Miljømæssige, energimæssige og økonomiske konsekvenser

Transkript

1 Rapport Miljømæssige, energimæssige og økonomiske konsekvenser Januar 2005 Udarbejdet af en task force, bestående af: Direktør Jørgen Udby, Vestforsyning A/S Chefkonsulent, agronom, Alan Lunde, Hedens og Fjordens Landbrugscenter Chefkonsulent, civilingeniør, Bjarne Juul-Kristensen, RAMBØLL Chefkonsulent, civilingeniør Finn Duus, Plan & Projekt A/S Teknisk chef, civilingeniør Gert Jensen, Vestforsyning A/S

2 2 1. Baggrund Siden midten af 2002 har Holstebro Struer Landboforening (nu Hedens og Fjordens Landbrugscenter), Holstebro Pelsdyravlerforening, Vestforsyning A/S, nomi, ELSAM m.fl. arbejdet med at etablere et stort bioenergianlæg nord for Holstebro ved Maabjerg. Et stort antal scenarier for energiproduktion, energiudnyttelse og udnyttelse af restprodukter er blevet analyseret i projektforløbet, og på baggrund heraf er den energimæssige, miljømæssige og selskabsøkonomiske bedste løsning blevet udpeget. Grundidéen i konceptet er at nedbringe belastningen af miljøet og specifikt udledningen af næringsstoffer til miljøet i området. Dette gøres ved, at det nyetablerede selskab Maabjerg BioEnergy A/S (MBE) modtager husdyrgødning og en række andre råvarer, fjerner størstedelen af fosforen og den organisk bundne kvælstof og herefter returnerer restproduktet til landmændene i området. Den afgassede biomasse fra biogasprocessen adskilles således i en væskefraktion og i en fiberfraktion. Væskefraktionen sendes retur til landmændene og anvendes som kvælstofgødning. Fiberfraktionen tørres og afbrændes under kontrollerede forhold dels på Måbjerg BioEnergy og dels på det nærliggende Måbjergværk, hvor der produceres miljøvenlig el og varme. Som led i processen udnyttes råvarerne til at producere biogas, som ligeledes anvendes til produktion af miljøvenlig el og varme. Det har fra starten af projektforløbet været intentionen at etablere et bioenergianlæg med en høj miljøstandard og en effektiv udnyttelse af ressourcerne. Der er således udviklet et miljøvenligt transportkoncept, lugtgener fra anlægget minimeres, og røggasemissionerne fra de forskellige dele af bioenergianlægget vil ligeledes blive minimeret. Der indgår betydelige mængder energiafgrøder (f.eks. helsæd, græs, majs eller ensilage) i råvaregrundlaget, hvilket bl.a. vil medføre flere grønne marker, som også vil bidrage til at reducere udvaskning af næringsstoffer til vandmiljøet. Ressourcemæssigt udnyttes biogassen optimalt til både el- og fjernvarmeproduktion, og fiberfraktionen anvendes ligeledes til energiformål. Væskefraktionen anvendes som kvælstofgødning med en høj udnyttelsesgrad, og afdampen fra tørringsprocessen tilføres væskefraktionen med henblik på maksimal udnyttelse af uorganisk kvælstof (ammoniak) i den afgassede gylle til gødningsformål. Endvidere er der indledt forhandlinger med en dansk gødningsproducent for at sikre, at asken fra forbrænding af fiberfraktionen bliver genanvendt til gødningsproduktion, idet asken fra den afbrændte biomasse indeholder størstedelen af fosforen samt andre næringsstoffer (kalium, svovl og magnesium). Det er endelig intentionen med bioenergianlægget at undgå at nedsætte fødevareproduktionen i området som følge af de stigende miljøkrav, der pålægges husdyrproducenterne. I appendix 1 til nærværende - rapport er det anbefalede koncept illustreret fra modtagelsen af råvarer til afsætning af energi og restprodukter. Selskabsøkonomiske analyser peger imidlertid på, at denne samfundsmæssigt fordelagtige løsning i bred forstand kun kan realiseres, såfremt fiberfraktionen afbrændes og samtidigt optages i miljøministeriets biomassebekendtgørelse på linie med halm, flis og

3 3 grønpiller. Maabjerg BioEnergy anmodede derfor i brev af 26. august 2004 miljøministeren om at se på sagen med henblik på at fremme denne løsning. Tilsvarende anmodede man ministeren om at se på fortolkningen af husdyrgødningsbekendtgørelsen med henblik på at sikre, at landmændene godskrives harmonimæssigt for den mængde kvælstof, som den fjernede gødning repræsenterer Nedsættelse af en task force Bestyrelsen for MBE besluttede i november at nedsætte en task force, der fik til opgave at tilvejebringe supplerende information om projektets miljømæssige, energimæssige og samfundsøkonomiske konsekvenser, inden miljøministeren tager stilling til henvendelsen af 26. august Task forcen blev sammensat af følgende medlemmer: Direktør Jørgen Udby, Vestforsyning A/S Chefkonsulent, agronom, Alan Lunde, Hedens og Fjordens Landbrugscenter Chefkonsulent, civilingeniør, Bjarne Juul-Kristensen, RAMBØLL Chefkonsulent, civilingeniør Finn Duus, Plan & Projekt A/S Teknisk chef, civilingeniør Gert Jensen, Vestforsyning A/S Nærværende rapport præsenterer resultatet af arbejdet i task forcen. Der er tilknyttet to bilagsrapporter til denne rapport: Bilag - Landbrug Bilag - Energi Endvidere er der udarbejdet en særskilt sammenfatning. 2. Formål Formålet med nærværende rapport er at tilvejebringe supplerende information til miljøministeren, inden ministeren tager stilling til henvendelsen af 26. august Rapporten har til formål at dokumentere det anbefalede koncepts fordele med hensyn til: udnyttelse af næringsstoffer i landbruget miljø (grundvand, overfladevand og luft) energiudnyttelse selskabsøkonomi samfundsøkonomi, produktion og beskæftigelse Herunder er det formålet at dokumentere, at næringsstofferne (kvælstof, fosfor, kalium, svovl og magnesium) anvendes til gødskning uden et for myndighederne uacceptabelt tab til omgivelserne, og at der er væsentlige samfundsøkonomiske fordele ved en forbrænding af fiberfraktionen frem for at anvende fiberfraktionen til gødningsformål.

