UDVIKLING AF BÆREDYGTIGE VARMEMARKEDER TIL BIOGAS ANLÆG I EUROPA www.biogasheat.org
BiogasHeat projektet er finansieret af: Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of the European Union Ansvarsfraskrivelse: Ansvaret for indholdet af denne publikation ligger hos forfatterne. Det afspejler ikke nødvendigvis udtalelse fra EU. Hverken EASME eller Europa-Kommissionen er ansvarlig for enhver brug, der måtte blive gjort af oplysningerne heri.
UDVIKLING AF BÆREDYGTIGE VARMEMARKEDER TIL BIOGAS ANLÆG I EUROPA
INTRODUKTION Den Europæiske Union har etableret sig som verdens førende, når det gælder bekæmpelse af klimaændringer. Men klimatrusler, der skyldes skiftende forhold er ikke den eneste drivkraft for EU s energipolitik. Vi påmindes gentagende gange om, at kontinenternes begrænsede fossile energiressourcer, påvirker de strategiske beslutninger, men de nationale budgetter er samtidig under pres og kløften mellem rig og fattig vokser og stigende energipriser kræver derfor en fælles indsats. Derfor er det ikke overraskende, at EU s koncept er rettet mod tre centrale mål: bæredygtighed, uafhængighed, konkurrenceevne. Hvordan disse tre mål opnås er forklaret i den såkaldte 2020-strategien. Strategien sigter mod en stigning på 20% af vedvarende energi, en stigning i effektivitet på 20% og et fald på 20% af emissionerne i Europa i forhold til 1990. 20-20-20-målene er i øjeblikket under revision, mens Europa- Kommissionen forbereder EU2030-strategien. I en første udgave af en politisk ramme for klima og energi i perioden 2020-2030 har Kommissionen kun foreslået to mål: en for CO 2 -udledning og en for vedvarende energi. Officielt var det fordi direktivet om energieffektivitet har været under revision, og man derfor afventede resultaterne af revisionen. Men fordi nogle medlemsstater er imod et fornyet mål omkring effektivitet, og andre støtter det, er det fortsat uvist hvordan det vil udvikle sig. Overordnet set er det meget væsentligt, at alle tre mål indgår i direktivet, da kombinationen vil sikre en effektiv udnyttelse af low-carbon ressourcer og dermed hjælpe EU til at nå sine grundlæggende mål. BiogasHeat projektet støtter realiseringen af disse mål og målsætninger. Biogas er en eksisterende energikilde i Europa og udnyttelsen af biogas sænker Europas afhængighed af import af brændsler. Dels holdes pengene inden for EU og dels genereres yderligere indkomster for landmænd, dvs. at det fremmer konkurrenceevnen for Europas økonomi. Samtidig er det en vedvarende energikilde, der reducerer CO 2 -emissioner og andelen af fossile brændsler. Udnyttes den producerede varme derudover, forbedrer det betydeligt effekten af biogas. En øget effektivitet af et biogasanlægs effektivt betyder, at mindre biogas skal forbrændes for at opnå samme resultat, således kan den samme mængde biogas erstatte en endnu større mængde af fossile brændsler. Varme er overskudsenergi, dvs. den genererer ikke yderligere CO 2 -udslip eller import, og på samme tid er den helt bæredygtig. Ved at erstatte fossile brændstoffer med overskudsvarme, kan CO 2 -udledningen reduceres signifikant og derved sænke EU s afhængighed af energiimport. Samtidig giver det kunderne billigere energi og dermed øger konkurrenceevnen yderligere. Kort sagt: BiogasHeat passer perfekt ind i de europæiske energimål. Biogas er en bæredygtig, lokal, konkurrencedygtig energikilde. 2 www.biogasheat.org
BiogasHeat Projektet I såvel Europa som på verdensplan er produktionen og anvendelsen af biogas steget betydeligt på grund af den stigende efterspørgsel på vedvarende energi som erstatning for fossile energikilder. De fleste industrielle og landbrugsmæssige biogasanlæg anvender biogas til el produktion i kombinerede kraftvarmeværker (CHP). Men i mange tilfælde bliver varmen fra disse anlæg ikke anvendt. Dette er et resultat af, at de fleste støtteordninger fokuserer på el produktionen, men ikke inkluderer effektiv udnyttelse af varme. Den manglende effektivitet i energiforbruget er en flaskehals i den nuværende biogasproduktion, hvilket forårsager økonomiske tab og udfordringer i forbindelse med øget konkurrence i arealanvendelse. BiogasHeat projektet undersøger, hvordan man bruger varmen fra biogasanlæg effektivt både internationalt og nationalt. Derfor er der udarbejdet og implementeret en anden fremgangsmåde inden for politik, Bedste Praksis, felttest og projektgennemførelse. Projektet har en samlet strategi for udviklingen af varmeforbrug fra biogasanlæg, som eksperter skønner vil udløse 160 mio. i samlede investeringer i 2020. Det vil føre til brugen af 52.600 toe pr år af vedvarende varme svarende til 118.000 tco2 eq. pr. år. I projektet analyserer partnerne markedsforholdene og barrierer, og udarbejder på baggrund af analyserne anbefalinger til beslutningstagere. Biogas eksperter og varmemarkedsaktører udarbejder i samarbejde lovende forretningsmodeller og iværksætterstrategier for anvendelse og tilbagebetaling af biogasvarme. Modellerne og strategierne er underbygget af uddannelse, mens målrettede formidlingsaktiviteter vil motivere og støtte nye markedsaktører i de europæiske lande til at starte aktiviteter på dette område.
