Danmark, hvis den alternative opvarmningsteknologi skulle fastlægges. Denne diskussion er ikke foretaget inden for projektets rammer. Tilsvarende vil spørgsmålet omkring den marginale teknologi være meget komplekst. Ser man på den marginale ændring i produktionen som følge af en ekstra forbrugt eller sparet kwh, må man skelne mellem det korte og det lange sigt: På kort sigt vil produktionsmønsteret på de eksisterende anlæg forskydes. For ændringer i varmeforbruget vil den konkrete placering i varmeområder være afgørende. For ændringer i elforbrug kan den marginale ændring være reduktion af el-overløb, import/eksport af el eller ændring i kondensproduktion i Danmark. På længere sigt vil større ændringer i forbruget føre til nybygning henholdsvis skrotning af anlæg. Her vil markedsforhold og politiske krav til energipolitikken have stor betydning for valget af løsninger. Projektets parter vil gerne samarbejde med andre om at behandle disse problemstillinger, og vi vil gerne stille datagrundlaget til rådighed for dette arbejde. For at understrege dette ses de uallokerede systemresultater for hele Danmark i nedenstående tabel (tabel 11.1). 151

154 Tabel 11.1: Uallokeret resultat for 1 kwh el og 0,76 kwh varme produceret i Danmark i 1997 UDLEDNING El +Varme EMISSIONER TIL LUFT Kuldioxid, CO Nitrogenoxider, NO x 2,6 Svovloxider, SO x 2,3 Methan, CH 4 1,4 Kulmonoxid, CO 0,7 Partikler 0,14 Letflygtige, org.forbindelser, NMVOC 0,06 Uspec.kulstofforbindelser,HC 0,07 Saltsyre, HCl 0,07 EMISSIONER TIL VAND Chlorid, Cl - 0,98 Uspec. Opløst stof 0, Sulfat, SO 4 0,1 AFFALD Uspec. Volumenaffald 98,2 Slagge og aske fra energiproduktion 0,2 Den samlede produktion af el i Danmark i 1997 var GWh og kraftvarmeproduktionen var TJ. Det betyder, at hver gang, der blev produceret 1 kwh el blev der produceret 0,76 kwh varme. De uallokerede tal refererer altså til den samtidige produktion af 1 kwh el og 0,76 kwh varme. Resultatet er angivet ab værk, altså uden transmission og distribution af el og varme. Det skyldes, at transporten af produkterne ikke skal allokeres, men tilskrives det enkelte produkt bagefter. Da tab ved transporten er en væsentlig miljøpåvirkning for både el og varme, kan disse transportprocesser først beregnes, når allokeringen er foretaget. Transportprocesserne kan derfor ikke beregnes i denne sammenhæng. Som antydet i det foranstående vil projektet dog advare om kompleksiteten i at forsøge at arbejde videre med spørgsmålet om fordeling af miljøeffekterne mellem el og varme. Vi har i branchen søgt enkle løsninger på spørgsmålet i mange sammenhænge, men resultatet er foreløbigt en stigende kompleksitet. DATAMÅLSÆTNING OG DATAKVALITET Kommentar fra review-teamet: Der er beskrevet en målsætning om at bruge skønnede data, hvis data ikke foreligger eller kan skaffes. Den beskrevne målsætning er meget ambitiøs og ikke nødvendig i forhold til at beskrive de væsentligste miljøbelastninger Der er opstillet krav til datakvalitet mht. geografi, tid og teknologi, men det fremgår ikke helt klart af rapporten, hvad målsætningen for datakvalitet er. Målsætning for datakvalitet er beskrevet i hovedrapportens kapitel 4.2. Den meget ambitøse målsætning er bl.a. valgt af hensyn til troværdighed og for at have et godt grundlag for videre arbejde med LCA af det danske el- og varmesystem. Projektet tager til efterretning, at behandling af manglende data ikke er klart beskrevet, men noterer sig reviewets konklusion:..at de manglende data ikke vurderes at have væsentlig indflydelse på resultatet.. 152

155 GENBRUG Kommentar fra review-teamet: Håndtering af genbrug er ikke beskrevet helt entydigt, og der kan sættes spørgsmålstegn ved en del af antagelserne. Dette kan vises med et par konkrete eksempler: For Cr-Ni-holdigt stål, som anvendes til kraftværkskedler antages ingen genanvendelse ved skrotning og for zink antages 100% genanvendelse af den zink, der findes som overfladebelægning af stål. Cr-Nistål vil sandsynligvis blive genanvendt, og da indholdet af krom og nikkel er kendt, vil det blive genanvendt til legeringer med tilsvarende sammensætning. Zink vil for en stor dels vedkommende blive opfanget af røggasfiltre, men tabet vil være stort. Dette betyder, at det anvendte ressourceforbrug af krom og nikkel er for stort, mens det er for lille for zink. De øvrige miljøeffekter påvirkes ikke nævneværdigt. Vores beskrivelse af genbrug er ifølge reviewerne ikke blevet entydig nok. Genbrugsmodellen er dog gennemdiskuteret med reviewerne ved flere lejligheder, sådan at der er en overordnet fælles forståelse af, hvordan genbrug af materialer medtages i modellen. Oprettelsen af de enkelte genbrugsmodeller og antagelser i den forbindelse har dog ikke været diskuteret med reviewerne. Projektet vil gerne understrege, at håndteringen af genbrug er et af de områder, der har været fokus på i anden gennemregning af vores modeller, således at der er brugt en ensartet modellering af genbrug i alle teknologier. Vedrørende eksemplerne har projektet følgende bemærkninger: Cr-Ni-holdigt stål genbruges ikke i Danmark i dag. Derfor har vi antaget, at det bliver deponeret for at være konservative. Omkring zink bygger reviewets kommentar på, at galvaniserede emner ved genanvendelse kommes direkte i smelte-ovnen, og at zink derved tabes via røggassen. Kommentaren er taget til efterretning. 153

156 12. REFERENCER (Bundesministerium für Wirtschaft) Energie Daten 97/ 98 Chief-databasen: US-EPA Clearinghouse for Inventories and Emissionfactors (Danmarks Statistik, 1997) Miljøøkonomisk regnskab for Danmark Danmarks Statistik, Statistiske efterberegninger: Miljø og Energi 1999:4. (DEF, 1999) (DFF, 1997) (EPT, 1997) Elforsyningens Tiårsstatistik, Status og tendenser. Danske elværkers forening, januar Danmarks Fjernvarme Forenings Statistik, Energiproducenttællingen, Energistyrelsen, (Energistatistik, 1997) Energistatistik, Energistyrelsen, Miljø- og Energiministeriet, (Erichsen, 1998) Energiscenarier for elektricitet enhedsprocesser. Hanne Erichsen, IPU, Lyngby. Internt notat fra den 27. januar 1995 revideret den 10. marts (Extern E 1995) Externalities of Energy, Volume 3: Coal and Lignite, EU DG XII, (Frischknecht et al 1996): Ôkoinventare von Energiesysteme (ISO 14040, 1997) Dansk standard DS/EN ISO 14040: Miljøledelse -Livscyklusvurdering, principper og struktur; 1. udgave, Godkendt (Kilde og Fenhann, 1997) Inventory of emissions to the Air from Danish Sources (Nordel Årsberättelse, 1997) Nordel Sekretariat c/o Imatran Voima OY, Finland. (Petterson, 1999) Personlig samtale med Lisbeth Petterson, Danske Elværkers forening, (Preussen-Elektra) Daten und Fakten 1998 (Statnett) Produksjon og forbruk av elektrisk energi i Norge, eksklusiv Svalbard og kontinentalsokkelen, (Svenska Kraftnät, Vattenfall og Göteborg Energi Nät AB 1998) Livscykelanalys för elnätet, 1998 (UMIP, 1996) UMIP's enhedsdatabase og LCV-værktøj, version 2.10 til 2.12, Miljøstyrelsen,

157 (VEKS, 1997) VEKS grønneregnskab 1997 (Weidema, 1997) Environmental Assessment of products. A textbook on Life Cycle Assessment. Bo Weidema, Finland, (Wenzel et al., 1996A) Miljøvurdering af produkter, UMIP: Udvikling af miljøvenlige industriprodukter. Institut for Produktudvikling DTU, Miljø og Energiministeriet. Wenzel H., Hauschild, M. og Rasmussen, E (Wenzel el al, 1996B) Baggrund for miljøvurdering af produkter, UMIP: Udvikling af miljøvenlige industriprodukter. Institut for Produktudvikling DTU, Miljø og Energiministeriet. Wenzel H., Hauschild, M. og Rasmussen, E

