Dok.Case.3.10 Prefeasibility undersøgelse Biogasanlæg ved Orupgaard Biogasanlæg med kraftvarmeanlæg i Guldborgsund Kommune Jakob Elkjær, Regin Gaarsmand & Tyge Kjær ENSPAC, Roskilde Universitet Opdateret 28. september 2014. 1. Introduktion I Guldborgsund Kommunes nye kommuneplan hedder det bl.a. om biogas:»udnyttelsen af gylle til biogas skal fremmes således, at statens mål om, at 50 % af husdyrgødningen i Danmark kan anvendes til grøn energi i 2020 i form af biogas, kan nås. Der skal sikres sammenhæng mellem husdyrproduktioner og placeringen af biogasanlæg. Udnyttelsen af biogas skal bidrage til at opnå målene i kommunens klimaplan«(kommuneplan 2013-2025, Del 2, s. 109). Nærværende forslag til et biogasanlæg kan i meget høj grad bidrage til en opfyldelse af de mål, der er stillet i Kommuneplanen. Forslaget tager udgangspunkt i placeringen af et biogasanlæg ved Orupgaard, hvorved der kan opnås to fordele. Placeringen tilgodeser både et gunstigt husdyrgrundlag for biogasanlægget og en tæt placering ved det store varme- og energimarked i Nykøbing Falster. Der er ikke taget stilling til en specifik placering af anlægget. For at kunne vurdere råvaregrundlag er det nødvendigt med en omtrentlig placering som udgangspunkt for undersøgelserne, hvor der her er valgt en placering ved Orupgaard. 1 1 Ved den konkrete lokalisering af biogasanlægget skal der ifølge Kommuneplanens retningslinjer indgå følgende hovedhensyn: For det første beliggenhed i forhold til husdyrgrundlaget og produktionen af gylle og de trafikale forhold hertil. For det andet natur- og landsskabsfredninger samt beskyttede naturområder og landskaber. For det tredje kulturmiljøer og fredede fortidsminder. For det fjerde vej- og tilkørselsforhold. For det femte nabohensyn og for det sjette grundvandsbeskyttelse, jvf. Kommuneplan 2013-2025, Del 2, s. 109. Guldborgsund Kommune, februar 2014. Nærværende forslag tager kun udgangspunkt i det første, nemlig beliggenhed i forhold til husdyrgrundlaget. Det skal også understreges, at forslaget ikke i den nuværende form har været diskuteret med de forskellige interessenter, herunder ejeren af Orupgaard.
Side 2 I det følgende præsenteres der to forskellige forslag til et biogasanlæg. Det første forslag tager udgangspunkt i et anlæg på 152.000 tons, baseret på svine- og kvæggylle, forskellige restprodukter samt halm. Råvarerne til dette anlæg forudsættes tilvejebragt indenfor en radius af 15 km. Det andet anlæg er dimensioneret til 248.000 tons, ligeledes baseret på svine- og kvæggylle, forskellige restprodukter samt halm, men indenfor en radius på 20 km fra anlæggets placering. Det mindre anlæg forventes at bruge 125.000 tons gylle, og det store anlæg 203.000 tons gylle (se tabel 4 og tabel 9 i bilaget), I Guldborgsund Kommune er der tre biogasanlæg, dels Nysted-anlægget, som sidste år anvendte 65.000 tons gylle, dels et biogasanlæg på Nordic Sugar, baseret på restprodukter fra sukkerfabrikken, samt en mindre anlæg i Nykøbing F., som producerer biogas på slam. Efter den seneste opgørelse af gyllemængden finder der i Guldborgsund kommune 540.500 tons (se tabel 1 i bilaget). Med anlægget i Nysted er der det sidste år anvendt 12% af kommunens gylle. Etableres det mindre anlæg, som forventes at anvende 125.000 tons gylle, vil det betyde, at 35% af kommunens gylle bliver anvendt til biogas. Bygges det store anlæg vil det betyde, at knap 50% af kommunes gylle vil blive anvendt til biogasformål, som meget nøje svarer til målsætningen i Kommuneplanen. Forslaget til et biogasanlæg ved Orupgaard vil have betydning på mange felter, idet anlægget bl.a. vil kunne bidrage til følgende (der tages udgangspunkt i det store anlæg): Som sagt vil anlægget på 248.000 tons bidrage til, at knap 50% af kommunens gylle anvendes til biogasformål. En anvendelse af organiske restprodukter fra landbruget i størrelsesordenen 45.000 tons, som forventes at genere en ekstraordinær indtægt til landbruget på rundt regnet 23 mio. kr., primært fra salg af halm til