Biogas markeder i BiogasHeat landene I BiogasHeat landene er der stor forskel på antallet af biogasanlæg. Tyskland er den førende biogas producent i Europa med omkring 7.500 biogasanlæg, mens Tjekkiet og Italien har haft en betydelig markedsvækst i biogassektoren i de seneste år. Markederne i Østrig og Danmark, som er kendetegnet med mange biogasanlæg, har været forholdsvis stabile de seneste år uden nogen væsentlig forøgelse i antallet af nye biogasanlæg. En betydelig vækst blev opnået i Letland i 2011-2013, men denne udvikling stoppede, da nye udbud blev stoppet indtil udgangen af 2015. På trods af et stort potentiale, er biogas aktiviteter i Kroatien og Rumænien stadig meget begrænsede med meget få biogasanlæg. 123,80 12,20 5,60 Danmark 77,90 Tyskland 5.920,30 372,10 3,80 18,20 7,80 2,40 31,7 39,40 Letland 11,80 Tjekkiet 303,80 1,40 0,10 12,00 Rumænien Østrig 185,50 Kroa en 11,40 364,70 Italien 772,00 Figur 1. BiogasHeat partnerlandene med estimeret primærproduktion i EU i 2012 (ktoe); Kilde: Eurobserv er The state of renewable energies in Europe 2013 edition Gas fra lossepladser Gas fra spildevandsslam (by- og industrispildevand) Andet biogas (landbrugsaffald, kommunalt fast affald, central produk on med forskellige biomasse ressourcer) 4 www.biogasheat.org
Varme udnyttelse i Europa og koncepterne bag Markedsudviklingen i de forskellige lande er stærkt påvirket af juridiske og politiske rammebetingelser. Det meste af den producerede varme anvendes direkte på stedet til tørring af slam, opvarmning af bygninger og til at holde rådnetanken ved en optimal temperatur. Salg af varme til fjernvarmenettet er ønskeligt, men det kræver at fjernvarmenettet er tæt på anlægget, hvilket oftest ikke tilfældet 1. I Danmark er fjernvarmeanlæg samt kraftvarmeproduktion blevet støttet af regeringen. Biogas anvendes primært i decentrale kraftvarmeværker, hvor biogas erstatter naturgas, der normalt anvendes i fjernvarmeanlæg. I Tyskland er fokus primært på maksimering af el produktionen understøttet af gode feed-in tariffer, men med indførelsen af en række lovændringer, ændres denne situation langsomt, især for nye anlæg, der for nyligt er blevet forpligtet til et varmeforbrug på 60%. Desuden har Østrig og Tjekkiet indført foranstaltninger for at øge varmeanvendelse på biogas markeder. I nogle lande er brugen af varme i biogasanlæg endnu ikke behandlet i lovgivningen. Det nuværende fokus i disse lande er på udviklingen af rammebetingelser, så der kan etableres nye biogasanlæg. Lovgivningen om effektiv varmeudnyttelse kan indføres på et senere tidspunkt. Overordnet set er status på varmeudnyttelse fra biogasanlæg ikke tilfredsstillende. Selv om noget varme anvendes lokalt, er den kommercielle varmeudnyttelse af biogas, på trods af det store potentiale, meget begrænset. Der er en bred vifte af koncepter for varmeudnyttelse for biogasanlæg. Implementeringen af et koncept om optimal varmeudnyttelse for et biogasanlæg afhænger af mange faktorer, såsom placering af biogasanlæg, hvor de potentielle forbrugere er lokaliseret samt varmebehov. Varme fra biogasanlæg kan bruges til opvarmning, tørring eller køling samt til el produktion. Hver ansøgning skal vurderes lokalt. Tabel 1. Oversigt over de vigtigste muligheder for varmeudnyttelse Varme Tørring Køling Electricity production Fjernvarme Stalde (høns, grise...) Drivhuse Akvakultur Varmetransport i containere Andre opvarmningsmuligheder Træ, flis, træpiller Landbrugsprodukter (korn...) Fermenteringsrestprodukt og spildevandsslam Fjernkøling Bygninger Stalde Køling af fødevarelagre Proces køling Ekstra el produktion med Clasius Rankine Cycles (CLC), Organic Rankine Cycles (ORC) eller Kalina-teknologier 1 Eurobserv er - The state of renewable energies in Europe-2013 edition Mere information om koncepter for varmeforbrug kan findes i BiogasHeat Handbook on Sustainable Heat use from Biogas Plants: http://www.biogasheat.org/documents/