158 13. ORDLISTE Adderbarhed Resultater fra én LCA skal kunne lægges sammen (adderes) med resultater fra en anden. F.eks. skal LCA for el både i tid og rum være afgrænset sådan, at resultaterne herfra kan lægges sammen med LCA-resultater fra en elforbrugende maskine og dermed udgøre dennes totale LCA. Hvis der er overlapninger i de LCA-er, der skal supplere hinanden, så er de ikke adderbare. Aggregere Sammensætning af forskellige miljøpåvirkninger, som kan henføres til den samme hovedkategori for miljøeffekt. Aggregering foretages for at reducere antallet af effektkategorier. F.eks. indgår - aggregeres - både emission af CO 2 og emission af metan i miljøeffekten drivhuseffekt. Aggregeringen sker ved, at emissionerne ganges med stoffernes respektive effektfaktorer og derpå lægges sammen. Allokering Fordeling af miljøbelastninger mellem flere produkter, der stammer fra den undersøgte proces. Ved livscyklusvurdering af processen kraftvarmeproduktion skal produktionens samlede miljøbelastninger fordeles mellem produkterne elektricitet og fjernvarme. Distribution Den lokale fordeling af el og varme sker gennem distributionssystemer. Transporten over længere afstande sker gennem transmissionssystemet. Diffus emission Udsivning af gasser eller stoffer i vandig opløsning fra større arealer som f.eks. kullagre og deponier. Disponering af restprodukter Disponering omfatter, hvad der sker med restprodukterne. Der kan være tale om anvendelse direkte fra kraftværket, mellemdeponering, senere anvendelse samt vedvarende deponering. Effektfaktor Effektfaktoren udtrykker, hvor kraftigt emissionen af et bestemt stof påvirker miljøet i forhold til et referencestof. F.eks. udtrykkes drivhuseffekten i CO 2 -ækvivalenter. Dvs. at alle de stoffer, der medvirker til drivhuseffekt, betragtes i forhold til CO 2, der er referencestoffet. Betragtes metan, virker emissionen af et kg ca. 16 gange kraftigere end et kg CO 2. Metan har en effektfaktor på 16. Effektpotentiale Udtrykker den iboende miljøfarlighed af en given emission og beregnes som emissionen gange effektfaktoren. Som regel aggregeres forskellige stoffers emission under én miljøeffekt og udgør det samlede effektpotentiale for denne. Enhedsproces Et system, der underkastes LCA, er sammensat af en række enhedsprocesser, som hver især underkastes de fem faser: Udvinding, transport, bygning/nedrivning af produktionsanlæg, drift og restprodukter. Enhedsprocessen kan f.eks. være kulbaseret el- og varmeproduktion eller transmission af el. Exergi Ved enhver energiomdannelse (f.eks. fra brændsel til el) sker der et tab både i energimængde og i energikvalitet. Energi = Exergi + Anergi Energi er udgangsmængden af energi indeholdt i brændslet. Anergi er den del af energien, der overgår til omgivelsestemperaturen og ikke anvendes. Exergi er er den "arbejdsdygtige" del af energien, der kan omdannes til andre energiformer, afhængigt af energikvaliteten. F.eks. kan el omdannes til rumvarme på grund af els højere kvalitet, men rumvarme kan ikke omdannes til el på grund af rumvarmens lavere energikvalitet. 156

159 Fase/livsfase De valgte opdelinger af en livscyklus for de enhedsprocesser, der indgår i systemet af danske el- og kraftvarmeproduktion. Der er valgt følgende 5 faser: Udvinding/Brændsel - Transport af brændsel - Bygning/vedligeholdelse/nedrivning af anlæg - Drift af anlæg - Disponering af restprodukter. Flaring af naturgas Afbrænding af overskudsgas på produktionsplatformen. Funktionel enhed En parameter, der beskriver systemets ydelse. I nærværende projekt 1 kwh el og varme under bestemte forhold. Den funktionelle enhed kan bruges til sammenligning af forskellige ydelser (f.eks. dansk og svensk system-el). Hovedproces Fremstillingen af de egentlige produkter el og varme samt ydelserne transmission og distribution. KAD Kraftværk med avancerede dampdata. Dvs. et kraftværk med høje tryk og temperaturer i dampsystemet, som giver stor udnyttelse brændslets energi. Miljøeffekt I projektet er de opgjorte emissioners miljøeffektpotentialer beregnet for de 12 miljøeffekter, der er angivet i afsnit Modtryksdrift Udtryk for, at et kraftvarmeværk benytter fjernvarmesystemet som kølevandskredsløb i stedet for at benytte havvand som kølemiddel (kondensdrift). Normalisering Miljøeffekterne fra levering af el og varme beregnes i forhold til samfundets øvrige biddrag til de enkelte effekter og udtrykkes i personækvivalenter. Normalisering kan ske både på national og global basis. Opgørelse Sammenlægning af miljøeffekter i de forskellige faser. Proces Benævnelse for enhver aktivitet, der giver anledning til emissioner. Procestræ Model af sammenhæng mellem processer. Skalering I tilfælde, hvor man ikke har haft emissionsdata for et system, har man skønnet disse på grundlag af data fra et enkelt anlæg. Der er foretaget en opgraduering = skalering. Systemberegning Sammenlægning (opgørelse) af de valgte miljøeffekter inden for systemgrænsen. Resultaterne fra systemberegninger afspejler en blanding af alle involverede processer og teknologier. Systemgrænse Det betragtede system skal omfatte alle betydende processer, der indgår i fremstilling og fordeling af el og varme. Hvis systemet går ud over disse, vil resultaterne ikke være adderbare. Processerne vælges og defineres inden for systemgrænserne. Systemmodellering Edb-program, som håndterer samspillene mellem processerne, der udgør systemet. 157

160 Bilag 1 Eksempel på dataskema. Dato Oprettet: Senest Ajourført UMIP ID.nr.: KHI Af: KHI Af: KHI Database: Elsam kulskib Type: Transport Enhed: Kgkm Procesbeskrivelse/driftsdata: Fjerndistancetransport af kul fra udskibningshavn i f.eks. Colombia eller Sydafrika til Danmark. Transporten foregår med Elsams egne eller chartrede kulskibe (Capesize, lastevne tons). Forbrugstal inkluderer både turen ud i ballast samt retur til Danmark lastet. Derfor skal der i modelleringen kun angives en distance til destinationen og ikke retur. Procesafgrænsning, input/output: Hovedprocessen er forbrænding af fuel- og dieselolie i dieselmotorer. Input: M a Output: Dieselolie: 9,11059 E-9 kg/kgkm, spredning = 0,06 E-9, Vk = 0,15 Fuelolie (3%S): 1,27721 E-6 kg/kgkm, spredning = 0,26 E-6, Vk = 0,33 Processens output er den fysiske flytning af en vare fra ét sted til et andet. Herudover er der intet separat bidrag. Miljøforhold/Emissioner til: Luft: Stof Mængde Enhed Data Stof Mængde Enhed Data Trækkes fra UMIP Vand: Stof Mængde Enhed Data Stof Mængde Enhed Data Ingen medtaget Affald Type Mængde Enhed Data Type Mængde Enhed Data Intet medtaget Arbejdsmiljøforhold: Forhold EGA Ulykker Høreskadende støj Allergifremkaldende stoffer Reproduktionsskadende stoffer Cancerfremkaldende stoffer Støv Beskrivelse Mangler. Kan der evt. findes brancherelaterede statistikker? Mangler. Kan der evt. findes brancherelaterede statistikker? Mangler. Kan der evt. findes brancherelaterede statistikker? Mangler. Kan der evt. findes brancherelaterede statistikker? Mangler. Kan der evt. findes brancherelaterede statistikker? Mangler. Kan der evt. findes brancherelaterede statistikker? Mangler. Kan der evt. findes brancherelaterede statistikker? Andre miljøforhold (støj, arealanvendelse etc.):

161 Da transporten typisk finder sted langt fra land, bør det overvejes, om der skal anvendes stedfaktorer for at regulere processens (lille) bidrag til forsuring. Afledning af spildevand fra skibet -i transit- er ikke medtaget på grund af manglende data. Det kan dog overvejes, om det skal gøres, måske som person-ækv. i forhold til besætningens størrelse. Variationskoefficienter estimeret jf. "Vejledning i følsomhedsanalyse", formel 6. Data oprindelse: Kategori: LCA database (UMIP, FRISCHKNECHT ET AL 1996 o.lign.) Anden litteratur Erfaringstal Skøn Ekspertudsagn Egne forsknings/måleresultater Gæt Andet Beskrivelse af datakilde(r): Forbrugstal for brændsel er oplyst af Elsams Brændselsafdeling, der forestår driften af kulskibene. Udveslinger med miljøet er trukke fra UMIP (dieselmotorer, 2-takt og 4-takt) E32748 og E Verificering: Ikke verificeret Erfaringstal Håndregning Anden reference Beskrivelse af verificering: Forbrugstal udviser god overensstemmelse med tal for skibstransport oplyst af Risø: Niels A. Kilde "Energiforbrug og emissioner ved godstransport i 1990", Risø, juni Datakvalitetsbeskrivelse: Statistisk parameter Beskrivelse Gennemsnit Område Spredning Oprindelige usikkerheder Variation mellem år Variation mellem lokaliteter Variation mellem målinger 9,11 E-9 1,28 E-6 4,4-13 1,1-1,5 0,26 D 0,06 F Detektionsgrænser Samlet oprindelig usikkerhed Variation i alle kendte måledata Kvalitetsindikatorer Beskrivelse Score Spredning Pålidelighed Driftsdata baseret på målinger for de aktuelle skib/destinationer 1 Fuldstændighed Driftsdata fra en kortere periode i skibenes levetid. 3 20% Tidsmæssig korrelation Målinger af brændstofforbrug stammer for samtlige rejser i % Geografisk korrelation Data for de aktuelle destinationer/skibe/ruter 1 Teknologisk korrelation Data for aktuelle skibe i Capesize klassen. 1 Samlet usikkerhedsvurdering til UMIP Kvalitetsindikatorsæt: (1,3,2,1,1) Ikke ber. Internt review: Af: Godkendt dato: 159