4 4 Afslutningsvis perspektiveres den foreslåede løsning i forhold til udnyttelsen af biogaspotentialet i Danmark og i Ringkøbing Amt. 3. Beskrivelse af scenarier Der er valgt at dokumentere det anbefalede koncepts fordele gennem scenarieteknik, hvor udvalgte løsninger til at behandle husdyrgødning og andre råvarer sammenlignes med den nuværende håndtering. Landbrugsmæssige og energimæssige forhold er analyseret og beskrevet i selvstændige bilagsrapporter, mens resultater og sammenfattende konklusioner er vist i nærværende rapport. Der er forudsat, at løsningerne (scenarierne) skal opfylde de fremtidige miljøkrav fra Ringkøbing Amt (VVM-krav), når der gives tilladelse til udvidelser af husdyrhold, lige som nye krav fra Vandmiljøplan 3 (VPM III) skal kunne overholdes. Løsningerne sammenholdes endvidere med de nuværende krav i miljøministeriets husdyrgødningsbekendtgørelse. I aftale om VMP III indgår et forskningsprogram der bl.a. omhandler reduktion af næringsstoftab og lugtemission. Forskningsprogrammet tager sigte på at begrænse lugtgener, nedbringe fosforoverskud og -udledning samt forbedre metoder til gyllehåndtering. Begrænsning af næringsstofudledningen i en regional sammenhæng indgår som et særligt element. Viden om udvikling og spredning af lugt samt instrumenter til at begrænse lugt fra husdyrproduktion vil være vigtige elementer til at begrænse nabogener. Forskningsindsatsen i lugt er tæt knyttet til udvikling af teknologier og viden om reduktion af ammoniakfordampningen. Begrænsning af ammoniakfordampning, eksempelvis potentialet for tilsætning af syre til gylle, vil også indgå i gylleforskningsprogrammet, ligesom forsøgsprojekter vedrørende gylleseparation og bioafgasning m.v. vil indgå. Regeringen og landbruget afsætter i fællesskab i alt 155 mio. kr. til dette forskningsprogram. I programmet lægges der således særligt vægt på at udvikle muligheden for at begrænse lugtgener. Maabjerg BioEnergy vil med sit koncept og sin stærke regionale forankring kunne bidrage aktivt i denne udviklingsindsats. Alle scenarier tager udgangspunkt i en imaginær ejendom Maabjerggården -, der i dag har DE (DE ~ dyreenheder; 1 dyreenhed svarer til 100 kg N), hvor fordelingen mellem dyreenhederne er 60 % svin, 20 % mink og 20 % kvæg. Dette svarer nogenlunde til de tilmeldte DE til Maabjerg BioEnergy, og Maabjerggården repræsenterer således det samlede antal ejendomme, der er tilmeldt Maabjerg BioEnergy. Der er opstillet to scenarier uden biogasanlæg (scenarie A og B) og tre scenarier med biogasanlæg (scenarie C, D og E). I scenarie A og B udspredes al rågyllen fra Maabjerggaarden samt 20% af spildevandsslammet fra Holstebro Centralrenseanlæg på markerne. I scenarie C, D og E tilføres rågyllen samt industriel biomasse fra slagterier og mejerier, energiafgrøder samt al spildevandsslam fra Holstebro Centralrenseanlæg til biogasanlægget.

5 5 Scenarierne er defineret som følger Scenarie A. Dagens reference viser den nuværende situation, hvor miljøministeriets husdyrgødningsbekendtgørelse overholdes ved udbringning af rågylle på markerne. Øvrige biomasseråvarer til biogasanlægget bortskaffes som hidtil, idet der ikke etableres biogasanlæg. Scenarie B. Fremtidens reference viser den fremtidige situation, hvor Ringkøbing Amts forvaltningspraksis i forbindelse med VVM-screeninger/VVM-redegørelse overholdes ved udbringning af rågylle på markerne. Derudover er scenarie B identisk med scenarie A. Scenarie C. Traditionel biogas viser situationen, hvor der etableres et traditionelt biogasanlæg, der producerer biogas på basis af husdyrgødning og de øvrige råvarer. Dele af biogassen afsættes til Maabjergværket, mens resten anvendes i eget kraftvarmeanlæg. Hele den afgassede gyllemængde udbringes på markerne uden foregående separation. Scenarie D. Maabjerg BioEnergy viser situationen, hvor det anbefalede Maabjerg BioEnergy-koncept etableres. Biogasproduktion - og anvendelse er den samme som i scenarie C. Væskefraktionen tilbageføres til markerne, mens fiberfraktionen tørres og anvendes til el- og varmeproduktion. Asken afsættes til gødningsproduktion og anvendes uden for området. Scenarie E. Fiber til gødningsformål. Som scenarie D, men fiberfraktionen tørres og afsættes som gødning uden for området, f.eks. til eksport. Scenarie D og E belaster Maabjerggaardens marker ens. I scenarierne C, D og E indgår der udover husdyrgødning som i scenarierne A og B, energiafgrøder fra ca. 300 ha, svarende til ~ 79 DE samt en række biomasseprodukter fra mejerier, slagterier og renseanlæg, der samlet udgør en mængde, der svarer til DE. 4. Resultater og konklusioner - landbrug Forudsætninger og resultater er nøjere beskrevet i bilagsrapporten Bilag landbrug Arealbehov/husdyrproduktion Når husdyrproducenter i Ringkøbing Amt søger om udvidelse eller ændring af husdyrholdet, skal amtet gennemføre en VVM-screening/VVM-redegørelse. Amtet har i VVMsager blandt andet fokus på fosformængderne, der udspredes, og amtet tillader ikke, at der udbringes mere end 5 kg P/ha ud over det, som afgrøden optager. Da afgrøderne gennemsnitligt har et fosforbehov på 20 kg P/ha, betyder det, at der i gennemsnit må udbringes 25 kg P/ha. Dette medfører, at der i fremtiden kun må udbringes ca. 0,96 DE/ha. Det er en betydelig stramning i forhold til husdyrgødningsbekendtgørelsens bestemmelser, der tillader, at der udspredes fra 1,4 til 2,3 DE/ha. Tabel 1 viser den reduktion af antallet af DE, som amtets praksis vil medføre, hvis arealet af Maabjerggården fastholdes. Derudover vises kravene til udsprednings-arealernes størrelse i de forskellige scenarier, hvis antallet af DE på Maabjerggården fastholdes på den nuværende størrelse. Endvidere benyttes der to referencer til at beregne størrelserne med henholdsvis husdyrgødningsbekendtgørelsens krav (dagens reference) på