Eksempler på Bedste Praksis Opvarmning af drivhuse i Rumbula, Letland Gas fra lossepladser med kommunalt og industrielt affald anvendes til produktion af el og varme. I alt bliver 80% af varmen anvendt til opvarmning af kontorer, procesvarme i reaktor, varmt vand til beboelse og opvarmning af drivhus kompleks. Drivhuskomplekset har et areal på 3625 m 2. Fjernvarme til boliger I Margarethen am Moos, Østrig Den totale varmeeffekt af anlægget er 1,2 MW. Ca. 10% af den producerede varme anvendes til opvarmning af rådnetankene. Den resterende varme leveres til kunder (120 husstande) gennem et 3,5 km lang fjernvarmenet. Desuden ledes opgraderet biogas ind i naturgasnettet og sælges til en lokal tankstation. Varmeforsyning til spa-center i Trebon, Tjekkiet Hovedparten af den producerede biogas transporteres via en 4,3 km lang rørledning til et spa-anlæg i byen, hvor et nyt biogas kraftvarmeværk (844 kw el ) leverer varme til spa-centeret (til rumopvarmning, varmt vand og en stor swimmingpool) og et tilstødende lejlighedskompleks. To varmeakkumulatorer med en samlet volumen på 200 m3 er installeret for at udligne de daglige udsving i varmebehovet. Varme til konservesfabrik i Niederdorla, Tyskland To biogasanlæg med kapacitet på 500 kwel giver termisk energi til konservesindustrien i nabolaget. Varmen anvendes til at fremstille procesdamp til fremstilling af grøntsager og frugt på dåse samt syltetøj. Desuden anvendes varmen til at opvarme produktionslokalet. I alt er næsten halvdelen af forbruget af fyringsolie (ca. 1 million liter/år) erstattet af varme fra de to biogasanlæg. I øjeblikket anvendes kun 70% af varmen, hvilket skyldes svingninger i forbruget af procesdamp. Lemvig biogas anlæg, Danmark - behandler økologiske restprodukter og gylle fra cirka 75 gårde. Det vigtigste mål for anlægget er at behandle den producerede gødning på gårdene for at beskytte det lokale miljø. Samtidig nyder Lemvigs varmeforbrugerne godt af, at omkostningerne for den lokalt producerede varme fra biogas er omkring 45% lavere end den producerede varme fra naturgas. ORC anlæg i Valovice, Tjekkiet - ORC teknologi anvendes til at producere elektricitet fra spildvarme, som er produceret af CHP. Ved hjælp af ORC udstyr med en kapacitet på 100 kw, opnås yderligere produktion af omkring 740.000 kwh/år. For flere eksempler se www.biogasheat.org 6 www.biogasheat.org
Kort om landene Østrig Det østrigske biogas markedet har en stærk baggrund i landbruget og biogas produktionen foregår på forholdsvis små og decentral anlæg. Gennemsnitlige kraftvarmeværker har en kapacitet på ca. 250 kwel per biogasanlæg. Efter et fradrag på 20% til opvarmning af udrådningstankene opnås et anslået potentielt varmeforbrug på 530 GWhth. Ifølge eksperter er den største drivkraft for biogasproduktion i Østrig oprettelsen af grønne elpriser. I mange tilfælde kan det have ført til en maksimering af grøn el produktion, i stedet for at fokusere på både effektiv varmeudnyttelse og el produktion. Også placeringen af biogasanlæg viste sig at være en afgørende faktor. I nogle tilfælde var valget af placeringen ikke optimal og kun mindre dele af varmen kunne anvendes. Derfor er der overskydende varmeforsyning til nogle lokale varmemarkeder. Muligheden for at tilslutte eksisterende biogasanlæg i landbruget til et fjernvarmenet for at tilføre overskydende varme er næsten brugt. I øjeblikket arbejder østrigske biogas operatører for en effektiv lokal varmeudnyttelse, fordi mange anlæg er placeret i landdistrikterne. Opvarmning af parcelhuse i nærheden, opvarmning af stalde og tørring af forskellige landbrugsprodukter (fx korn, hø eller træflis) kan i fremtiden opnås for kun små investeringsomkostninger. Hvis varmen anvendes effektivt vil operatører af biogasanlæg modtage en bonus. Varmepriserne er omkring en tiendedel i forhold til tilsvarende grønne elpriser. Der er lovende fremtidsmuligheder for forbrænding af rå