162 Andet: Anvendt omregningsfaktor: 1 sømil = 1,852 km. Typiske sejldistancer til Danmark fra: Hays Point (Australien) sømil = km Banjamasin (Indonesien) sømil = km Richards Bay (Sydafrika) 7650 sømil = km Puerto Bolivar (Columbia) 4880 sømil = 9040 km USA østkyst, (vægtet snit) 4360 sømil = 8075 km 160

163 Bilag 1 Eksempel på dataskema. Dato Oprettet: Senest Ajourført UMIP ID.nr.: KHI Af: KHI Af: KHI Database: Elsam kulskib Type: Transport Enhed: Kgkm Procesbeskrivelse/driftsdata: Fjerndistancetransport af kul fra udskibningshavn i f.eks. Colombia eller Sydafrika til Danmark. Transporten foregår med Elsams egne eller chartrede kulskibe (Capesize, lastevne tons). Forbrugstal inkluderer både turen ud i ballast samt retur til Danmark lastet. Derfor skal der i modelleringen kun angives en distance til destinationen og ikke retur. Procesafgrænsning, input/output: Hovedprocessen er forbrænding af fuel- og dieselolie i dieselmotorer. Input: M a Output: Dieselolie: 9,11059 E-9 kg/kgkm, spredning = 0,06 E-9, Vk = 0,15 Fuelolie (3%S): 1,27721 E-6 kg/kgkm, spredning = 0,26 E-6, Vk = 0,33 Processens output er den fysiske flytning af en vare fra ét sted til et andet. Herudover er der intet separat bidrag. Miljøforhold/Emissioner til: Luft: Stof Mængde Enhed Data Stof Mængde Enhed Data Trækkes fra UMIP Vand: Stof Mængde Enhed Data Stof Mængde Enhed Data Ingen medtaget Affald Type Mængde Enhed Data Type Mængde Enhed Data Intet medtaget Arbejdsmiljøforhold: Forhold EGA Ulykker Høreskadende støj Allergifremkaldende stoffer Reproduktionsskadende stoffer Cancerfremkaldende stoffer Støv Beskrivelse Mangler. Kan der evt. findes brancherelaterede statistikker? Mangler. Kan der evt. findes brancherelaterede statistikker? Mangler. Kan der evt. findes brancherelaterede statistikker? Mangler. Kan der evt. findes brancherelaterede statistikker? Mangler. Kan der evt. findes brancherelaterede statistikker? Mangler. Kan der evt. findes brancherelaterede statistikker? Mangler. Kan der evt. findes brancherelaterede statistikker? Andre miljøforhold (støj, arealanvendelse etc.):

164 Da transporten typisk finder sted langt fra land, bør det overvejes, om der skal anvendes stedfaktorer for at regulere processens (lille) bidrag til forsuring. Afledning af spildevand fra skibet -i transit- er ikke medtaget på grund af manglende data. Det kan dog overvejes, om det skal gøres, måske som person-ækv. i forhold til besætningens størrelse. Variationskoefficienter estimeret jf. "Vejledning i følsomhedsanalyse", formel 6. Data oprindelse: Kategori: LCA database (UMIP, FRISCHKNECHT ET AL 1996 o.lign.) Anden litteratur Erfaringstal Skøn Ekspertudsagn Egne forsknings/måleresultater Gæt Andet Beskrivelse af datakilde(r): Forbrugstal for brændsel er oplyst af Elsams Brændselsafdeling, der forestår driften af kulskibene. Udveslinger med miljøet er trukke fra UMIP (dieselmotorer, 2-takt og 4-takt) E32748 og E Verificering: Ikke verificeret Erfaringstal Håndregning Anden reference Beskrivelse af verificering: Forbrugstal udviser god overensstemmelse med tal for skibstransport oplyst af Risø: Niels A. Kilde "Energiforbrug og emissioner ved godstransport i 1990", Risø, juni Datakvalitetsbeskrivelse: Statistisk parameter Beskrivelse Gennemsnit Område Spredning Oprindelige usikkerheder Variation mellem år Variation mellem lokaliteter Variation mellem målinger 9,11 E-9 1,28 E-6 4,4-13 1,1-1,5 0,26 D 0,06 F Detektionsgrænser Samlet oprindelig usikkerhed Variation i alle kendte måledata Kvalitetsindikatorer Beskrivelse Score Spredning Pålidelighed Driftsdata baseret på målinger for de aktuelle skib/destinationer 1 Fuldstændighed Driftsdata fra en kortere periode i skibenes levetid. 3 20% Tidsmæssig korrelation Målinger af brændstofforbrug stammer for samtlige rejser i % Geografisk korrelation Data for de aktuelle destinationer/skibe/ruter 1 Teknologisk korrelation Data for aktuelle skibe i Capesize klassen. 1 Samlet usikkerhedsvurdering til UMIP Kvalitetsindikatorsæt: (1,3,2,1,1) Ikke ber. Internt review: Af: Godkendt dato: 159

165 Andet: Anvendt omregningsfaktor: 1 sømil = 1,852 km. Typiske sejldistancer til Danmark fra: Hays Point (Australien) sømil = km Banjamasin (Indonesien) sømil = km Richards Bay (Sydafrika) 7650 sømil = km Puerto Bolivar (Columbia) 4880 sømil = 9040 km USA østkyst, (vægtet snit) 4360 sømil = 8075 km 160

166 Bilag 2 Procestræer med kvalitetsindikatorer. Bilag 2.1 Procestræ for kulteknologien KHI99999: 1 kwh el fra Kul 1997 Energikvalitet 1 kwh 1 kwh el fra Kul Energikvalitet (KHI99999) 3,66E-11 stk. Teknologiresultat: Kul (KHI00060) 0,53 stk MW KAD blok (kul) (KHI00016) 1 stk. B-anlæg, Central 350 MW blok (KHI00011) 1,05 stk. M-anlæg, Central 350 MW blok (KHI00020) 1,01 stk.. E-anlæg, Central 350 MW blok (KHI00021) 2E8 kg Langtidslagring af kul (KHI00025) 1 stk. Blokspecifikke emissioner, 1997 (KHI00022) 1 stk. Kul: Luftemissioner I (KHI00003) 1 stk. Kul: Luftemissioner II (KHI00004) 1 stk. Kul: Luftemissioner III (KHI00005) 1 stk. Drift af kulblok (ikke brændselsafh.) (KHI00040) 1 stk. Driftskemikalier, 350 MW kul, 1997 (KHI00023) 16 stk. Vandforbrug, 350 MW blok (KHI00024) 1 stk. Arbejdsmiljø, 350 MW blok, 1997 (KHI00026) 4 stk. Spildevand, gipsanlæg (KHI00038) 1 stk. Disponering af restprodukter (KHI00051) 1 stk. Brændselsmix i 1997 (KHI00507) 1,09E8 kg Fuelolie (brændsel) (K32524) 1,376E9 kg Kul: Australien (KHI00501) 1 kg Brydning, Australien (KHI00007) 2,824E4 kgkm ELSAM kulskib (KHI00001) 1 kg Omlastning, kulterminalen (KHI00013) 0,54 kg Mellemlagring, lav-ch4 kul (KHI00014) 400 kgkm Godstog, diesel (O32710) 0,46 kg Mellemlagring, høj-ch4 kul (KHI00015) 2,116E9 kg Kul: Columbia (inkl. Venezuela) (KHI00502) 1 kg Brydning, Colombia (KHI00010) 9040 kgkm ELSAM kulskib (KHI00001) 1 kg Omlastning, kulterminalen (KHI00013) 1 kg Mellemlagring, lav-ch4 kul (KHI00014) 150 kgkm Godstog, diesel, TERMINERET (O32710T98) 0 kg Mellemlagring, høj-ch4 kul (KHI00015) 4,023E9 kg Kul: Sydafrika (KHI00503) 1 kg Brydning, Sydafrika (KHI00008) Kval.indik

167 1,417E4 kgkm ELSAM kulskib (KHI00001) 1 kg Omlastning, kulterminalen (KHI00013) 0,4 kg Mellemlagring, lav-ch4 kul (KHI00014) 500 kgkm Godstog, diesel, TERMINERET (O32710T98) 0,6 kg Mellemlagring, høj-ch4 kul (KHI00015) 4,394E8 kg Kul: USA (inkl. Canada) (KHI00504) 1 kg Brydning, USA (KHI00009) 8075 kgkm ELSAM kulskib (KHI00001) 1 kg Omlastning, kulterminalen (KHI00013) 0,39 kg Mellemlagring, høj-ch4 kul (KHI00015) 700 kgkm Godstog, diesel, TERMINERET (O32710T98) 0,61 kg Mellemlagring, lav-ch4 kul (KHI00014) 2,345E8 kg Kul: Indonesien (KHI00505) 2,221E4 kgkm ELSAM kulskib (KHI00001) 1 kg Brydning, Indonesien (KHI00037) 1 kg Omlastning, kulterminalen (KHI00013) 1 kg Mellemlagring, lav-ch4 kul (KHI00014) 100 kgkm ELSAM kulpram (KHI00002) 10 kgkm Lastbil > 16t, diesel, landevej (O32694) 0 kg Mellemlagring, høj-ch4 kul (KHI00015) 3,434E9 kg Kul: Europa (inkl. Rusland) (KHI00506) 1 kg Mellemlagring, høj-ch4 kul (KHI00015) 1 kg Omlastning, kulterminalen (KHI00013) 550 kgkm Godstog, diesel (O32710) 1 kg Brydning, Polen (KHI00036) 670 kgkm ELSAM kulpram (KHI00002) 0 kg Mellemlagring, lav-ch4 kul (KHI00014)