6 6 1,4 DE/ha, og amtets praksis i forbindelse med VVM-screening/VVM-redegørelse (fremtidens reference) på 0,96 DE/ha: Scenarie: Maabjerggårdens produktionsmulighed ved et areal på ha Arealkrav: (Antal ha) Ved den nuværende husdyrprodukt. på DE A. Dagens reference DE B1. Fremtidens reference max. 25 kg P/ha DE B2. Fremtidens reference max. 25 kg P/ha C1. Traditionel biogas (dagens DE reference) 1,4 DE/ha C2. Traditionel biogas (fremtidens DE reference) max. 25 kg P/ha C3. Traditionel biogas (fremtidens reference) max. 25 kg P/ha D. Maabjerg BioEnergy (fremtidens DE reference) E. Fiberfraktion som gødning DE Som D Tabel 1. Produktionsmuligheder og arealkrav i scenarie A-E Konklusioner: Samlet set er dyretætheden i området i dag ca. 1,4 DE/ha, hvilket betyder, at der ikke findes yderligere egnede udspredningarealer, end der i forvejen anvendes. Traditionel biogas (C) er værre end ingenting med hensyn til produktionsmuligheder for landbruget i lokalområdet, da der i så fald tilføres yderligere råvarer fra industrier m.v. Til gengæld vil situationen lette et andet sted, hvor biomassen i dag anvendes. Maabjerg BioEnergy betyder omvendt, at husdyrproduktionen kan øges med DE eller 15% mere, selv hvis fremtidens krav skal opfyldes. Skal de fremtidige harmonikrav opfyldes, vil det derfor være nødvendigt enten at reducere antallet af dyreenheder eller at etablere Maabjerg bioenergianlæg (scenarie D eller E) Næringsstofbalancer ved uændret arealforbrug Tabel 2 víser næringsstofbalancerne for fosfor og kvælstof ved et uændret arealforbrug (på ha). Ved beregning af gødningstilførsel til afgrøderne på Maabjerggården er det antaget, at afgrøderne gennemsnitligt har et samlet kvælstofbehov på 156 kg N/ha samt et fosforbehov på 20 kg/ha. Det antages, at der fyldes op med handelsgødning, således at afgrødernes kvælstofbehov opfyldes. Næringsstofberegninger er baseret på standardtal for produktion og indhold i husdyrgødning (Håndbog for driftsplanlægning, Landbrugsforlaget). Der er derudover anvendt udnyttelsesprocenter på 100% for ammonium kvælstof og 40% for organisk kvælstof, hvilket fagligt vurderes at være tættere på den reelle udnyttelsesgrad end værdierne angivet i Plantedirektoratets vejledning, som er møntet på beregning af gødningsregnskaber. Anvendes Vejledning fra Plantedirektoratet vil den reelle N-udnyttelse reduce-

7 7 res i forhold til beskrivelserne i scenarierne. Der henvises i øvrigt til bilagsrapporten Bilag landbrug. Scenarie: Antal DE, Maabjerggården Kvælstofoverskud N (kg/ha/år) Emission af N til luft (kg/ha) Tilført handelsgødning N (kg/ha) Fosforoverskud P (kg/ha/år) A. Dagens reference , ,1 B. Fremtidens reference 25 kg P/ha C1. Traditionel biogas (dagens reference) 1,4 DE/ha C2. Traditionel biogas (fremtidens reference) 25 kg P/ha D. Maabjerg BioEnergy (fremtidens reference) E. Fiberfraktion som gødning , , , , , , , , , ,6 Tabel 2. Næringsstofbalance ved uændret arealforbrug (18084 ha) Konklusioner: Kvælstofoverskuddet er lavest i scenarie D og E og bliver reduceret med ca. 30% i forhold til scenarie A (dagens reference) Udnyttelsen af kvælstof stiger ved etablering af Maabjerg BioEnergy (MBE). På trods af, at der fjernes kvælstof ved bortskaffelse af fiberfraktionen, vil behovet for tildelt handelsgødning blive reduceret p.g.a. en bedre udnyttelse af kvælstof i husdyrgødningen. Tilført handelsgødning vil blive halveret fra 45 kg/ha til 22 kg/ha. Ved fjernelse af organisk-n i husdyrgødningen fra væskefraktionen nedsættes risikoen samtidig for udvaskning af kvælstof til vandmiljøet. Returgødningen (væskefraktionen) vil resultere i en mindre emission til luft, skønnet til at være ca. 11 kg N/ha mindre pr. år. (16 kg/ha i dag og 5 kg/ha ved etablering af et biogasanlæg) Desuden vil lugtgenerne reduceres i forbindelse med udbringning af husdyrgødning i både tid og omfang. MBE kan fraseparere 75% af husdyrgødningens indhold af fosfor, og gennemføres en separation af hele husdyrgødningsmængden, betyder det, at fosforoverskuddet falder med 23,7 kg P/ha/år (fra 16,1 til (-7,6)), svarende til en reduktion på 430 tons P/år. Der gøres opmærksom på, at der i scenarie (C), D og E tilføres 894 tons/år p.gr.a. ekstern tilførsel af biomasse med højt P-indhold ( ca. 130 ton), energiafgrøder ( 15 tons) samt en forøgelse af husdyrholdet på 15% ( ca. 95 ton). Af de 894 tons returneres 224 tons til Maabjerggården og 670 tons findes i fiberfraktionen. Med den nuværende P-status i dyrkningsjorden vil den udbragte fosformængde være tilstrækkelig til at opretholde et økonomisk optimalt udbytte af afgrøder. På lang sigt vil der kunne opstå behov for en større tildeling af fosfor for at opnå et optimalt udbytte.

