Strukturudvikling og beslutningsstøtte til placering af fremtidens biogasanlæg

Transkript

1 Strukturudvikling og beslutningsstøtte til placering af fremtidens biogasanlæg Økonomiseminar, Foreningen for Danske Biogasanlæg, 10. december 2012 PhD kandidat: Mikkel Bojesen, Københavns Universitet, Fødevareøkonomisk institut

2 Hvad arbejder jeg med? Bioenergi forpligtigelser VE direktiv 2009 Grøn vækst 1.0, 2.0 Kommuneplanlægning 2013 Agrobaserede bioenergi potentialer Udvidelse af biogas produktion Fremtidig husdyrproduktion Biogas som del af fremtidigt bioenergisystem Effektiv CO2 reduktion Buffer for vind produktion Produktions udfordringer Høje transportomkostninger Stort vidensbehov Behov for beslutningsstøtte

3 Hvad arbejder jeg med? (II) Placering også en akademisk udfordring: Mange interessenter Mange hensyn Mange hensyn Mange kriterier There are gaps in the breadth of literature regarding bioenergy systems. These are determining the best plant capacity (1.2%),, determining Minimering the af best transportomkostninger location for facilities (5.9%). These problems are Minimering addressed in af other afstand works til fjernvarmenet but not using og multi-criteria fjernvarmekunder methods. Maksimering af landmandsdeltagelse - (Scott Jobskabelsespotentialer et al. 2012, Energy) Nitrogenreduktion Minimering af eksternaliteter såsom lugtgener og transportgener for at undgå NIMBY effekter. Spatiale attributter Bioenergi forpligtigelser spatial MCDM spatiel beslutningsstøtte (SDSS)

4 Hvad arbejder jeg med? (III) Biogas produktions analyse Spatial Multi Criteria Evaluering Placerings analyse

5 Strukturudvikling i Dansk husdyrproduktion Year Sows (mio) Finishers (mio) Piglets (mio) n.a Dairy cattle (mio) Other cattle (mio) Number of farms 32,670 27,134 14,093 Høj dansk produktion af svin og malkekvæg Koncentrering af industrien Hvem bliver, hvem går ud?

6 Nationale strukturudvikling, svin

7 Nationale strukturudvikling, malkekøer

8 Strukturudvikling igennem 10 år, svin

9 Strukturudvikling igennem 10 år, malkekvæg

10 Geografi betyder noget! Udviklingen på regionalt plan er mere ensartet end på nationalt plan Regional modellering i stedet for national modellering Modellering af forskellige sektorer: søer, smågrise, slagtesvin, malkekøer, andet kvæg (ungkvæg). Fremskrivninger baseret på overgangssandsynligheder

11 Spatial fremskrivning af biogas potentialer i Danmark Dyretype ton / DE CH4 m3/t m3 CH4/DE Søer Slagtesvin Smågrise Malkekvæg Andet malkekvæg Kilde: Agrotech 2011 Konklusion: Konservativt estimat - fortsat koncentration men stabilt lokalt biogas potentiale frem mod 2025.

12 Hvor skal fremtidens biogasanlæg ligge? Markedsanalyse for eksisterende anlæg Baserer sig på vejnetsanalyse med gældende hastigheder for lastbiler (start og stopomkostninger ikke inkluderet) Analyse af top 5 af eksisterende anlæg Ribe Linkogas Studsgaard Lemvig Maabjerg Hvordan er deres forsyningsmæssige markedssituation i dag og i fremtiden?

13 10 min køretid, 3 ud af 5 kan dække deres efterspørgsel. 20 min køretid, alle 5 anlæg kan dække deres efterspørgsel. Udbud afhænger af landmænds vilje til at levere gylle. Efterspørgsel afhænger også af produktionsteknologi (% gylle i biogassen) Capacity from slurry (m3/year) % of supply w. 10 min drive time % of supply w. 20 min drive time % of supply w. 30 min drive time % Slurry Year Plant biomass 2009 Ribe Linkogas Lemvig Studsgaard Maabjerg

14 Hvad er den bedste fremtidige placering af biogasanlæg? Estimering af biogas produktionspotentiale i en konkurrencesituation Sij = Oi * Dj^α * Ai * dij^-β (after Huff 1963, Birkin et al 1996) Where: Oi = supply from i th farm Dj = Demand from j th biogas plant Ai = Balancing factor securing that the sum of (1/ Dj*dij^- β)) dij = Distance between i and j (measured in km) β = Transportation costs constant, explaining the distance decay α = Attractiveness of biogas plant j When calibrated on WATD in order to minimize: WATD(obs) WATD (mod) Tak til alle der har leveret kørselsdata!!

15 Potentielle produktions flow og kapacitet Biogas plant allocated input (mio m3 CH4) Capacity (mio m3 CH4) Biogas plant allocated input (mio m3 CH4) Capacity (mio m3 CH4) Blans Noerager Blaabjerg Nordfyn Blaahoej Nysted Davinde Ribe Djurs Sinding Oerre Fangel Snertinge Filskov Soenderjysk Faaborg Solroed Glansager Studsgaard Gudenaa Thorsoe Hashoej Thy Hodsager Vegger Horsens Vejle Linkogas Videbaek Maabjerg Vaarst-Fjellerad Nakskov Aarhus

16 Konklusioner: På baggrund af kalibrerede model udføres what-if analyser. Fremtidens biogasudbygning bør indbefatte både store og små anlæg og bør tage udgangspunkt i lokale afsætningsmuligheder. For at nå 2020 ambitioner må summen af udbygningen (foruden de skitserede anlæg under planlægning) være 5* Maabjerg/ Videbæk

17 Lokalisering af nye anlæg Lokalisering ud fra forskellige optimeringer: Minimering af transportomkostninger vægtet med biomasseinput Maximering af deltagelse vægtet med kørselsafstand Herefter køres SIM modellen igen for en given anlægsstørrelse og proceduren gentages til den tilstræbte udbygning af biogassektoren er nået.

18 Spørgsmål og Fremtidigt arbejde Under hvilke omstændigheder kan én landmand levere gylle til flere anlæg? Udføre lokaliseringsanalyse med flere kriterier

19 Tak for opmærksomheden! Mikkel Bojesen, PhD Fellow, University of Copenhagen, Department of Food and Resource Economics,