168 Bilag 2.2 Procestræ for orimulsion SPXORIM17.11: ORIM. SYS. FOR 1KG ORI400 TIL EL/V PROD. 1 stk. ORIM. SYS. FOR 1KG ORI400 TIL EL/V PROD. (SPXORIM17.11) 1 stk. UDVINDING AF 1KG ORIMULSION I VENEZUALA (SPXORIM_1000) 0,00245 kg Naturgas ved fyring <1MW (E32761) 1 stk. PRODUKTION AF 1KG ORIMULSION FRA BITUMEN (SPXORIM_2000) 0,0381 kg Fuelolie forbr.-dieselmotor, stor 2-takt (E32748) 1 stk. TRANSPORTATION AF 1 KG ORIM. TIL ASNÆS (SPXORIM_3000) 1,65E4 kgkm Bulkcarrier, 2 takt, DWT (O32711) 0,0066 kwh Hele jorden elproduktion, 1989 (L32756) 3,36E-5 kg Gasolie forbr.-dieselmotor, stor 4-takt (E32750) 1 stk. GENERATION AF EL FRA 1KG ORIMULSION 400 (SPXORIM_4000) 0,719 stk. BYG+NEDR. AF OLIEVÆRK IFM. 1KG OLIE (SPXO_4002) Kval.indik

169 Bilag 2.3 Procestræ for olieteknologien SPXOLIE11.11: OLIESYSTEMET 1KG OLIE TIL EL+VARME PROD. 1 stk. OLIESYSTEMET 1KG OLIE TIL EL+VARME PROD. (SPXOLIE11.11) 1 stk. UDVINDING AF 1KG RÅOLIE (DANSKE FELTER) (SPXO_1000) 0,0118 kg FLARING AF ASSOCIERET GAS FRA PLATFORM (SPXO_1002) 0,0365 kg FORBRÆNDING NAT.GAS TIL EL PÅ PLATFORM (SPXO_1001) 1 stk. TUNGMETAL UDLED. V. MUDFORB P. KG OLIE (SPXO_1003) 1 stk. OLIEUDLEDNING TIL HAVS P. KG OLIE UDVUND (SPXO_1004) 1 stk. TRANSPORT AF 1 KG RÅOLIE (SPXO_2000) 0,00723 kwh Dansk elproduktion, 1992, TERMINERET (L32719T98) 3,9E-5 kg Gasolie forbr.-dieselmotor, stor 4-takt (E32750) 200 kgkm RO-RO skib, 2-t, 3900 DWT, TERMINERET (O32712T98) 1 stk. RAFFINERING AF 1KG RÅOLIE til SVÆROLIE (SPXO_3000) 1 stk. KONVERTERING AF 1KG OLIE TIL EL VIRTVÆRK (SPXO_5002) 1 stk. BYG+NEDR. AF OLIEVÆRK IFM. 1KG OLIE (SPXO_4002) Kval.indik

170 Bilag 2.4 Procestræ for naturgasfyret central kedel TDK_9051: EL fra CK: 1997 og kvalitetsallokering 1 kwh EL fra CK: 1997 og kvalitetsallokering (TDK_9051) 9,34E-10 stk. Teknologiresultat: gas (HEKG_9000) 1 stk. Brændselsforbrug i 1997 (HEKG_7000) 3,026E8 kg Gas transmitteret af DONG (HEKG_0900) 1,001 kg Gas lagret i undergrunden (HEKG_0700) 1 kg Behandlet gas ved Nybro (HEKG_0500) 0,0001 kg Flaret naturgas (HEKG_0051) 1,002 kg Komprimeret naturgas på Nordsøen (HEKG_0300) 1,035 kg naturgas produceret i Nordsøen (HEKG_0200) 0,0319 kg gas anvendt til elprod. (HEKG_0052) 1 kg Fast affald fra platform (hekg_103) 0 kg Afblæsning af naturgas (hekg_0102) 0,0312 kg Flaret naturgas (HEKG_0051) 0,998 kg Vandemission ved gasprod. (HEKG_0101) 1 kg Afsvovlet naturgas (HEKG_0383) 1 kg Tørring af naturgas (HEKG_0384) 1 kg Fast affald fra platform (HEKG_103) 0 kg gas afblæst fra system (HEKG_0102) 0,0352 kg gas anvendt til elprod (HEKG_0052) 1 kg Hjælpestoffer til gas opvarmning (hekg_0381) 1 kg Opvarmning gas + elproduktion (hekg_0382) 1 kg Forbrugsstoffer ved gasbehandling i Nybr (hekg_0302) 8,92E-7 kg Anvendt TEG til tørring (HEKG_0305) 7,14E-7 kg Anvendt TETRA til afsvovling (HEKG_0303) 1,07E-6 kg Anvendt MDEA til afsvovling (HEKG_0304) 1 kg Affaldsmængder ved gaslagring (HEKG_0611) 3,2E-5 kg gas afblæst fra system (HEKG_0102) 0,00493 kwh Dansk elprod.,1992, TERM. (L32719T98) 9,5E-5 kg gas anvendt til elprod (HEKG_0052) 1,68E-5 kg Anvendt TEG til tørring (HEKG_0305) 1 kg Hjælpestoffer til gaslagring (HEKG_0502) 0,007 kg gas anvendt til elprod (HEKG_0052) Kval.indik

171 0, kwh Dansk elproduktion, 1992 (L32719) 3,502E-5 kg Benzin forbrændt i benzinmotor (E32751) 0,0333 stk. 380 MW GAD blok (gas) (HEKG_4000) 0 stk. Skrottet materiale fra CK-anlæg (HEKG_4050) 1 stk. M-anlæg, Central 380 MW blok (HEKG_2500) 1 stk. E-anlæg, Central 380 MW blok (HEKG_3000) 1 stk. B-anlæg, Central 380 MW blok (HEKG_2000) 1 stk. Drift af gasblok (ikke brændselsafh.) (HEKG_5000) 1 stk. Vandforbrug, 380 MW blok (HEKG_4600) 1 stk. Driftskemikalier, 380 MW gas, 1997 (HEKG_4500) 0,0167 stk. Vedligehold GAD-anlæg (hekg_4700) 1 stk. Blokspecifikke emissioner, 1997 (HEKG_8000) 1 stk. Gas: Luftemissioner I (HEKG_7001) 1 stk. GAS: Luftemissioner II (HEKG_7002) 1 stk. Gas: Luftemissioner III (HEKG_7003)

172 Bilag 2.5 Procestræ for naturgasfyret combined cycle-anlæg TDK_9052: EL fra CC: 1997 og kvalitetsallokering 1 kwh EL fra CC: 1997 og kvalitetsallokering (TDK_9052) 6E-10 stk. Teknologiresultat: gas CC (HEKG_9010) 1 stk. Blokspecifikke emissioner CC, 1997 (HEKG_8001) 1 stk. Gas: Luftemissioner I (HEKG_7004) 1 stk. GAS: Luftemissioner II (HEKG_7005) 1 stk. Gas: Luftemissioner III (HEKG_7006) 1 stk. Drift af CC-anlæg (ikke brændselsafh.) (HEKG_5001) 1 stk. Driftskemikalier, CC-anlæg gas, 1997 (HEKG_4501) 1 stk. Vandforbrug, CC-anlæg gas, 1997 (HEKG_4601) 0,033 stk. Vedligehold CC-anlæg (hekg_4701) 0,1 stk. B-anlæg, CC-anlæg (HEKG_2100) 0,1 stk. M-anlæg, CC-anlæg 1997 (HEKG_2600) 0,1 stk. E-anlæg, CC-anlæg 1997 (HEKG_3100) 1 stk. Brændselsforbrug, CC i 1997 (HEKG_7100) 3,163E8 kg Gas transmitteret af DONG (HEKG_0900) 1,001 kg Gas lagret i undergrunden (HEKG_0700) 1 kg Behandlet gas ved Nybro (HEKG_0500) 1 kg Affaldsmængder ved gaslagring (HEKG_0611) 3,2E-5 kg gas afblæst fra system (HEKG_0102) 0,00493 kwh Dansk elprod.,1992, TERM. (L32719T98) 9,5E-5 kg gas anvendt til elprod (HEKG_0052) 1,68E-5 kg Anvendt TEG til tørring (HEKG_0305) 1 kg Hjælpestoffer til gaslagring (HEKG_0502) 0,007 kg gas anvendt til elprod (HEKG_0052) 0, kwh Dansk elproduktion, 1992 (L32719) 3,502E-5 kg Benzin forbrændt i benzinmotor (E32751) 0,033 stk. aggr. CC-anlæg 1997 (HEKG_4100) 1 stk. B-anlæg, CC-anlæg (HEKG_2100) 1,451E7 kg Stålprofiler (genbrug 90,5%) TERMINERET (M32382T98) 3,847E7 kg Beton (KHI00043) 4,36E5 kg Glasuld til isolering (HEKG_1503) 1 stk. M-anlæg, CC-anlæg 1997 (HEKG_2600) 1,45E5 kg Olieprodukter, raffinerede (råmateriale) (M32446) 7,103E6 kg Rustfrit stål (M32204) 1,635E6 kg Højtlegeret stål (KHI00017) 1 stk. E-anlæg, CC-anlæg 1997 (HEKG_3100) 0 stk. Skrottet materiale fra CC-anlæg (HEKG_4150) Kval.indik