8 Samfundsøkonomisk tab og nedgang i beskæftigelsen ved reduktion af dyreenheder Tabel 3 og 4 viser det samfundsøkonomiske produktionstab og beskæftigelsen i landbrug og følgeerhverv ved uændret arealforbrug (Se forudsætninger i Bilag landbrug ): Scenarie: Reduktion, dyreenheder (DE) Produktionstab, landbruget (mio. kr/år) Produktionstab, følgeerhverv (mio. kr/år) Produktionstab, i alt (mio. kr/år) A. Dagens reference B. Fremtidens reference ,8 82,0 99,8 max. 25 kg P/ha C1. Traditionel biogas (dagens reference) 1,4 DE/ha ,3 24,5 29,8 C2. Traditionel biogas (fremtidens reference) max. 25 kg P/ha D. Maabjerg BioEnergy (fremtidens reference) E. Fiberfraktion som gødning ,6 141,1 171, ,4-38,8-47,2 Som D Som D Som D Som D Tabel 3. Samfundsøkonomisk tab ved reduktion af maksimalt antal dyreenheder i forhold til dagens reference og ved uændret arealforbrug Scenarie: Fuldtidsbeskæftigede (mandår/år) A. Dagens reference 1,4 DE/ha 863 B. Fremtidens reference max.25 kg P/ha 589 C1. Traditionel biogas (dagens reference) 1,4 DE/ha 781 C2. Traditionel biogas (fremtidens reference) max. 25 kg P/ha 392 D. Maabjerg BioEnergy (fremtidens reference) 992 E. Fiberfraktion som gødning Som D Tabel 4. Beskæftigelse i landbrug og følgeerheverv ved reduktion af maksimalt antal dyreenheder (uændret arealforbrug) Konklusioner: Gøres der ikke noget, kan der på sigt forventes et årligt samfundsøkonomisk produktionstab på 100 mio. kr/år (scenarie B i forhold til scenarie A) og et fald i beskæftigelsen på ca. 270 fuldtidsbeskæftigede. Traditionel biogas (C) vil blot yderligere forøge produktionstabet til samlet ca. 170 mio. kr./år, da der i så fald tilføres yderligere biomasseråvarer fra industrier m.v.,

9 9 hvilket medfører, at den udspredte husdyrgødningsmængde yderligere skal indskrænkes for at overholde miljørestriktionerne. Gennemførelse af Maabjerg BioEnergy - projektet medfører derimod, at det ikke vil være nødvendigt at indskrænke husdyrproduktionen i området, og der vil dermed ikke opstå et produktionstab og et fald i beskæftigelsen. Tværtimod vil der blive plads til en mindre produktionsudvidelse på ca. 47 mio. kr. uden en forøgelse af miljøbelastningen. 5. Resultater og konklusioner energi Forudsætninger er nøjere beskrevet i bilagsrapporten Bilag energi Energisystemet Tabel 5 viser, hvilke energianlæg, der indgår i de forskellige scenarier. I scenarie D Maabjerg BioEnergy) indgår de energianlæg, der fremgår af det vedlagte konceptdiagram bagest i nærværende rapport (biogasmotor, biogasbaseret kraftvarme på Maabjergværket samt anvendelse af fiberfraktionen til tørring og til afbrænding på Maabjergværket til kraftvarmeproduktion). I scenarie D kommer der en ekstra mængde biomasse inde i det samlede energisystem, idet fiberfraktion sælges til Måbjergværket til erstatning af flis, der så kan anvendes til energiformål, f.eks. på et fjernvarmeværk et andet sted i landet. I de to øvrige biogasscenarier, scenarie C (Traditionel biogas) og scenarie E (Tørstof som gødning), vil der fortsat blive forbrændt flis i samme mængde på Måbjergværket som i referencescenarierne A+B. I scenarie E anvendes ikke fiber, men flis til tørring af fiberfraktionen, inden den eksporteres til gødningsformål. I scenarie C indgår der ingen separation og tørring af den afgassede gylle, men alene en biogasmotor og biogasbaseret kraftvarme på Maabjergværket. Endelig vil der i scenarierne A og B ikke blive etableret noget biogasanlæg, hvilket betyder, at energien som hidtil produceres i det eksisterende el-system (el), i Vestforsynings (VF) fjernvarmesystem (naturgasbaseret fjernvarme), på Maabjergværkets (MKV) overheder til kraftvarmeproduktion (naturgasbaseret kraftvarme) samt på Maabjergværkets biobrændselskedel (flisbaseret kraftvarme).

10 10 Energianlæg Central elproduktion Naturgasfyret fjernvarme, VF Biogasmotor, el og varme, MB Naturgasbaseret kraftvarme, MKV Biogasbaseret kraftvarme, MKV Flisfyret kraftvarme, MKV Fiberfyret kraftvarme, MKV Flisfyret tørring, MB Fiberfyret tørring, MB Scenarie A+B Reference X X X Scenarie C Scenarie D Scenarie E Traditionel biogas Maabjerg Bionergy Fiber til gødningsformål X X X X X X X X X X X X Tabel 5. Oversigt over energianlæg, der indgår i scenarierne A-E Tabel 6 viser de overordnede energiforhold på Måbjerg Bioenergy for scenarierne C, D og E. Der er angivet energi-output fra MBE i form af dels el- og varmeleverancer fra anlægget og dels levering af brændsler (biogas og fiber). Scenarie C Scenarie D Scenarie E Traditionel biogas Maabjerg Bio- Energy Fiber til gødningsformål Produceret biobrændsel, MWh Biogas Fiberbiomasse Produceret brændsel i alt Leveret energi, MWh El til Vestforsyning Varme til Vestforsyning Leveret energi ialt Leveret biobrændsel, MWh Biogas til MKV Fiber til MKV Køb af flis til tørring Leveret brændsel ialt Tabel 6. Overordnede energiforhold energi-output fra MBE, scenarie C, D og E