biogas i et kraftvarmeværk beliggende langt fra biogasanlægget samt for opgradering af biogas til biometan. Figur 2. Hjemmelavet konstruktion til tørring af hø Projektpartnerne er i øjeblikket i gang med at udføre felttest i det vestlige Østrig. Derved opnår biogasanlægget omfattende assistance med den reelle gennemførelse af forretningsmodellen for varmeudnyttelse. Det eksisterende anlæg ligger tæt på større varmeforbrugere. Men kvaliteten og mængden af varmen ikke er høj nok - anlæggets kapacitet er 60 kwel - for en effektiv varmeforsyning længere væk end cirka 1,5 km. Derfor udføres cost-benefit analyser på forskellige on-site løsninger. Felttesten vil blive afsluttet i efteråret 2014.
Tjekkiet De fleste af de biogasanlæg, der er bygget de seneste år, er blevet designet og bygget til kun el produktion og udnyttelsen af varmen er enten ikkeeksisterende eller lav og typisk begrænset til landbrugsbedriften. En ny lov, der regulerer den offentlige støtte til vedvarende energi kilder, blev vedtaget i 2012 og stiller krav til varmeudnyttelse for nye biogasanlæg fra 2014. I mellemtiden er al driftsstøtte til el produktion fra vedvarende energikilder (bortset fra små vandkraftværker) blevet stoppet. Den eneste eksisterende ordning, der stadig udbyder støtte, er grøn bonus for el fra kraftvarme (gælder kun for nye anlæg med en kapacitet på op til 550 kwel), men det er ikke tilstrækkeligt til at gøre de nye planer økonomisk holdbare, og derfor er der næsten ingen planer om opførelsen af nye biogasanlæg. Nye projekter til forøget varmeudnyttelse fra eksisterende biogasanlæg skal være baseret på indtægter fra kun salg af varme. Der er adskillige steder med biogasanlæg tæt nok til at bygge en varmtvand forbindelse til de potentielle forbrugere (såsom store sundhedsfaciliteter eller fjernvarmesystemer) og som kunne levere varme til en konkurrencedygtig pris i forhold til naturgasfyr. Men disse anlæg skal ofte konkurrere med nye naturgasfyrede kraftvarmeværker, som stadig modtager en høj driftsstøtte. Varmeforsyning fra biogasanlæg i Žamberk Biogasanlægget blev bygget i 2011 på en gård tæt på byen Žamberk i Øst Bøhmen og ejes og drives af virksomheden KAVEMA, der er oprettet til dette formål. Dens nuværende kapacitet er 1,75 MWel og 1,8 MWth. De potentielle aftagere af varmen er 1) spahotellet Albertinum, der ligger omkring 2 km fra anlægget, og 2) det kommunale fjernvarmesystem med muligt tilkoblingspunkt omkring 4 km fra anlægget. Begge tilslutninger er teknisk muligt og kapaciteten af biogasanlægget er tilstrækkelig til at levere varme til dem begge. Albertinum foretager i øjeblikket (september 2014) et offentlig udbud på varmeforsyning til hotellet. Hvis KAVEMA er vinderen, ville forbindelsen blive etableret i 2015 og varmeforsyningen kan begynde i 2016. Fjernvarmesystemet i byen ejes af kommunen og drives af et lokalt administrationsfirma (SBŽ). Systemet omfatter to separate forsyningsområder med centrale kedelanlæg og flere større bygninger med lokale kedler. Der er udarbejdet en moderniseringsundersøgelse, som anbefaler, at forbinde de to systemer og nogle af de bygninger, som vil skabe et fjernvarmesystem med et årligt forbrug på ca. 5,5 GWh/år. Foruden foranstaltninger i distributionssystemet er også metoder til at reducere omkostningerne til varmeproduktion blevet analyseret. Nye kondenserende kedler samt alternative som eksempelvis naturgasfyrede kraftvarmeværker, biomasse kedelanlæg eller varmeforsyning fra biogasanlægget bliver installeret. Hvis den sidste mulighed bliver vedtaget, vil KAVEMA tilslutte en varmtvandslinje og en varmeoverførselsstation til fjernvarmesystemet og SBŽ bliver kun nødt til at dække udgifterne til at installere rørsystem på kedelanlæg og varmeakkumulatorer. Byggeriet vil blive planlagt i anden moderniseringsetape af fjernvarmesystemer, der foregår i 2016. Tabel 2. Grundlæggende tekniske data for Žamberk Samlet varmekapacitet anlæg Mulig varmeforsyning til Albertinum Mulig varmeforsyning til fjernvarmesystemet 1.8 MW th 1.25 GWh/a 4.7 GWh/a 8 www.biogasheat.org