173 Bilag 2.6 Procestræ for naturgasfyret single cycle-anlæg TDK_9053: EL fra SC:1997 og kvalitetsallokering 1 kwh EL fra SC:1997 og kvalitetsallokering (TDK_9053) 8,4E-10 stk. Teknologiresultat: gas SC (HEKG_9020) 1 stk. Blokspecifikke emissioner SC, 1997 (HEKG_8002) 1 stk. Gas: Luftemissioner III (HEKG_7006) 1 stk. Gas: Luftemissioner I (HEKG_7007) 1 stk. Gas: Luftemissioner III (HEKG_7009) 1 stk. Drift af SCanlæg (ikke brændselsafh.) (HEKG_5002) 1 stk. Driftskemikalier, SC-anlæg gas, 1997 (HEKG_4502) 1 stk. Vandforbrug, SC-anlæg gas, 1997 (HEKG_4602) 0,05 stk. Vedligehold SC-anlæg (hekg_4702) 0,1 stk. B-anlæg, SC-anlæg (HEKG_2200) 0,1 stk. M-anlæg, SC-anlæg 1997 (HEKG_2700) 0,1 stk. E-anlæg, SC-anlæg 1997 (HEKG_3200) 1 stk. Brændselsforbrug, SC i 1997 (HEKG_7200) 7,085E7 kg Gas transmitteret af DONG (HEKG_0900) 1,001 kg Gas lagret i undergrunden (HEKG_0700) 1 kg Behandlet gas ved Nybro (HEKG_0500) 1 kg Affaldsmængder ved gaslagring (HEKG_0611) 3,2E-5 kg gas afblæst fra system (HEKG_0102) 0,00493 kwh Dansk elprod.,1992, TERM. (L32719T98) 9,5E-5 kg gas anvendt til elprod (HEKG_0052) 1,68E-5 kg Anvendt TEG til tørring (HEKG_0305) 1 kg Hjælpestoffer til gaslagring (HEKG_0502) 0,007 kg gas anvendt til elprod (HEKG_0052) 0, kwh Dansk elproduktion, 1992 (L32719) 3,502E-5 kg Benzin forbrændt i benzinmotor (E32751) 0,05 stk. aggr. SC-anlæg 1997 (HEKG_4200) 1 stk. B-anlæg, SC-anlæg (HEKG_2200) 1 stk. M-anlæg, SC-anlæg 1997 (HEKG_2700) 1 stk. E-anlæg, SC-anlæg 1997 (HEKG_3200) 0 stk. Skrottet materiale fra SC-anlæg (HEKG_4250) Kval.indik

174 Bilag 2.7 Procestræ for gasmotor-anlæg TDK_9054: EL fra GM: 1997 og kvalitetsallokering 1 kwh EL fra GM: 1997 og kvalitetsallokering (TDK_9054) 2,855E-10 stk. Teknologiresultat: gas GM (HEKG_9030) 1 stk. Drift af GM-anlæg (ikke brændselsafh.) (HEKG_5003) 797 kg Natriumchlorid (NaCl) (K32587) 2617 kg Natriumhydroxid (NaOH) 100% (K32512) 1 kg Natriumhydroxid (NaOH) 100% (M32564) 9000 g Ammoniak (NH3) (S32694) 2264 kg Saltsyre (HCl), 30%* (K32328) 276 kg Olieprodukter, raffinerede (råmateriale) (M32446) 0,066 stk. Vedligehold GM-anlæg (hekg_4703) 0,1 stk. B-anlæg, GM-anlæg (HEKG_2300) 0,1 stk. M-anlæg, GM-anlæg 1997 (HEKG_2800) 0,1 stk. E-anlæg, GM-anlæg 1997 (HEKG_3300) 1 stk. Brændselsforbrug, GM i 1997 (HEKG_7300) 7,114E8 kg Gas distribueret (HEKG_1100) 0,0001 kg gas anvendt til elprod (HEKG_0052) 0,0007 kg gas afblæst fra system (HEKG_0102) 0, kwh Dansk elproduktion, 1992 (L32719) 8,4E-5 kg Gasolie forbrændt i dieselmotor, lille. (E32752) 7,8E-5 kg Benzin forbrændt i benzinmotor (E32751) 6,37E-8 kg Uspecificeret smøreolie (K32543) 0,00164 kg Vandværksvand, dansk (M32565) 1,001 kg Gas transmitteret af DONG (HEKG_0900) 1 stk. Blokspecifikke emissioner GM, 1997 (HEKG_8003) 1 stk. Gas: Luftemissioner I (HEKG_7010) 1 stk. GAS: Luftemissioner II (HEKG_7011) 1 stk. Gas: Luftemissioner III (HEKG_7012) 0,066 stk. aggr. GM-anlæg 1997 (HEKG_4300) 1 stk. B-anlæg, GM-anlæg (HEKG_2300) 1 stk. M-anlæg, GM-anlæg 1997 (HEKG_2800) 1 stk. E-anlæg, GM-anlæg 1997 (HEKG_3300) 1 stk. Skrottet materiale fra GM-anlæg (HEKG_4350) Kval.indik

175 Bilag 2.8 Procestræ for biomasseteknologi CLN00201: Tekonologiresultat : BIO 1 stk. Teknologiresultat : BIO (CLN00201) 1 stk. Hovedproces BIO (CLN00208) 1,5 MW Materialeforbrug, Elanlæg. (MVE_BIO26) 7,5 MW Materialeforbrug, maskinanlæg (MVE_BIO25) 8,14E6 stk. BIO emissioner pr. GJ indfyret (CLN0220) 8,14E6 stk. Vand/Spildevand samt forbrugsstoffer pr. (CLN00216) 1 stk. Brændselskæde Halm/Flis (CLN00200) 3,015E8 stk. Halm Transport pr. kg (?$FÇG,I<G#) 6,672E8 stk. Flis - Transport pr. kg (CLN00210) 1 stk. Bygning / Nedrivning (CLN00212) 150 MW Materialeforbrug, Elanlæg. (MVE_BIO26) 150 MW Materialeforbrug, maskinanlæg (MVE_BIO25) 150 MW Materialeforbrug bygninger (MVE_BIO21) -121,5 MW Materialegenbrug bygninger (CLN_BIOG21) -121,5 MW Materialegenbrug, maskinanlæg (CLN_BIOG25) -121,5 MW Materialegenbrug, Elanlæg. (CLN_BIOG26) 1 stk. Restprodukter (CLN00213) 2,713E4 Biomasserestprodukter over 100 år (BIO100ÅR) Kval. indikator

176 Bilag 2.9 Procestræ for affald CLN00001: Teknologiresultat : Affald 1 stk. Teknologiresultat : Affald (CLN00001) 1 stk. Hovedproces Affald (CLN00011) 2,101E6 stk. Vand/Spildevand samt forbrugsstoffer pr. (CLN00006) 1,5 MW Materialeforbrug, El-anlæg. (MVE_BIO26) 7,5 MW Materialeforbrug, maskinanlæg (MVE_BIO25) 2,101E6 stk. Affald Emissioner pr. ton affald (CLN0020) 1 stk. Bygning / Nedrivning (CLN00012) 150 MW Materialeforbrug, Elanlæg. (MVE_BIO26) 150 MW Materialeforbrug, maskinanlæg (MVE_BIO25) 150 MW Materialeforbrug bygninger (MVE_BIO21) -121,5 MW Materialegenbrug bygninger (CLN_BIOG21) -121,5 MW Materialegenbrug, maskinanlæg (CLN_BIOG25) -121,5 MW Materialegenbrug, Elanlæg. (CLN_BIOG26) 1 stk. Restprodukter (CLN00013) 5,554E5 Affaldsrestprodukt over 100 år (AFF100ÅR) 1 stk. Brændselskæde (CLN00010) Kval.indikator

177 Bilag 2.10 Procestræ for restprodukter fra kulfyrede anlæg HHGR_50061: Aske og slagge fra kulfyring (100 år) 1 TON Aske og slagge fra kulfyring (100 år) (HHGR_50061) 0,4519 TON Aske til anvendelse i industri (hhgr5051) 0,1107 TON Aske til anvendelse bygge/anlæg (hhgr5042) 0,3046 TON Deponi af aske og slagge (flere år) (HHGR_50111) 3,2E4 kgkm Lastbil >16t diesel landev.termineret (O32694T98) 3000 kgkm Lastbil >16t, diesel bytrafik TERMINERET (O32695T98 0,0118 TIMER Entreprenørarbejde (HHGR_4001) 9,88 kg Gasolie forbrændt i dieselmotor, lille. (E32752) 0,8 TON Udvaskning fra askeopfyldning (flere år) (hhgr50331) 0,1328 TON Askeopfyldning (kap 5) (flere år) (hhgr50401) 0,2907 TON Askeopfyldning med udledning (flere år) (HHGR_50101) 7200 kgkm Lastbil >16t, diesel bytrafik TERMINERET (O32695T98) 3,9E4 kgkm Lastbil, >16t diesel motorv.termineret (O32693T98) 9,3E4 kgkm Lastbil >16t diesel landev.termineret (O32694T98) 0,0118 TIMER Entreprenørarbejde (HHGR_4001) 9,88 kg Gasolie forbrændt i dieselmotor, lille. (E32752) 0,8 TON Udledning fra askeopfyldning (flere år) (hhgr50321) 0,7093 TON Askeopfyldning med udvaskning (flere år) (hhgr50411) 2500 kgkm Lastbil, >16t diesel motorv.termineret (O32693T98) 1,35E4 kgkm Lastbil >16t diesel landev.termineret (O32694T98) 7000 kgkm Lastbil >16t, diesel bytrafik TERMINERET (O32695T98) 0,0118 TIMER Entreprenørarbejde (HHGR_4001) 9,88 kg Gasolie forbrændt i dieselmotor, lille. (E32752) 0,8 TON Udvaskning fra askeopfyldning (flere år) (hhgr50331) Kval. indikator