biogasanlægget. En recirkulering af næringsstoffer (kvælstof, fosfor og kalium), svarende til en NPKgødningsværdi på godt 2.040 tons, hvor kvælstofdelen vil række til godt 7.000 ha, hvor kvælstofdelen vil være mere plantetilgængelig end kunstgødning, og derfor forventes at bidrage til et mindre kvælstoftab i sammenligning med anvendelsen af kunstgødning. Anlægget vil bidrage til en direkte arbejdspladser, dels ved bygningen af anlægget, men især ved den efterfølgende drift. Det forventes, at anlæggets drift og service fra underleverandører vil betyde 6-7 arbejdspladser, samt at håndtering og transport af råvarer til anlægget og bortkørslen af anlæggets restprodukter vil skabe 8-10 arbejdspladser. Biogasanlægget forventes således samlet at bidrage til 14-17 arbejdspladser. Anvendelsen af biogas til produktion af el og varme vil reducere udledningen af drivhusgasser; samtidigt vil nyttiggørelsen af gyllen reducere metan-dannelsen fra gyllen ved opbevaring og udbringning. Det skønnes, at den samlede reduktion vil være i størrelsesordenen 40.000-45.000 tons pr. år. 2. Forslaget Forslaget er belyst i detalje i bilagene. Her skal hovedtrækkene i forslaget kort præsenteres ved at belyse de vigtigste forudsætninger for forslaget. Udgangspunktet for biogasforslaget
Side 3 er gyllepotentialet. Det er nærmere belyst i tabel 2 og tabel 3 i bilaget. I opgørelsen er der set væk fra de mindre svine- og kvægbrug, idet der i opgørelsen kun er medtaget dyrhold med mindst 2.000 tons gylle pr. år. Indenfor en afstand af 15 km vil der være 156.100 tons gylle, og indenfor en afstand af 20 km vil der være 254.100 tons gylle til rådighed. Det antages, at 80% af gyllepotentialet fra landbrug med mindst 2.000 tons gylle, vil kunne anvendes i et biogasanlæg. Det betyder, at der vil være 125.000 tons gylle til rådighed indenfor 15 km og 203.000 tons gylle indenfor 20 km. Med baggrund i disse mængder opstilles der forslag til et råvaremix for det mindre og for det større anlæg (se henholdsvis tabel 4 og tabel 9). Der tages udgangspunkt i en råvaresammensætning, som har en tørstofprocent i det tilførte materiale på 16%, og en tørstofprocent i restproduktet på maksimalt 12%. Disse procenter opnås ved anvendelsen af 82% gylle og 18% anden organisk materiale i de to anlægsforslag. I sammensætningen af råvarerne indgår der følgende overvejelser: 2.1. Supplerende biomasse For at opnå et tilstrækkeligt gasudbytte skal husdyrgødningen suppleres med anden organisk materiale. Der er her tre ting, som man her skal forholde sig til. Det første er de regler, der gælder for anlægstilskud til biogasanlæg. Efter den sidste tildeling vil ordningen være uden penge i 2014 og 2015, men der vil kunne søges midler i 2016. Tilskudsbetingelserne er her, at anden organisk materiale maksimalt udgør 25% af hele råvaremængden. Resten skal være gylle. Det andet handler om energiafgrøder. Efter supplerende aftale til energiaftalen fra 2012, så begrænses anvendelsen af energiafgrøder (majs og andre energiafgrøder), således at de maksimalt må udgøre 12% i perioden 2018-20. Det tredje handler om tørstofindholdet. Der vil være grænser for, hvor meget tørstof, der kan tilføres biogasanlægget, både i det tilførte materiale, men dog især i biogasanlæggets restprodukt. Hvis tørstofprocenten er for høj, vil materialet ikke kunne spredes. I beregningerne er det forudsat, at tørstofprocenten ikke må være højere end 12% i restproduktet, hvorfor tilførslen af anden organisk materiale begrænses tilsvarende. Tørstofindholdet i gyllen er for lille til, at der kan opnås en tilstrækkelig gasproduktion. Det er nødvendigt at tilføre supplerende organisk materiale. Over en række år har der været mangel på supplerende organisk materiale, hvor denne mangel ofte har udgjort en betydelig risiko for biogasanlæggenes driftsøkonomi. Som det fremgår af oversigten i tabel 4 og tabel 9 foreslås der anvendt en forholdsvis stor mængde halm som supplerende organisk materiale. Det er der følgende grund til: For det