Kroatien På nuværende tidspunkt er den vigtigste motivationsfaktor for at drive et biogasanlæg er produktion af elektricitet. Hovedparten af det eksisterende varmeforbrug omhandler anvendelse til tørring og i drivhuse. Først for nylig har de første implementeringer af ORC-systemer især i biomasse ansøgning været fremtrædende. Dette kunne måske vise sig at være den mest lovende forretningsmodel i fremtiden under hensyntagen til landskab og spredt koncentration af hovedbrancher og indbyggere i nogle få store byer. Landia Tordinci - eksisterende 1MWel biogasanlæg undersøger koncepter for varme udnyttelse Tabel 3. Tekniske data for kraftvarmeenheden og potentielle ORC enhed: Biogasanlægget er bygget på en af Kroatiens mest moderne gårde med malkekøer. Et ORC system, der omdanner spildvarme til el var den mest gunstige løsning og to mulige varianter af ORC-systemer blev overvejet: Eksisterende biogas kraftvarmeenhed Samlet varmekapacitet på anlæg 1,071 kw I.) Der blev gennemført en analyse af øget effekt på anlægget for at anvende maksimal tilgængelig spildvarme hele året. II.) Det blev overvejet at reducere biomasse tilførslen, således at varmeproduktionen svarer til forbruget og dermed reducere omkostningerne til energiafgrøder (majs ensilage) Resultaterne af analyserne viste, at investeringen er rentabel for den anden mulighed, fordi hver forøgelse i effekten resulterer i en nedsættelse af el prisen. Planlagt produktion af varme Egen årlig varmeforbrug Maksimal elektrisk effekt ORC-enhed energiforbrug i mulighed II Maksimal ekstra produktion af elektrisk energi 8.780.000 kwh//år 1.777.950 kwh//år 110 kw 85 kw 902.000 kwh Ekstra produktion af elektrisk energi 697.000 kwh
Danmark På nuværende tidspunkt er næsten alle danske biogasanlæg baseret på produktion (og udnyttelse) af både elektricitet og varme. Men der er stigende fokus og interesse blandt danske interessenter i at opgradere biogas og efterfølgende tilføre det til naturgasnettet for at øge og optimere biogasproduktionen. Limfjordens Bioenergi - optimering af varmeudnyttelse Dette projekt har til formål at forbedre udnyttelsen af varme fra Limfjordens Bioenergis biogasanlæg. Anlægget er et centraliseret biogasanlæg, som blev etableret i 2009. I dag anvendes biogassen i en kraftvarmeenhed med en kapacitet på 1,4 MWel og 1,65 MW. Den samlede el produktion sælges direkte til det offentlige net. Varmeproduktionen fra kraftvarmeenheden bruges til opvarmning af proceslinjer og til fjernvarme gennem Sdr. Herreds Kraftvarmeværk, hvor også naturgas anvendes. Projektet vil omfatte opførelsen og drift af et anlæg til opgradering af biogas og en 1,8 km lang gasledning fra anlægget til naturgasnettet samt et brændefyret anlæg til at dække den nuværende mængde varme produceret fra biogasanlægget. Under visse forudsætninger, kan opgraderet biogas (biometan) leveres til naturgasnettet for 0,93 /m 3 opgraderet biometan, hvilket er summen af den aktuelle værdi af biogassen (0,45 /m 3 biogas beregnet som 100% metan) og omkostningerne af opgraderingen og alternativ opvarmning (0,48 /m 3 ). Dette opvejes imod en naturgas pris på ca. 0,99 /m 3. Projektet vil resultere i en reduktion af emissionerne på: Emission: 198 kg / MWh x 12,500 MWh = 2475,000 kg Kvælstofoxider: 2,9 kg / MWh x 12,500 MWh = 36,250 kg 10 www.biogasheat.org