178 Bilag 2.11 Procestræ for vind HEKV_9003: El fra vindmølle kwh El fra vindmølle (HEKV_9003) 2,616E-11 stk. Store Vindmøller i Danmark (HEKV_9002) 1593 stk. LCV-system for 600 kw standardvindmølle (HEKV_9001) 1 stk. opsætning af 600 kw-mølle (HEKV_1701) 1,277E4 kg rustfrit stål (M32204) 1,836E5 kg beton ab værk (JCHBETON) 6,188E4 kwh Dansk el 97 an forbrug (ELFOR-97) 1 stk. produktion af 600 kw standardmøllle (HEKV_8002) 3 stk. produktion af vinge til 600 kw (HEKV_1000) 5 kg Pap (T32353) 5 kg Papir (T32354) 203,3 kg Uspec. affald (T32401) 86,67 kg Uspec. farligt affald (T32415) 2565 kwh Dansk el 97 an forbrug (ELFOR-97) 70 kg Uspecificeret acetone* (K32215) 4666 kg Vandværksvand, dansk (M32565) 28,4 kg PVC/PUR plast til vinger* (HEKV_0305) 306,7 kg Affaldsforbrænding, PVC (B32645) 63,3 kg uspec Gelcoat til vinger* (HEKV_0303) 160 kg Anvendt limmasse til limning af vinger (HEKV_0304) 4,5 kg Estasol til glasfibervinger (HEKV_0308) 740 kg Uspecificeret polyester til vinger* (HEKV_0301) 6,33 kg Lokpropper til fremstilling af vinger (HEKV_0310) 20 kg Epoxy til fremstilling af vinger (HEKV_0306) 653 kg Glasfibermåtter til vingeproduktion (HEKV_0302) 6,67 kg zz-shredding, stål (B32678) 28,33 kg Opskumning af plast til vinger (HEKV_0901) 5,097E4 kwh Varme-eksport, uspecificeret (E32749) 7,66 kg Bly (GA1006) 1 stk. produktion af generator til 600 kw-mølle (HEKV_0601) 4140 kwh Varmeeksport, uspecificeret (E32749) 1020 kg Støbejern, TERMINERET (M32297T98) 3191 kg Rustfrit stål, TERMINERET (M32204T98) 2364 kwh Finsk elproduktion, 1990 (L32717) 40 kg Affaldsforbrænding, Cu (B32649) Kval. indikat

179 (HEKV_0006) (B32628T98) (M32205T98) (M32446) (HEKV_0304) 7,43 kg zz-shredding, Al (B32677) 0,78 kg Affaldsforbrænding, Pap (B32638) 0,16 kg Affaldsforbrænding, PE (B32647) 67,2 kg Al (primær) 1, TERMINERET (M32765T98) 360 kg Cu (82% primær), TERMINERET (M32467T98) 1,44 kg Plast, PE (high density) (M32440) 7,08 kg Textiler til fremstilling af generator 7,38 kg Uspecificeret maling* (K32575) 0,23 kg Lim til fremstilling af generator (HEKV_0008) 2,76 kg Uspecificeret org. opl. middel * (HEKV_0009) 4,44 kg Uspecificeret motorolie (K32520) 4320 kg Vandværksvand, Dansk (K32506) 0,81 kg Affalsforbrænding, olie, TERMINERET 1 stk. produktion af tårn til 600 kw-mølle (HEKV_1100) 466 m2 Sandblæsning af ståltårn (HEKV_1001) 3,642E4 kg Stålplade (89% primær), TERMIN. 1,098E4 kwh Dansk el 97 an forbrug (ELFOR-97) 466 m2 coating af ståloverflade (HEKV_1002) 544,8 kg Uspec. affald (T32401) 4219 kg zz-shredding, stål (B32678) 3,558E4 kwh Varme-eksport, uspecificeret (E32749) 9000 kg Vandværksvand, Dansk (K32506) 68 kg Uspecificeret maling* (K32575) 1 stk. Svejsning af ståltårn (HEKV_1003) 1 stk. produktion af gearkasse til 600 kw mølle (HEKV_0701) 1 stk. produktion af hjælpesystemer til 600 kw (HEKV_1101) 1 stk. produktion af nacelle og nav (HEKV_0801) 1 stk. samling af mølle (HEKV_1501) 148,8 kg Uspec. affald (T32401) 2066 kwh Dansk el 97 an forbrug (ELFOR-97) 6940 kg Vandværksvand, dansk (M32565) 132,8 kg Naturgas ved fyring <1MW (E32761) 741,6 kg Rustfrit stål (M32204) 1,73 kg Olieprodukter, raffinerede (råmateriale) 0,528 kg Anvendt limmasse til limning af vinger 60 kg Affaldsforbrænding, Papir (B32639)

180 (B32628T98) 12 kg Affalsforbrænding, olie, TERMINERET 1 stk. transport af 600 kw-mølle (HEKV_1601) 1 stk. drift af 600 kw-mølle (HEKV_2501) 1 stk. skrotning af 600 kw-vindmølle (HEKV_4000) 7,092E7 kgkm Transport af mølledele (HEKV_3503) 2,203E8 kgkm Transport af fundament (HEKV_3504) 1 stk. Nedtagning af mølle (HEKV_3501) 1 stk. Fundamentsfjernelse (HEKV_3502) 1 stk. Bortskaffelse af mølledele (HEKV_3505) 1 stk. Genanvendelse af fundament (HEKV_3506)

181 Bilag 2.12 Procestræ for 400 kv-luftledning Som eksempel er her vist en 400 kv-luftledning. Øvrige komponenter er kun nævnt. Scoren er fra venstre pålidelighed, fuldstændighed, tidsmæssig korrelation, geografisk korrelation samt teknologisk korrelation. 1 er højeste score og 5 laveste. Se også side Error! Bookmark not defined.. 1 kwh Transmissionsnettet (TRASM001) 3,091E-11 stk. el transmittet (TRASM002) 0,025 stk. levetid for transmissionsnettet (TRASM003) 1 stk. bygning af transmissionsnettet (TRASM004) 946 km bygning af 400 kv-luftledning (AAH00403) 1 km Transport for bygning 400 kv (AAH00406) 1 km 400 kv-master (AAH00407) 5,3E4 kg Stålplade (89% primær), TERMINERET (M32205T98) kg Zn (100% primær) (M32621) 1 km 400 kv-fundament (AAH00408) 1,5E4 kg Stålplade (89% primær), TERMINERET (M32205T98) 2,88E5 kg Beton ab værk (JCHBETON) 1 km 400 kv-isolatorkæder (AAH00409) kg Glas (primær, 100%) (M32365) 63 kg Cement (AAH00414) 816 kg Stålplade (89% primær), TERMINERET (M32205T98) 1 km 400 kv-ledere (AAH00410) 1,194E4 kg Al (primær) I (M32765) 378 kg Uspecificeret smørefedt* (K32348) kg Stålplade (89% primær), TERMINERET (M32205T98) 1 kg Jordledere (AAH00411) 556 kg Al (primær) I (M32765) 28 kg Uspecificeret smørefedt* (K32348) 928 kg Stålplade (89% primær), TERMINERET (M32205T98) 1 km 150 kv-ledere (AAH00412) kg Al (primær) I (M32765) 189 kg Uspecificeret smørefedt* (K32348) kg Stålplade (89% primær), TERMINERET (M32205T98) 1 km 150 kv-isolatorkæder (AAH00413) 281 kg Glas (primær, 100%) (M32365) 24 kg Cement (AAH00414) 426 kg Stålplade (89% primær), TERMINERET (M32205T98) 17 stk. Bygning af 400/150 kv transformer (AAH00502) 6 stk. Bygning af Ventiler i HVDC (AAH00602) 17 stk. Bygning af AC-filter (AAH00702) 11 stk. Bygning af AC-PLC-filter (AAH00802) Score