11 11 Tabel 7 viser for scenarie B, C og D de skønnede energiproduktioner på Måbjergværket ved de hertil leverede brændsler fra MBE, og ligeledes er vist energi-outputtet fra MBE. Energitype Anlæg Brændsel Scenarie C MWh Scenarie D MWh Scenarie E MWh El MBE Biogas MKV Biogas Fiber Ialt Varme MBE Biogas Fiber MKV Biogas Fiber Ialt Tabel 7. Overordnede energiforhold energiproduktion, scenarie C, D og E Konklusioner: I scenarie D produceres der 60% mere biobrændsel årligt end i scenarie C+E ( MWh/år i forhold til MWh/år) I scenarie D genererer MBE en samlet elproduktion på ca MWh, svarende til elbehovet i ca husstande, og en samlet varmeproduktion på ca MWh, svarende til varmebehovet i ca husstande Scenarie D leverer mere end dobbelt så meget biobrændsel til Maabjergværket som i scenarie C og E ( MWh/år i stedet for MWh/år) Scenarie D leverer næsten dobbelt så meget el og varme til det samlede energisystem som i scenarie C + E ( MWh/år i stedet for MWh/år) 5.2. Emissioner til luft Energistyrelsens udkast til Vejledning i samfundsøkonomiske analyser på energiområdet af 8. oktober 2004 opstiller virkningsgrader og emissionsfaktorer for en række energianlæg. Med mindre andet er angivet, anvendes disse værdier i beregningerne af de samlede emissioner til luft i scenarierne. MBE s gasmotorer og egen biobrændselskedel er forudsat etableret med denox-anlæg, idet der også på dette område ønskes en høj miljøstandard. Der er ikke tilsvarende forudsat denox-foranstaltninger på MKV s kedel. Den afbrændte fiberfraktion erstatter flis på MKV, der ligesom fiberen er CO2-neutral m.h.t. emissioner til luft. Fiberafbrændingen resulterer derfor ikke umiddelbart i en yderligere CO2-reduktion. Imidlertid vil en sparet flisafbrænding på MKV typisk fortrænge naturgas et andet sted i energisystemet, hvorved der i så fald opnås en yderligere CO2- reduktion i scenarie D i forhold til scenarie C og E. Bioenergianlægget resulterer endvidere i en markant reduktion af udledningen af drivhusgasserne methan (CH4) og lattergas (N2O). Methan udvikles af rågylle og tabes især fra lagertanken, mens lattergas dannes i jorden under anaerobe forhold efter ud-

12 12 bringningen af rågylle på markerne. Emissionsbesparelserne af CH4 og N2O er omregnet til CO2-ækvivalenter for at opgøre deres bidrag til reduktion af drivhuseffekt. I MBE-konceptet indgår et nyt transportkoncept, hvor transport af rågylle og returtransport af den afgassede gylle hovedsagelig foregår som rørtransport. Transport af fast møg og øvrige råvarer foregår som normalt med lastvogn. Denne løsning indebærer en miljømæssig gevinst, som betyder reducerede emissioner i forhold til referencen. Tabel 8 herunder viser reduktionen af udledningerne af CO2, SOx og NOx i scenarierne, målt i forhold til udledningerne i scenarie A+B: Reduktioner af udledninger Enhed Scenarie A + B Scenarie C Scenarie D Scenarie E CO2-emissioner (CO2-ækviv.) Emissioner fra energianlæg tons/år Fortrængning af naturgas ved tons/år fiberafbrænding Emissioner af CH4 og N2O tons/år Emissioner fra transport af råvarer tons/år og restprodukter CO2-emissionsreduktioner ialt tons/år NOx-emissioner Emissioner fra energianlæg kg/år Emissioner fra transport af råvarer kg/år og restprodukter NOx-emissionsreduktioner ialt kg/år SOx-emissioner Emissioner fra energianlæg kg/år Emissioner fra transport af råvarer kg/år og restprodukter SOx-emissionsreduktioner ialt kg/år Tabel 8. Udledning af CO2, SOx og NOx i scenarie A-E. Konklusioner: Den samlede reduktion i CO2-ækvivalenter/år fra energianlæggene kan opgøres til tons/år i scenarie C, D og E. Den afbrændte fiber fortrænger flis på Maabjergværket. Hvis det antages, at den fortrængte flis fortrænger naturgas på en naturgaskedel, vil CO2-reduktionen yderligere blive forøget med tons/år. NOx-emissionerne fra energianlæggene bliver reduceret i scenarie C og E og er uændret i scenarie D, sammenlignet med scenarie A og B. Der er ikke forudsat de- NOx-foranstaltninger på MKV s kedel, men det kan blive krævet i forbindelse med myndighedsgodkendelsen af afbrænding af fiber på MKV. I så fald vil NOxemissionerne i scenarie D blive lavere end de beregnede værdier. I scenarie C-E opnås en lille emissionsreduktion som følge af transport af biomasseråvarer til og fra biogasanlægget i forhold til nuværende udbringning af rågyllen på markerne (scenarie A+B). Normalt vil etablering af et biogasanlæg betyde en øget emission, fordi transportafstanden ved biogasanlæg øges i forhold til udbringning på markerne; men anvendelsen af rørtransport opvejer dette forhold.