Italien Italien er en meget vigtig producent af energi fra biogas. Ved udgangen af 2013 var Italien 3. størst i verden inden for produktion af biogas og 4,5 mia investeret i mere end 1000 biogas anlæg i landbruget med 900 MW kapacitet og 12.000 ansatte. Mellem 2009 og 2012 er der, som følge af meget høje biogas priser, sket en meget høj vækst i sektoren, især med hensyn til store anlæg (999 kw). Der blev ikke implementeret en bonus på baggrund af varmeforbrug og derfor er det nødvendigt for næsten alle anlæg at forbedre den samlede effektivitet. Siden 2013 står anlægsoperatørerne står over for forhold, der begunstiger mindre anlæg med affaldsprodukter fra landbruget. I øjeblikket gennemfører det italienske Biogas Consortium en kampagne for at lette adgangen til White Certificates for disse første generation anlæg hvis operatørerne ville foretage investeringer der forbedrer anlæggets samlede effektivitet. Derfor er der mange store anlæg i tyndt befolkede områder, der kun producerer el. En af de mulige løsninger for at forbedre effektiviteten er at øge el produktionen ved at installere et Organic Rankine Cycle system. Effektiviteten er ikke særlig høj (ca. 7%), men andre anvendelser af varmen er vanskelige at gennemføre på grund af den afsides beliggenhed af anlæggene og meget stor sæsonudsving i det nordlige Italien. Det mest sandsynlige alternativ er at bruge varmen til tørring af fermenteringsrestprodukter. Muligheden bliver undersøgt i en felttest i Italien, hvor der bliver installeret en ORC. Spidsbelastningen på kraftvarmeværket bliver formindsket for ikke at overskride 1000 kw, hvilket er det maksimale, der kan indføres til nettet, og derfor sænkes omkostningerne for biomasse og bortskaffelse af fermenteringsrestprodukt. Den økonomiske rentabilitet er meget klar, men udfordringen er at få tilladelse, og fortsætte med at modtage betaling for tilføjelse af biogas til nettet samt forhåbentlig også lettere tildeling af White Certificates.
Tyskland I Tyskland produceres biogas i mere end 7.850 biogasanlæg i landbruget. I lang tid var fokus for biogasanlæg på el produktion. Derfor indførte Renewable Energy Sources Act 2009 (EEG 2009) en bonus for varmeudnyttelse. Økonomisk og økologisk optimering af biogasanlæg blev den vigtigste drivkraft for varmeudnyttelse fra biogasanlæg. Biogasanlæg operatører begyndte at overveje forskellige koncepter for varmeudnyttelse som fjernvarme og fjernkøling eller tørring af flis. Renewable Energy Sources Act 2012 (EEG 2012) indførte en forpligtelse på 60% udnyttelse af varme for nye biogasanlæg og bonussen blev fjernet. Det betyder, at nye biogasanlæg operatører er nødt til at overveje koncepter for varmeudnyttelse allerede i planlægningsfasen af et biogasanlæg. Varmen kan anvendes til industrielle processer, hvor varmebehovet er konstant (hele året) og hvor mængden af varme der anvendes er meget høj (det kan endda være hele varmeudnyttelse). Interessante muligheder er mini fjernvarmenet til opvarmning af boliger eller tørring af træflis eller andre materialer. Biogasanlæg Fischer & Jehle GmbH - gennemførelse af mini fjernvarmenet Biogasanlægget Fischer & Jehle GmbH med en kapacitet på 380 kwel og 424 kwth drives primært med energiafgrøder og husdyrgødning. Anlægget producerer omkring 3.223.878 kwh el og 3.682.056 kwh varme om året. Varmeforbrug inkluderet opvarmningen af landmandens hus og tilstødende bygninger samt lejlighedsvis tørring af brænde. For anlæggets operatør er den væsentligste årsag til at investere i et mikro fjernvarmenet, at varmen fra biogasanlægget ikke blev udnyttet. For at opfylde spidsbelastningen i varmeforbruget blev den elektriske kapacitet af anlægget forøget fra 380 til 550 kwel. Derfor blev 31 varmeforbrugere forbundet til et mini fjernvarmenet. Den totale længde af hele nettet er 1.280 m. Mini fjernvarmenettet startede leveringen af varme i sommeren 2014. De samlede investeringsomkostninger er omkring 235.000, og den forventede afskrivningstid er omkring 10 år. Figur 3. Silo og udrådnetanke på biogasanlægget Fischer & Jehle GmbH (Foto af D. Rutz, WIP) Figur 4. Rørføring (Foto af D. Rutz, WIP) 12 www.biogasheat.org