182 3 stk. Bygning af HVDC-elektrodestation (AAH01002) 119 km Bygning af HVDC-kabel (EMJ1002) 124 km Bygning af HVDC-søkabel (EMJ2002) 21,1 km Bygning af 400 kv PEX-kabel (EMJ3002) 9,7 km Bygning af 400V AC oliesøkabel (EMJ4002) 15 stk. Bygning af /132 kv-stationsanlæg (EMJ5002) 137 km Bygning af HVDC-luftledning (EMJ6002) 120 stk. Bygning af 150/ kv-stationsanlæg (EMJ7002) 119 km Bygning af HVDC-elektrodekabel (EMJ8002) 786 stk. Bygning af 132/150 kv-tobryderfelt (GA15002) 58 stk. Bygning af 400 kv-tobryderfelt (GA40002) 74 km Bygning af 145 kv PEX-kabel (MWA00133) km Bygning af 150 kv-luftledning (MWA00151) 6 stk. Bygning af HVDC-pol (MWA00302) 122 km Bygning af 150 kv-olielandkabel (AAH00905) 59 km Bygning af 150 kv-søkabel (AAH00906) 1 stk. Drift af transmissionsnettet (TRASM005) 11 stk. Drift af AC-PLC-filter (AAH00803) 946 km Drift af 400 kv-luftledning (AAH00404) 1 km 400 kv Transport for drift (AAH00415) 100 H Gravemaskine, div. entreprenørmaskiner (JCHGRAVEMASKINE) km Personbilkørsel landevej (EMJPRSBIL) 1 km 400 kv-master (AAH00416) 640 kg Zinkaffald (AAH00437) 1 km 400 kv-isolatorkæder (AAH00417) 3,3 kg Stålplade (89% primær), TERMINERET (M32205T98) 5,4 kg Glas (primær, 100%) (M32365) 0,3 kg Cement (AAH00414) 1 km 150 kv-isolatorkæder (AAH00418) 1,7 kg Stålplade (89% primær), TERMINERET (M32205T98) 1,1 kg Glas (primær, 100%) (M32365) 0,1 kg Cement (AAH00414) 1 km 400 kv-ledere (AAH00419) 113 kg smørefedt affald (AAH00438) 1 km 150 kv-ledere (AAH00420) 57 kg smørefedt affald (AAH00438) 1 km 400 kv-jordledere (AAH00421) 8 kg smørefedt affald (AAH00438) 17 stk. Drift af 400/150 kv (AAH00503) 6 stk. Drift af ventiler i HVDC (AAH00603) 17 stk. Drift af AC-filter (AAH00703)

183 120 stk. Drift af 150/ kv-stationsanlæg (EMJ7003) 3 stk. Drift af HVDC-elektrodestation (AAH01003) 119 km Drift af HVDC-elektrodekabel (EMJ8003) 119 km Drift af HVDC-kabel (EMJ1003) 124 km Drift af HVDC-søkabel (EMJ2003) 21,1 km Drift af 400kV PEX-kabel (EMJ3003) 9,7 km Drift af 400V AC-oliesøkabel (EMJ4003) 15 stk. Drift af /132 kv-stationsanlæg (EMJ5003) 137 km Drift af HVDC-luftledning (EMJ6015) 59 km Drift af150 kv-oliesøkabel (AAH00908) 122 km Drift af 150 kv-olielandkabel (AAH00907) 786 stk. Drift af 132/150 kv-tobryderfelt (GA15003) 58 stk. Drift af 400 kv-tobryderfelt (GA40003) 74 km Drift af 145 kv PEX-kabel (MWA00134) km Drift af 150 kv-luftledning (MWA00152) 6 stk. Drift af 150 HVDC-pol (MWA00303) 1 stk. Skrotning af transmissionsnettet (TRASM006) 946 km Skrotning af 400 kv-luftledning (AAH00405) 1 km 400 kv-skrotning af fundament (AAH00422) 2,88E5 kg Skrotning af beton (AAH00433) 1 km 400 kv-skrotning af master (AAH00423) 5,3E4 kg genbrug af stål (GENBRUG0007) 960 kg Genbrug af zink (GENBRUG0006) 1 km skrotning af 400 kv-isolatorkæder (AAH00424) 816 kg genbrug af stål (GENBRUG0007) 1 km Skrotning af 150 kv-isolatorkæder (AAH00425) 426 kg genbrug af stål (GENBRUG0007) 1 km Skrotning af 400 kv-ledere (AAH00426) kg genbrug af stål (GENBRUG0007) 1,194E4 kg Genbrug Aluminium (GENBRUG0002) 265 kg Skrotning af smørefedt (AAH00439) 1 km Skrotning af 150 kv-ledere (AAH00427) 132 kg Skrotning af smørefedt (AAH00439) kg Genbrug Aluminium (GENBRUG0002) 2160 kg genbrug af stål (GENBRUG0007) 1 km Skrotning af jordledere (AAH00428) 556 kg Genbrug Aluminium (GENBRUG0002) 928 kg genbrug af stål (GENBRUG0007) 20 kg Skrotning af smørefedt (AAH00439) 1 km Transport for skrotning af 400 kv (AAH00429) 100 H Gravemaskine, div. entreprenørmaskiner (JCHGRAVEMASKINE)

184 8E6 kgkm Lastbil > 16 t, diesel, landevej (O32694) 2E4 kgkm Lastbil 3,5-16 t diesel, landevej (O32692) km Personbilkørsel landevej (EMJPRSBIL) 17 stk. Skrotning af 400/150 kv-transformer (AAH00504) 6 stk. Skrotning af Ventiler i HVDC (AAH00604) 17 stk. Skrotning af AC-filter (AAH00704) 11 stk. Skrotning af AC-PLC-filter (AAH00804) 122 km Skrotning af landkabler (AAH00909) 59 km Skrotning af søkabler (AAH00910) 3 stk. Skrotning af HVDC-elektrodestation (AAH01004) 119 km Skrotning af HVDC-kabel (EMJ1004) 124 km Skrotning af HVDC-søkabel (EMJ2004) 21,1 km Skrotning af 400 kv PEX-kabel (EMJ3004) 9,7 km Skrotning af 400 V AC-oliesøkabel (EMJ4004) 15 stk. Skrotning af /132 kv-stationsanlæg (EMJ5004) 137 km Skrotning af HVDC-luftledning (EMJ6021) 120 stk. Skrotning af 150/60 kv-stationsanlæg (EMJ7004) 119 km Skrotning af HVDC-elektrodekabel (EMJ8004) 786 stk. Skrotning af 132/150 kv-tobryderfelt (GA15004) 58 stk. Skrotning af 400 kv-tobryderfelt (GA40004) 74 km Skrotning af 145 kv PEX-kabel (MWA00135) km Skrotning af 150 kv-luftledning (MWA00153) 6 stk. Skrotning af HVDC-pol (MWA00304) 4,15E8 kwh Transmissionstab (TRASM007) Alle omregningsfaktorer har scoren 11111, fordi der enten er tale om enhedsomregninger i SI-systemet eller er angivelser af længder, antal etc. Længder og antal er kendte og har mindre end 1% fejl. Score for processer, der er taget direkte fra UMIP databasen, er 32222, fordi pålideligheden antages (=3) at være i orden. Fuldstændigheden får 2 på grund af en antagelse om et mindre antal indsamlingssteder. Tidsmæssig og geografisk korrelation får 2, fordi det antages, at Danmark er omfattet af undersøgelsen, og der er gået mindre end seks år siden opgørelsen. Endelig er teknologisk korrelation 2, fordi tallene stammer fra andre virksomheder. Egne processer for materialer har scoren 22112, fordi pålideligheden og fuldstændigheden relaterer sig til for projektet kendte kilder, men et mindre antal kilder. Tidsmæssig og geografisk korrelation får 1, da der tale om data mindre end tre år gamle og fra undersøgelsesområdet. Endelig får teknologisk korrelation 2, fordi data stammer fra andre virksomheder. Skrotning og genbrug har dog scoren 33112, da der endnu kun er skrottet få anlæg, og pålidelighed samt fuldstændighed derfor har mangler. 255

185 Bilag 2.13 Procestræ for distributionsnet distr0001: Distributionsnet 1 kwh Distributionsnet (distr0001) 3,131E-11 kwh el distribueret i 1997 (distr0002) 1,548E9 kwh distributionstab (distr0003) 1 kwh Dansk el 97 (PRO-EL97) 3,05E5 stk. Træmast til 10 kv-ledning (distr0029) 0,05 stk. Fremstilling af en træmast til 10 kv (aa0058) 0,05 stk. Drift af en træmast til 10 kv (aa0059) 0,05 stk. Skrotning af en træmast til 10 kv (aa0060) 6,841E5 stk. Træmast til lavspændingsledning (distr0028) 0,05 stk. Fremstilling af en træmast til lavspæn. (aa0055) 0,05 stk. Drift af en træmast til lavsp. (aa0056) 0,05 stk. Skrotning af en træmast til lavsp. (aa0057) 6,387E4 stk. Stålmast højspænding (distr0023) 6,387E6 m Luftledning 3*1*176 mm2 (distr0017) 0,025 m Fremstilling af luftledning kv (aa0031) 0,025 m Drift af luftledning 3*176 mm2 (aa0032) 0,025 m Skrotning af 3*176 mm2 kabel (aa0033) 1,83E7 m Luftledning 10 kv (distr0024) 1 m Fremstilling af 10 kv-luftledning (aa0070) 1 m Drift af 10 kv-luftledning (aa0071) 1 m Skrotning af 10 kv-luftledning (aa0072) 0,025 m Nedgravning af kabler (distr0043) 3,891E7 m Nedgravning af kabel (20/6) (aa0064) 1,96E6 m Nedgravning af kabel (60/50/30) (aa0065) 6,885E7 m Nedgravning af kabel (380/220) (aa0067) 200 stk. Produktsystem transformer 132/55 kv (distr0032) 0,04 stk. Transformer 132/55 kv (distr0012) 1 stk. Drift af 132/55 kv transformer (aa0026) 1 stk. Fremstilling af 132/55 kv-transformer (aa0025) 1 stk. Skrotning af 132/55 kv-transformer (aa0027) 1338 stk. Produktsystem transformer 60/10 kv (distr0031) 0,04 stk. Transformer 60/10 kv (distr0011) 1 stk. fremstillet 10/0,4 kv-transformer (aa0019) 1 stk. drift af 10/0,4 kv-transformer (aa0020) 1 stk. Skrotning af en 10/0,4 kv-transformer (aa0021) 6,984E4 stk. Produktsystem transformer 10/0,4 kv (distr0030) 0,025 stk. Levetid 10/0,4-transformer (distr0004) 9,296E4 kgkm Lastbil >16t, diesel bytrafik TERMINERET (O32695T98) kval. indikator