første har forsøg vist gode resultater fra udrådning af halm, ligesom nogle biogasanlæg er begyndt at anvende halmen i biogasanlægget. Det bør nævnes, at forsøgsresultaterne viser resultater, der er betydeligt højere end det metan potentiale, der er anvendt i udregningerne på 245 m 3 pr tons tørstof (se tabel 4 og tabel 9). Halmen skal forbehandles, hvor den mest effektive metode synes at være anvendelsen af en hammermølle. En foreløbig økonomisk analyse viser, at forbehandlingen med en hammermølle for-ventes at koste 120 kr. pr. tons (eller 12 øre pr. kg). Den anden grund til at anvende halm er forsyningssikkerheden. Problemet med supplerende organisk materiale er usikre og varierende forsyningsmuligheder, som har en negativ effekt
Side 4 på gasproduktionen, hvor stabile forsyninger er en forudsætning for et højt gasudbytte. Halm er indtil videre ikke en knap ressource i Regionen. Ved at anvende halm vil man i betydeligt omfang kunne løse problemet med de usikre leverancer af supplerende biomasse. Der er en tredje grund til anvendelse af halm til biogasformål. Spørgsmålet er, hvordan skal halmen anvendes. Skal den snittes og nedpløjes? Skal den anvendes til energiformål ved forbrænding? Eller skal den i et biogasanlæg? Undersøgelser tyder på, at den langsigtede opbygning af kulstof i jorden, som kan være et problem for meget lerholdig jord, bedst kan opnås ved at sende halmen gennem et biogasanlæg. Den svært nedbrydelig del af halmen omsættes ikke i biogasanlægget, men vil være indeholdt i biogasanlæggets restprodukt og vil efter gennemførte undersøgelser være mere stabil end kulstoffet i nedsnittet halm. 2.2. Anlægs- og driftsøkonomi På grundlag af den foreslåede råvaresammensætning og det forventede gasudbytte beregnes der en forventet anlægssum (se tabel 6 og tabel 11). I forlængelse heraf beregnes der et budget for de to anlæg. Der er taget udgangspunkt i, at den bedste og mest effektiv anvendelse af biogassen vil bestå i, at biogassen med en rørledning føres til et motoranlæg, som placeret på et egnet sted i Nykøbing Falster for at sikre en optimal afsætning af såvel den producerede el som varme. Denne løsning betyder en optimal udnyttelse af såvel den producerede el (41% af biogassen) som den producerede varme (55% af biogassen). Andre løsning kan naturligvis ikke udelukkes. Den optimale løsning må handle om en effektiv udnyttelse af biogassen til el-, varme- eller procesformål. Den ideelle løsning vil kræve en nærmere analyse af mulighederne i Nykøbing Falster. Beregning af driftsøkonomien er bl.a. baseret på Energistyrelsens teknologikatalog. Hovedformålet med analysen af driftsøkonomien i de to anlæg er at påvise, hvilke forhold der har en afgørende betydning for driftsresultatet (se tabel 7 og tabel 12). Overslaget over driftsøkonomien indeholder selvfølgelig en række antagelser, som må afdækkes nærmere i en efterfølgende udvikling af anlægget. Der er gennemført en risikovurdering af de centrale forudsætninger: Gasudbytte, støtteordning, råvarepriser, priser på salg af varme, samt anlægsudgifterne. Analyserne viser, at den største risiko er knyttet til gasudbyttet og ændringer i støtteordningerne. En nulpunktsanalyse viser: at nulpunkt nås, hvis gasudbyttet bliver 8,0% dårligere end forudsat i analysen af det forventede driftsresultat. Denne risiko må afdækkes gennem bl.a. udrådningsforsøg, som kan vise det mest optimale råvarevalg indenfor de muligheder, der gives. at nulpunktet nås, hvis driftsstøtten falder med 9,3%. Et fald i denne størrelse er ikke usandsynlig. Støtteordningerne forventes ikke ændre før 2020. Efter kan der være usikkerhed for støtteordningernes niveau. Afdækningen af denne risiko vil uden tvivl bedst kunne ske ved at arbejde med kortest mulig afskrivningsperiode. Det bemærkes, at der er regnet med en afskrivningsperiode på 14 år for begge de foreslåede anlæg. På det nuværende budgetteringsgrundlag vil den simple tilbagebetaling for det mindre anlæg være på 8,3 år og for det store være på 8,5 år.