Letland Da el feed-in tariffer blev indført i Letland, var det med en af de højeste priser i Europa og i kombination med investeringstilskud blev biogas investorer i stand til at drive biogasanlæg rentabelt, selv uden at give indtægter fra salg af varme. Gennemgang af den nuværende støtteordning, anvendelse af ny indkomstskat på feed-in tariffer samt stigende råvarepriser påvirker den økonomiske rentabilitet for biogasanlæg i Letland alvorligt. At finde nye måder at få yderligere indtægter, f.eks. ved salg af varme, er afgørende for biogasforretningen i Letland. I øjeblikket anvendes varme fra biogasanlæg oftest til opvarmning i drivhuse eller til tørring af træprodukter. Nogle biogasanlæg sælger varme til fjernvarme eller til små virksomheder beliggende tæt på biogasanlægget, men i mange tilfælde anvendes store dele af varmen ikke. Den mest lovende forretningsmodel for varmeforbrug i Letland er installation af tørring faciliteter i fjerntliggende områder eller leveringen af rå biogas til et kraftvarmeværk placeret tættere på varmeforbrugerne. PIEJURA Energy Ltd undersøgelse af flere anvendelser af varme PIEJURA Energy biogasanlægget er placeret i Livi, Nīca sogn, Letland. De nærmeste varmeforbrugere er en fiskefabrik, der ligger 50 m væk fra biogasanlægget, og boligområder i Nīca by beliggende under 1 km fra biogasanlægget. I 2012 blev varme fra biogasanlægget kun brugt til opvarmning af udrådningstankene. I BiogasHeat projektet er leveringen af varme til fiskefabrikken og/eller fjernvarme til den nærliggende by blevet evalueret. Tekniske oplysninger: Driftstart: 2012 Elektrisk kapacitet, MW el 2,2 Varmekapacitet, MW th 2,186 Samlet varmeproduktion, MWh/år 17.500 Varme forbrug til udrådningstankene, MWh/år 3.000 Varme levering til fiskefabrikken, MWh/år 5.280 Overskudsvarme til rådighed til anden brug, MWh/år 9.220 Efter den første undersøgelse af de foreslåede alternativer, blev en kombination af varme levering til fiskefabrikken og til fjernvarmesystemet i nærtliggende boligområder valgt som det mest lovende alternativ. Fjernvarmesystemet bruger træ som brændstof og betjenes ikke i sommermånederne. Det leverer kun rumopvarmning og ikke varmt vand til beboerne, der i stedet anvender elektriske vandvarmere. For at øge varmeforbruget fra fjernvarmeanlægget I sommermånederne bør det undersøges om man kan oprette levering af varmt vand. Det blev anbefalet af BiogasHeat projektet at udføre en detaljeret forundersøgelse om alternative fjernvarmeløsninger. Forbindelsen fra biogasanlæg til fiskefabrikken blev bygget i 2013 (se figur nedenfor). Fiskefabrikken får varme fra udstødningsgassen fra biogas CHP motorerne og bruger varmen til at producere damp. Damp bruges i fiskeforarbejdningsprocesserne. Men BiogasHeat projekt anbefaler et detaljeret energisyn af fiskefabrikken. En professionel energigennemgang ville give en bedre forståelse af varmebehovet og vil gøre det muligt at optimere det samlede varme forbrug fra PIEJURA Energy biogasanlæg. Figur 5. Konstruktion af varmeforbindelse fra PIEJURA Energy biogasanlæg til fiskefabrikken (foto af I. Dzene, Ekodoma)
Rumænien I øjeblikket er markedet for vedvarende energi i almindelighed og især for biogas plaget af en mangel på udvikling. Efter to års forsinkelse i udarbejdelsen af loven om vedvarende energikilder, besluttede regeringen i marts 2013 at udskyde betalinger for en række grønne certifikater i perioden 2017-2020. Der var en reduktion af støtten til grønne certifikater, herunder til eksisterende faciliteter. Støtteordningerne for biogas og biomasse energi blev ikke ændret. Ikke desto mindre påvirkede de gennemførte foranstaltninger biogasmarkedet negativt, blandt andet på grund af usikkerhed omkring lovgivningens rammer. Mange igangværende projekter blev aflyst i løbet af 2013 og 2014. En positiv tendens, der kunne ses på markedet, var landmændenes øgede opmærksomhed på de muligheder biogas tilbyder. Både energiafgrøder og landbrugsaffald er nu klart identificeret som forretningsmuligheder, også selv om de konkrete markedsforhold ikke er helt gunstige for nye investeringer. En lovende tendens er interessen fra ejere af