13 13 Derudover resulterer rørtransport i en mindre miljøbelastning af beboere og vejsystem i lokalområdet. Udelukkende lastvognstransport af råvarer betyder, at mere end 40 lastvogne med en vægt på ca. 30 tons dagligt skal køre til og fra bioenergianlægget Selskabsøkonomi Der er gennemført en selskabsøkonomisk analyse af de tre scenarier C, D og E, hvor der indgår etablering af biogasanlæg. I de selskabsøkonomiske analyser er der taget udgangspunkt i et opstillet anlægs- og driftsbudget. Endvidere indgår aftalte hensigtserklæringer med relevante parter om afregningspriser og øvrige vilkår for modtagelse af råvarer og afsætning af energi og restprodukter, lige som der er foretaget fremskrivninger af prisudviklingen for salg af energi. Der regnes med en 20 årig planlægningsperiode. Af hensyn til projektets økonomiske robusthed er det fastlagt, at forrentningen af projektet ikke bør være lavere end 5% ud over inflationen, hvilket er fastsat som en minimumsforrentning. Analyserne af resultaterne på landbrugsområdet viser, at scenarie C - Traditionel biogas giver så markante økonomiske forringelser, at den er uinteressant i de områder af Danmark som nu eller i fremtiden er tæt på at opfylde harmonikravene, og hvor der ikke er overskud af udspredningsarealer. Dette er gældende for området, hvorfra Maabjerg BioEnergy modtager råvarer. Scenarie C er på trods heraf analyseret i nærværende rapport for at muliggøre en sammenligning af projektøkonomien mellem scenarie C, D og E i områder, hvor der er ikke er harmoniproblemer. Scenarie D er beregnet uden og med pålæg af affaldsafgift ved forbrænding af fiberfraktionen. Der er tale om ca tons fiberfraktion, før det bliver tørret. I scenarie E afsættes den tørrede fiberfraktion til gødningsformål vederlagsfrit til en aftager i Østjylland, idet der foreligger et tilsagn herom fra en mulig aftager. Transportomkostninger til Østjylland afholdes af MBE. De selskabsøkonomiske nøgletal ses herunder: Scenarie C Scenarie D uden pålæg af affaldsafgift Scenarie D med pålæg af affaldsafgift Scenarie E Etableringsudgifter* i alt 243 mio. kr 315 mio. kr 315 mio. kr 315 mio. kr Driftsindtægter minus 25,2 mio. 25,7 mio. 0,7 mio. 17,5 mio kr/år driftsudgifter kr/år kr/år kr/år Nutidsværdi (5% kalk. 67,6 mio. kr 7,9 mio. kr mio. kr -94,6 mio. kr rentefod) Intern rente 8,2% 5,2 % Ej defineret 0,9 % *Heraf udgør et fuldt udbygget rørtransportsystem for gyllen samt separations- og tørringsanlæg (i scenarie D + E) ialt ca. 136 mill.kr. Tabel 9. Selskabsøkonomiske nøgletal for scenarie C, D og E

14 14 De selskabsøkonomiske analyser viser, at kun scenarie D uden pålæg af affaldsafgift ved forbrændingen er et rentabelt projekt for Maabjerg BioEnergy, idet scenarie C ikke er relevant i området. Hvis der skal betales affaldsafgift af den afgassede biomasse, er afgiften overslagsmæssigt opgjort til ca. 25 mill. kr/år, hvilket gør afbrændingen uinteressant. Afsætning af fiberfraktionen til gødningsformål (scenarie E) er ligeledes urentabel. Det bemærkes endvidere, at det vurderes, at denne ene identificerede afsætningsmulighed ikke vil være en tilstrækkelig sikker afsætningskanal til, at der kan træffes en beslutning om etablering af anlægget. 6. Samfundsøkonomiske og energimæssig sammenligning mellem scenarie D og scenarie E 6.1. Samfundsøkonomi Der er i nærværende rapport ikke gennemført en total samfundsøkonomisk analyse af etablering af biogasfællesanlæg, idet en sådan er gennemført i rapport nr. 136 fra Fødevareøkonomisk Institut: Samfundsøkonomisk analyse af biogasfællesanlæg, hvortil der henvises. De samfundsøkonomiske analyser på landbrugssiden viste, at der er meget store samfundsøkonomiske fordele for landbruget i området ved at gennemføre enten scenarie D (Maabjerg BioEnergy) eller scenarie E (Fiberfraktion som gødning), mens det viste sig, at scenarie C (Traditionel biogas) var et uinteressant scenarie i Holstebro-området For at vurdere forskellen samfundsøkonomisk imellem alternativ D og E er der gennemført en partiel samfundsøkonomisk analyse. Der er anvendt beregningsmetoder og beregningsforudsætninger som angivet i Energistyrelsens nye vejledning i samfundsøkonomiske analyser fra oktober Beregningsperioden er sat til 20 år, og der anvendes en kalkulationsrentefod på 6 % ved beregning af nutidsværdi og vurdering af projektresutaterne. En konkret undersøgelse af mulighederne på markedet for at afsætte dels fiberfraktionen og dels asken fra afbrændingen af fiberfraktionen samt samtaler med gødningsproducenter har resulteret i, at den samfundsøkonomiske værdi af både fiberfraktionen og asken er sat til 0 kr/ton, leveret hos aftageren. Investeringsniveau et i de to scenarier er ens. De årlige ekstra driftsindtægter er ca. 9,2 mill. kr højere i scenarie D end i scenarie E på grund af flere energiindtægter i scenarie D (salg af fiber) og flere omkostninger til borttransport af den tørrede og afgassede gylle i scenarie E. Disse økonomiske nøgletal resulterer i en nutidsværdi, der bliver 87,8 mio. kr højere, hvis man vælger at gennemføre scenarie D i stedet for scenarie E. I bilagsrapporten Bilag energi er de vigtigste nøgletal ved sammenligningen vist. Konklusionen er således, at det er særdeles fordelagtigt samfundsøkonomisk at forbrænde fiberfraktionen fra den afgassede gylle i forhold til at afsætte fiberfraktionen til gødningsformål.