Side 5 3. Foreløbig konklusion Forslaget går på at etablere et biogasanlæg i nærheden af Nykøbing Falster s energimarked med forslag til en placering ved Orupgaard. Der er opstillet to forskellige løsninger et mindre anlæg med en årlig kapacitet på 152.000 tons med en oplandsradius på 15 km og et større anlæg med en oplandsradius på 20 km og med en kapacitet på 256.000 tons. Analysen af anlægs- og driftsbudgetter viser, at begge anlæg vil være økonomisk fremkommelig, også selvom det er forudsat, at anlæggene er beregnet afskrevet på 14 år. Med henvisning til erfaringerne fra Nysted kunne man selvfølgelig spørge, om det virkelig er en god ide med et biogasanlæg? Dette spørgsmål kan besvares ved at henvises til en simpel økonomiindikator, nemlig el-indtægt på tons råvare. Høj el-indtægt indikerer optimal drift, fordi indikatoren forudsætter høj gasudbytte og høj virkningsgrad og/eller kapacitet på motorsiden. Regnet i sammenlignelig takster kan det oplyses, at Nysted-anlæg i konkursperioden i 2012 opnåede en el-indtægt på 58 kr. pr. tons. Over det seneste år er el-indtægten forbedret til 112 kr. pr. tons i Nysted-anlægget. Biogasanlægget i Hashøj har i samme periode opnået 162 kr. pr. tons. De to anlæg, der er foreslået her, forventes at kunne generere en el-indtægt på 175 kr. pr. tons tilført råvare. Bilag: Tabel 1. Gyllemængde på Sydhavsøerne Tabel 2. Gyllepotentiale i opland til Orupgaard-anlæg Tabel 3. Potentielle leverandører i oplandet til Orupgaard Tabel 4. Biogasanlæg ved Orupgaard anlæg på 152.000 tons Tabel 5. Næringsstoffer i restprodukter anlæg på 152.000 tons Tabel 6. Overslag over anlægsinvesteringer anlæg på 152.000 tons Tabel 7. Driftsøkonomi i biogasanlægget anlæg på 152.000 tons Tabel 8. Risikovurdering af biogasanlægget anlæg på 152.000 tons Tabel 9. Biogasanlæg ved Orupgaard anlæg på 248.000 tons Tabel 10. Næringsstoffer i restprodukter anlæg på 248.000 tons Tabel 11. Overslag over anlægsinvesteringer anlæg på 248.000 tons Tabel 12. Driftsøkonomi i biogasanlægget anlæg på 248.000 tons Tabel 13. Risikovurdering af biogasanlægget anlæg på 248.000 tons Tabel 14. Nykøbing Falster. Varmebehov og kilder.
Side 6
Side 7
Side 8
Side 9
Side 10
Side 11
Side 12
Side 13
Side 14
Side 15
Side 16
Side 17
Side 18
Side 19
Side 20