renseanlæg (herunder offentlige myndigheder) i at udvikle biogasanlæg i eksisterende renseanlæg. Eksisterende biogasanlæg bygget i et spildevandsanlæg er beregnet til at blive udvidet med en ny slam tørrer. Tekniske data for biogas enheder installeret på renseanlæg: 3.000 kubikmeter per dag To biogasreaktorer 300 kw el kapacitet Isolering af tanke skal forbedres og varmeenergi fra CHP anlægget kan anvendes til tørring af slam Feltforsøg fokuserer på målinger af varmetabet fra produktionsprocessen, den optimale balance mellem varme anvendt i biogasreaktorer og en effektiv anvendelse af den overskydende energi til tørring af slam. 14 www.biogasheat.org
Overordnede konklusioner Markeder Biogas markeder i projekt landene varierer meget Varme markeder i projekt landene varierer meget Flaskehalse primære årsager til at varme ikke udnyttes fuldstændigt: Mangel på opmærksomhed på, at varme kan udnyttes Mangel på viden om, hvordan varmen kan udnyttes Ugunstige juridiske/politiske forhold Retsgrundlaget Den mest succesfulde støtteordning for biogas bygger på feed-in tariffer For at fremme varmeudnyttelse yderligere skal juridiske krav til varmebrug eller effektivitet formuleres samt understøttes af en liste over muligheder for varmeudnyttelse Støtteordninger skal være langsigtede, pålidelige og bæredygtige Varmeudnyttelse muligheder Biogasanlæg er i høj grad forskellige i størrelse og kapacitet Andre faktorer som beliggenhed og råvareforsyning spiller en stor rolle Der er et utal af muligheder for varmeudnyttelse Den rigtige løsning for hvert anlæg skal defineres fra sag til sag - der er ingen løsning, der altid passer Bæredygtighedsundersøgelser/business cases Placeringen spiller den mest afgørende rolle for udviklingen af biogas og varmeudnyttelse Ustabile juridiske forhold er den største forhindring for operatører Langsigtet planlægning og kontrakter er nødvendige for en vellykket business case De tre vigtigste muligheder for varmeudnyttelse i fremtiden er: Opgradering af biogas til naturgasnettet eller transport Levering af biogas til en kraftvarmeenhed der ligger langt fra biogasanlægget med efterfølgende varmeforsyning Ekstra el produktion Overordnet set er der tilstrækkelige muligheder for varmeudnyttelse til at finde en økonomisk og økologisk bæredygtig løsning for de fleste biogasanlæg. Det største problem er mangel på forståelse, som resulterer i ugunstige juridiske rammebetingelser. At gøre interessenter og beslutningstagere opmærksomme på værdien i at udnytte varme, er det første skridt i retningen af et bæredygtigt varmemarked i Europa. Efterfølgende kan bedre rammebetingelser, økonomisk støtte og brug af eksisterende viden om emnet have stor indflydelse på energieffektivitet og leveringssikkerhed i Europa, samt på indtjeningen or anlæggenes driftsledelse og landmænd.
Henvisninger Redigering & layout: Energy Institute Hrvoje požar, Savska 163, 10000 Zagreb, Kroatien Ekodoma 3-3 Noliktavas street, Riga, LV1010, Letland Foto kilde på side 6: Billede 1 www.a4d.lv/lv/plaukts/kpfiatbalsts-tematiskiem-rakstiem-la/ Billede 2 www.agrarplus.at Billede 3 Bioplyn Trebon s.r.o. brochure Billede 4 www.thueringen.de Forside billeder af D. Rutz, WIP BiogasHeat projektet er finansieret af: Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of the European Union Ansvarsfraskrivelse: Ansvaret for indholdet af denne publikation ligger hos forfatterne. Det afspejler ikke nødvendigvis udtalelse fra EU. Hverken EASME eller Europa-Kommissionen er ansvarlig for enhver brug, der måtte blive gjort af oplysningerne heri.
BIOGASHEAT PROJEKT PARTNER WIP Renewable Energies, Germany Energy Institute Hrvoje Požar, Croatia Energy Efficiency Center SEVEn, Czech R. Sogesca Srl, Italy e7 Energie Markt Analyse GmbH, Austria Danish Technological Institute, Denmark SC Mangus Sol Srl, Romania Euroheat & Power, Belgium BIOGASHEAT KOORDINERING Ekodoma, Latvia Dr. Ilze Dzene [ilze@ekodoma.lv]