15 Energibalance ved afbrænding af fiberfraktionen Rådgiverne for Maabjerg BioEnergy (RAMBØLL i samarbejde med PlanEnergi) har parallelt med planlægningen af BioEnergyanlægget gennemført en udredning for Energistyrelsen, hvor de tekniske, energimæssige og miljømæssige konsekvenser ved forbrænding af fiberfraktionen, inden restproduktet (asken) anvendes til gødningsformål, er undersøgt. Som et led i udredningen er energibalancen ved tørring og forbrænding af fiberfraktionen (scenarie D) i forhold til anvendelse af fiberfraktionen som gødning estimeret (scenarie E). Inden fiberfraktionen forbrændes, forudsættes den (lige som i scenarie D) tørret, så den indeholder 90 % tørstof. Hertil anvendes energi, hvoraf en stor del vil kunne genvindes. Ved forbrænding af fiber vindes på den ene side forbrændingsenergi og på den anden side tabes kvælstof, idet kvælstofforbindelserne under forbrændingen omdannes til frit kvælstof og NOx er. Fosfor og kalium vil ikke gå tabt, da askefraktionen vil kunne anvendes som gødning. Den tabte kvælstofmængde forudsættes i beregningen at have en energiværdi, idet den tabte kvælstof vil skulle erstattes af produktion af en tilsvarende mængde kunstgødning, hvilket koster energi. Der medregnes desuden, hvilken nyttevirkning af det pågældende næringsstof, man alternativt vil kunne forvente at opnå ved anvendelse af fiberfraktionen som gødning. Det fremgår af beregningen, at der er et energioverskud ved afbrænding af fiberfraktionen, selvom der mistes kvælstof. Selv hvis asken ikke ville blive genanvendt som gødning, og kalium og fosfor derved ville gå tabt og skulle erstattes (hvilket ikke er tilfældet i Maabjerg BioEnergykonceptet), viser beregningen, at der vil være energioverskud og en nettobrændværdi på 2-3 MWh/ton tørstof eller MWh/år. For yderligere detaljer henvises til rapporten Undersøgelse af mulig efterbehandling af separeret faststoffraktion ved biogasproduktion, RAMBØLL og PlanEnergi for Energistyrelsen, september Sammenfattende om hele konceptet 7.1. Næringsstofudnyttelse Ved gennemførelsen af Maabjerg BioEnergy konceptet (MBE-konceptet) vil al afgasset gylle blive separeret, så der fremkommer en fiberfraktion med et højt indhold af fosfor og organisk bundet kvælstof, og en væskefraktion med et højt indhold af uorganisk kvælstof (ammoniak), der har en høj udnyttelsesprocent som gødning samt et lavt indhold af fosfor. Fiberfraktionen tørres og afbrændes. Afdampen fra tørringsprocessen, hvor der fortsat findes ammoniak, tilføres væskefraktionen med henblik på maksimal udnyttelse af den uorganiske kvælstof (ammoniak) i den afgassede gylle til gødningsformål. Øvrige næringsstoffer end N bliver genanvendt til gødningsproduktion, idet asken fra den afbrændte fiberfraktion ndeholder størstedelen af fosforen samt andre næringsstoffer (kalium, svovl og magnesium) og påregnes afsat til produktion af PKgødning.

16 16 Kvælstofoverskuddet bliver reduceret væsentligt (ca. 30%), og udnyttelsen af kvælstof stiger ved etablering af Maabjerg BioEnergy. Der sker et tab af N ved afbrænding af fiberfraktionen. På trods af dette tab ved forbrændingen vil forbruget af handelsgødning-n kunne halveres i forhold til dagens situation p.g.a. en højere udnyttelsesprocent i den tilbageleverede afgassede og separerede væskefraktion. Ved fjernelse af organisk-n i husdyrgødningen fra væskefraktionen nedsættes risikoen samtidig for udvaskning af kvælstof til vandmiljøet. Returgødningen (væskefraktionen) vil resultere i mere end en halvering af emissionerne af N til luft. Desuden vil lugtgenerne reduceres i forbindelse med udbringning af husdyrgødning i både tid og omfang. Med fuld separation af den afgassede gylle forsvinder fosforoverskuddet og der opstår et mindre underskud. Med det nuværende indhold af fosfor i dyrkningsjorden vil den udbragte fosformængde være tilstrækkelig til at opretholde et økonomisk optimalt udbytte af afgrøder. På meget lang sigt vil der kunne opstå behov for en større tildeling af fosfor for at opnå et optimalt udbytte. Den begrænsede mængde fosfor i væskefraktionen muliggør anvendelse af mere gylle end ellers til gødningsformål grundet Ringkjøbing Amts krav til begrænsning af fosforudledning i forbindelse med VVM godkendelser. Samlet set opnås en bedre udnyttelse af næringsstofferne, end det både er tilfældet i dag og navnlig vil være i fremtiden med Ringkøbing Amts krav til reduktion af fosforudledning Energisystemet og emissioner til luft MBE-konceptet resulterer i en samlet elproduktion, svarende til elbehovet i ca husstande, og en samlet varmeproduktion, svarende til varmebehovet i ca husstande. Hvis fiberfraktionen anvendes til el- og varmeproduktion på Maabjergværket, vil der blive leveret næsten dobbelt så meget el og varme til det samlede energisystem i forhold til, at fiberfraktionen ikke bliver udnyttet til energiformål. Den samlede reduktion i CO2-ækvivalenter/år fra energianlæggene kan opgøres til tons/år. Den afbrændte fiber fortrænger flis på Maabjergværket. Hvis det antages, at den fortrængte flis fortrænger naturgas på en naturgaskedel, vil CO2- reduktionen yderligere blive forøget med tons/år. De samlede NOx-emissioner fra energianlæggene er uændret, sammenlignet med referencen. Der er ikke forudsat denox-foranstaltninger på MKV s kedel, men det kan blive krævet i forbindelse med myndighedsgodkendelsen af afbrænding af fiber på MKV. I så fald vil de samlede NOx-emissioner blive lavere end de beregnede værdier. Endelig reduceres SO2-emissionerne ved gennemførelsen af MBE-konceptet.

17 17 Der opnås en lille emissionsreduktion som følge af transport af biomasseråvarer til og fra biogasanlægget i forhold til nuværende udbringning af rågyllen på markerne. Normalt vil etablering af et biogasanlæg betyde en øget emission, fordi transport-afstanden ved biogasanlæg øges i forhold til udbringning på markerne; men anvendelsen af rørtransport opvejer dette forhold Selskabsøkonomi De selskabsøkonomiske analyser viser, at MBE-konceptet er et rentabelt projekt, men kun hvis fiberen optages på biomassebekendtgørelsen og ikke kategoriseres som affald. Afsætning af fiberfraktionen til gødningsformål er ligeledes selskabsøkonomisk urentabel Samfundsøkonomi De samfundsøkonomiske analyser for landbrugserhvervet og følgeerhvervene viser, at hvis der ikke gennemføres tiltag, der reducerer næringsstofbelastningen, kan der på sigt forventes et årligt samfundsøkonomisk produktionstab på 147 mio. kr/år og et fald i beskæftigelsen på ca. 400 fuldtidsbeskæftigede. Etableres der et traditionelt biogasanlæg, vil produktionstabet blive yderligere forværret, da der i så fald tilføres yderligere råvarer fra industrier m.v., hvilket vil medføre, at den udspredte husdyrgødningsmængde yderligere skal indskrænkes for at opfylde miljørestriktionerne. Gennemførelsen af MBE-konceptet medfører derimod, at det ikke vil være nødvendigt at indskrænke husdyrproduktionen i området, og der vil dermed ikke opstå et produktionstab og et fald i beskæftigelsen. Tværtimod vil der blive plads til en begrænset produktionsudvidelse på ca. 15%, og samtidig vil fremtidige miljøkrav til næringsstofbelastning kunne opfyldes. Der er således meget store samfundsøkonomiske fordele for landbruget i området ved at gennemføre MBE-konceptet og enten afsætte fiberfraktionen til energiformål og asken fra afbrændingen til gødningsformål eller at afsætte fiberen direkte til gødningsformål. For at vurdere den samfundsøkonomisk forskel imellem disse to alternativer er der gennemført en partiel samfundsøkonomisk analyse. Denne analyse viser, at det er mest fordelagtigt samfundsøkonomisk at forbrænde fiberfraktionen fra den afgassede gylle i forhold til at afsætte fiberfraktionen til gødningsformål Endelig viser en energiøkonomisk analyse, at det er energiøkonomisk meget bedre at anvende fiberfraktionen til energiformål frem for til gødningsformål.