186 7 TIMER Entreprenørarbejde (HHGR_4001) 27,5 kg Kvartssand, dansk (udvinding) (M32379) 0,025 stk. Transformerfundament (distr0014) 1 stk. Fremstilling af fundament (transformer) (aa0043) 1 stk. Drift af fundament (aa0044) 1 stk. Skrotning af et betonfundament (aa0045) 0,025 stk. Transformer 10/0,4 kv (500 kva) (distr0009) 1 stk. fremstillet 10/0,4 kv-transformer (aa0019) 1 stk. drift af 10/0,4 kv-transformer (aa0020) 1 stk. Skrotning af en 10/0,4 kv-transformer (aa0021) 0,04 stk. Kompaktstation (distr0010) 1 stk. fremstillet kompaktstation (aa0016) 1 stk. skrotning af kompaktstation (aa0018) 0,04 stk. Højspændingsanlæg (distr20) 1 stk. Fremstilling af et Siemens-anlæg (aa0028) 1 stk. Drift af Siemens-anlæg (aa0029) 1 stk. Skrotning af et Siemens-anlæg (aa0030) 0,04 stk. Lavspændingstavle (distr0013) 1 stk. Fremstilling af lavspændingstavle (aa0040) 1 stk. Skrotning af lavspændingstavle (aa0042) 1,8 stk. Kassesikring (distr0018) 1 stk. Fremstilling af kassesikring (aa0037) 1 stk. Drift af kassesikring (aa0038) 1 stk. Skrotning af kassesikring (aa0039) 0,6 stk. Sikringsliste (distr0019) 1 stk. Fremstilling af sikringsliste (aa0034) 1 stk. Skrotning af sikringsliste (aa0036) 0,1 stk. Luftafbryder (aadistr0022) 2,713E4 stk. Produktsystem 6-delt kasse (distr0034) 0,04 stk. Levetid 6-delt kasse (distr0040) 4 TIMER Entreprenørarbejde (HHGR_4001) 5170 kgkm Varebil <3,5t benzin, by, TERMINERET (O32708T98) 0,04 stk. 6-delt kasse (distr0026) 1 stk. Fremstilling af en 6-delt kasse (aa0052) 1 stk. Drift af en 6-delt kasse (aa0053) 1 stk. Skrotning af en 6-delt kasse (aa0054) 1,8 stk. Kassesikring (distr0018) 1 stk. Fremstilling af kassesikring (aa0037) 1 stk. Drift af kassesikring (aa0038) 1 stk. Skrotning af kassesikring (aa0039) 5,386E4 stk. Produktsystem 6 - delt skab (Triax) (distr0033)

187 0,04 stk. Levetid 6-delt skab (distr0041) 3 timer Entreprenørarbejde (HHGR_4001) 1590 kgkm Lastbil 3,5-16t diesel by, TERMINERET (O32699T98) 0,04 stk. 6-delt skab (Triax) (distr0025) 1 stk. Fremstilling af et 6-delt skab (Triax) (aa0046) 1 stk. Drift af et 6-delt skab (Triax) (aa0047) 1 stk. Skrotning af et 6-delt skab (Triax) (aa0048) 1,8 stk. Kassesikring (distr0018) 1 stk. Fremstilling af kassesikring (aa0037) 1 stk. Drift af kassesikring (aa0038) 1 stk. Skrotning af kassesikring (aa0039) 0,6 stk. Sikringsliste (distr0019) 1 stk. Fremstilling af sikringsliste (aa0034) 1 stk. Skrotning af sikringsliste (aa0036) 5,467E4 stk. Miniskab (Triax) (distr0027) 0,04 stk. Fremstilling af et miniskab (Triax) (aa0049) 0,04 stk. Drift af et miniskab (Triax) (aa0050) 0,04 stk. Skrotning af et miniskab (Triax) (aa0051) 2,394E7 m Luftledning 4*35 mm2 (distr0016) 0,025 m Fremstilling af 4*35 mm2 luftledning (aa0013) 0,025 m Drift af 4*35mm2 kobber luftledning (aa0014) 0,025 m Skrotning af 4*35mm2 kobberluftledning (aa0015) 1,96E6 m Højspændingskabel kv (distr0015) 0,025 m Fremstilling af 3*1*400 mm2 kabel (aa0010) 0,025 m Drift af 3*1*400 mm2 kabel (aa0011) 0,025 m Skrotning af 3*1*400 mm2 kabel (aa0012) 6,885E7 m Kabel (3*240/95 mm2) (distr0008) 0,025 m fremstillet kabel (3*240/95 mm2) (aa0007) 0,025 m drift af kabel 3*240/95mm2 (aa0008) 0,025 m skrotning af kabel 3*240/95 mm2 (aa0009) 1,054E7 m Kabel 12 kv (3*150/50) (distr0007) 0,025 m fremstillet 12 kv kabel (3*150/50 mm2) (aa0004) 0,025 m drift af 12 kv kabel (3*150/50 mm2) (aa0005) 0,025 m Skrotning af 12 kv kabel (3*150/50 mm2) (aa0006) 2,837E7 m Kabel 12 kv (3*150 mm2) (distr0006) 0,025 m Fremstillet 12 kv kabel (3*150 mm2) (aa0001) 0,025 m Drift af 1 m 12 kv kabel (3*150mm2) (aa0002) 0,025 m skrotning af 12 kv kabel (3*150mm2) (aa0003)

188 Bilag 3 Systemoversigt for Dansk el 1997 Bilag 3.1: System modelering 1997 (Model 1): Dansk produktion Nettab 0,415 TWh Nettab 1,548TWh Kul: 27,27 TWh Orimulsion: 4,32 TWh Olie: 0,209 TWh Gas CK: 0,570 TWh Gas SC: 0,843TWh Gas CC: 1,975 TWh Produktion TWh 1/41.575E9 Produktion E9 1KWh Transmision 41,16 TWh Distribution 41,16E9 1/39,612E9 39,612 TWh An forbruger 1997 Bio: 0,430 TWh DAEL1020 DAEL1010 DAEL1000 Affald: 0,503 TWh Gasmotor: 3,506 TWh Vind: 1,94 TWh 259

189 Bilag 3.2 System modelering 1997 (Model 2): Dansk forbrug Nettab: 0,332 TWh Eksport: 11,049 TWh Ialt: 11,481 TWh Kul: 27,27 TWh Orimulsion: 4,32 TWh Olie: 0,209 TWh Gas CK: 0,570 TWh Ikke- prioriteret Produktion 32,369 TWh 1/32,369E9 Ikke prioriteret Produktion 1KWh 32,369E9 Transmission Ikke-prioriteret 24,781 TWh Nettab: TWh DANEL704 Sverige: 1,679 TWh Norge: 1,712 TWh Tyskland: 0,402 TWh Import 3,793 TWh. 1/3,793E9 Import 1KWh 3,793E9 Distribution 32,347 TWh DISTR001 1/32,347E9 An forbruger KWh DAEL1100 Transmission Prioriteret 9,114 TWh Gas SC: 0,843 TWh Gas CC: 1,975 TWh Bio: 0,430 Affald: 0,503 TWh Gasmotor: 3,506 TWh Vind: 1,94 Prioriteret Produktion 9,197 TWh 1/9,197E9 Prioriteret Produktion 1KWh 9,197E9 DAEL1140 Nettab: 0,083 TWh 260

190 BILAG 4 Beskrivelse af projektets processer, der fremkommer i opgørelsen Ressourcer og materialer Enhed AAH00516 Porcelæn kg data mangler AAH00625 Epoxy kg data mangler AAH00626 Glasfiber kg data mangler AAH00627 Glykol kg data mangler AAH00628 Syremasse kg data mangler AAH00653 Ionbyttermasse kg data mangler AAH00921 Bronze kg data mangler EMJ500 Asfalt kg data mangler GA1005 Bly, råstof kg data mangler GA1006 Bly, materiale kg GA15012 SF6, svovlhexaflourid, nyt kg data mangler GA15040 SF6, svovlhexaflourid, brugt til genbrug kg data mangler JCH00001 Nitrogen som gødning og hjælpemateriale til kg data mangler vandbehandling i køleanlæg. KHI_RES1 Molybdæn - som primær ressource g data mangler KHI_RES2 Vanadium - som primær ressource g data mangler MWA00144 Lyslederkabel km data mangler MWA00308 Polystyrol isolering kg data mangler MWA00309 Tagpap kg data mangler MWAFLYVEASKE Flyveaske til f.eks. beton kg data mangler MWAGRANIT Sten/granit til f.eks. beton kg data mangler Luft-emission GA1005 Bly, råstof kg data mangler GA15012 SF6, svovlhexaflourid kg data mangler HEKV_0902 Acetone kg data mangler KHI_STOF1 Lattergas g data mangler KHI_STOF2 Be, Beryllium g data mangler Vand-emission KHI002M Ammoniak kg data mangler HHGR32001 Kalium g data mangler Affald MWABETON M3 Fabriksbeton, 35 MPa varm std. beton (Miljøklasse A) m 3