18 18 8. Perspektivering 8.1. Danmark Der er i Danmark et uudnyttet biogaspotentiale fra husdyrgødning på ca. 92%; et potentiale, som der er politisk konsensus om, bør søges udnyttet. Imidlertid er der ikke etableret nye biogasfællesanlæg de sidste 7 år. Årsagen hertil skyldes bl.a. en usikkerhed om, hvordan den afgassede biomasse skal håndteres og afsættes i områder med stor husdyrtæthed. En selskabsøkonomisk acceptabel afklaring af rammevilkårene for afsætning af den afgassede biomasse vil have stor betydning for, om der på ny kommer gang i udbygningen med biogas til gavn for miljø, beskæftigelse og eksport af dansk know how. Den selskabsøkonomiske sammenligning af MBE-konceptet med et traditionelt biogasanlæg peger på, at MBE-konceptet næppe vil blive etableret i egne, hvor der ikke er harmoniproblemer, fordi indtjeningen ved afbrændingen af fiberfraktionen ikke kan forrente investeringer i separations, - tørrings og fyringsanlæg. MBE-konceptet forventes derfor navnlig at få relevans i de dele af Danmark, hvor harmonikravene nu eller i fremtiden er en begrænsende faktor for landbrugs-produktionen. Det drejer sig om store dele af Vestjylland, Nordjylland og Sønderjylland. EU s Vandrammedirektiv træder i kraft år 2009, og der er aftalt en revision af Vandmiljøplan III om 2-3 år. Begge disse administrative tiltag kan medføre yderligere stramninger af kravene til næringsstofudledninger fra landbruget, hvilket kan gøre MBE-konceptet selskabsøkonomisk relevant at indføre i andre dele af landet. Energi og klimamæssigt har MBE-konceptet også ligeledes store perspektiver. Analyserne viste, at såfremt fiberfraktionen anvendes til energiproduktion på Maabjergværket, vil der blive leveret 60% mere bioenergi til det samlede energisystem i forhold til, at fiberfraktionen ikke bliver udnyttet til energiformål. Energistyrelsen har opgjort det uudnyttede biogaspotentiale i Danmark til ca. 36 PJ/år. 60% heraf udgør ca. 21 PJ/år. Der er således tale om en meget betydelig uudnyttet og overset biomasseressource. Sammen med udnyttelsen af biogassen i gyllen kan fiberbiomassen give et væsentligt bidrag til at opfylde Danmarks CO2-forpligtigelser Ringkøbing Amt Et valg af MBE-konceptet frem for en udvikling uden tiltag vil betyde en forbedring af produktionen med ca. 1,3 mia. kr./ år og en merbeskæftigelse på i Ringkøbing Amt, hvilket er illustreret i tabel 10 herunder. Tabellen på næste side viser udvalgte harmonikravs betydning for hele Ringkøbing Amt.

19 19 1,2 DE/ha (nuværende produktion) 0,96 DE/ha (fremtiden) MBE Scanario 1,4 DE/ha (husdyrgødningsbekendtgørelsen) Antal DE/ha 1,2 0,96 1,4 Produktionsværdi for landbruget (mio. kr) Produktionsværdi i tilknyttede erhverv (mia. kr./år) 3,4 2,7 4,0 Beskæftigelse (personer) Tabel 10. Udvalgte harmonikravs betydning for hele Ringkøbing Amt I Ringkøbing Amt udgør produkter af landbrugsoprindelse i dag mellem 25 % og 33 % af den samlede eksportværdi fra amtet. Bibeholdelsen af en stor fødevareproduktion fra amtet har således stor betydning for regionens økonomi. Task forcen er bekendt med, at Ringkøbing Amts Jordbrugsanalyse Temaredegørelse 2003 efter andre opgørelsesmetoder har opgjort antallet af beskæftigede i landbrug og følgeerhverv samt eksportværdien af produkterne til højere værdier, end ovenstående kalkule viser. Konsekvenserne af ikke at gøre noget frem for at gennemføre MBEkonceptet i amtet kan dermed blive endnu større, end ovenstående viser. Maabjerg BioEnergy er et projekt, der har stor opbakning blandt husdyrproducenterne i området. De har været parate til at indskyde risikovillig kapital i projektet, og de er dermed med til at tage ansvar for, at der findes løsninger, så fosforproblemerne løses, samtidig med at der også fremover vil eksistere en betragtelig produktion af animalske fødevarer i området. Appendix 1: Konceptdiagram Bilag : Energi Landbrug

20 Appendix 1. Konceptdiagram Maabjerg BioEnergy Andre Spildevandsslam Øvrige råvarer Evt. husholdningsaffald Husdyrgødning fra kvæg, svin, mink og fjerkræ Slagteri Mejeri Energiafgrøder Rørledning / lastbiltransport Industri linie Grøn linie Biogas reaktor Afgasset gødning Dekantercentrifuge Fiber fraktion Tørreanlæg Gas Gas Varme Gødning retur i rør Varme Aske el Måbjerg værket Elnettet Gas motor Vestforsyning Landmænd Gødnings fabrik Aske Tørret fiberfraktion (biobrændsel)

21 - 21 -