Transcript Muligheter for utnyttelse av biogass i Aust

Muligheter for utnyttelse av biogass i
Aust-Agder
Peter Bernhard
Seniorrådgiver Fornybar energi
Dato: 26.9.2012
Energikonferansen Sør, Grimstad
Asplan Viak AS:
-
Tverrfaglig arkitekt- og rådgivningsselskap
650 ansatte - og i sterk vekst
Landsdekkende
Internasjonal via NORPLAN
Energi og miljø er et strategisk
satsningsområde
,
Energikonferansen Sør, Grimstad
Muligheter for utnyttelse av biogass i Aust-Agder
• Asplan Viak har vært engasjert av Aust-Agder fylkeskommune for å
kartlegge potensialet for biogassproduksjon i fylke.
• Medarbeidere:





Kristian Ohr (Oppdragsleder)
Kjell Terje Nedland (Kvalitetssikrer)
Ragna Stakland Svela
Pål Grini
Peter Bernhard
Energikonferansen Sør, Grimstad
Biogass – fleksibel, miljøvennlig og lønnsom ?
Tyskland: Ca. 7000 anlegg
Kina: Ca. 2 mill. anlegg
Hvorfor så mye fokus på biogass?
Energikonferansen Sør, Grimstad
Hvorfor så mye fokus på biogass?
• Næringsstoffer skal
ikke forbrennes.
•
Næringsstoffer bør
gjenvinnes
Energikonferansen Sør, Grimstad
Aust-Agder
Aust-Agder
• Naturen er svært variert fra
kystens skjærgård i sør, til jordog skogbruksområder i
midtfylket og høyfjell i Setesdal i
nord.
• Består av 15 kommuner
• 9.212 km² stort
• Ca. 110.000 innbyggere.
• Kystkommunene har den
største befolkningstettheten
Energikonferansen Sør, Grimstad
Substrat og brutto energipotensiale I
Tidligere undersøkelse
• Biogasspotensial i Norge, Østfoldforskning i 2008
Aust Agder nest lavest: 40 GWh
Gjødsel:
20 GWh
Husholdninger: 14 GWh
Storhusholdning: 2 GWh
Avløpsslam:
5 GWh
Energikonferansen Sør, Grimstad
Substrat og brutto energipotensiale II
Energikonferansen Sør, Grimstad
Substrat og brutto energipotensiale III
Fordeling av biogassressurser
Våtorganisk
husholdningsavfall
16 %
Storkjøkken
1%
Næringsmiddelindustri
3%
Slam renseanlegg
14 %
Gjødsel
64 %
Slamavskillere
2%
• Totalt biogasspotensial for Aust-Agder er rundt 45 GWh.
(Inkludert 4 GWh fra slam på Saulekilen renseanlegg ).
• Inklusive våtorganisk husholdningsavfall fra øvrige Returkraft
kommuner blir totalt potensial om lag 54 GWh.
Rammebetingelser i Norge I
Det er etablert flere virkemidler som har til hensikt å fremme direkte
eller indirekte produksjon og bruk av biogass fra våtorganisk avfall og
husdyrgjødsel.
• Forbud mot deponering av nedbrytbart avfall og avgift på
sluttbehandling av avfall. Forbudet sikrer først og fremst at
våtorganisk avfall er tilgjengelig for produksjon av biogass.
• Sluttbehandlingsavgiften på avfall til forbrenning:
o Bidro til å bedre lønnsomheten ved biogassproduksjon
sammenliknet med forbrenning.
o Avgiften ble fjernet 1. oktober 2010.
Energikonferansen Sør, Grimstad
Rammebetingelser i Norge II
Sommeren 2009 vedtok EU Fornybardirektivet:
• Det settes nasjonale mål for andelen fornybar energi i 2020 målt i
forhold til landenes samlede energibruk.
• EU skal øke sin fornybarandel fra 8,5 prosent i 2005 til 20 prosent
innen 2020
• Etter samtaler med EU-kommisjonen har Norge sommeren 2011
foreslått et mål om en fornybarandel i Norge på 67,5 prosent i 2020.
• Det vil være en økning på om lag 9,5 prosentpoeng fra 2005.
Energikonferansen Sør, Grimstad
Rammebetingelser i Norge III
Politiske føringer og støtteordninger for økt produksjon av biogass:
• Stortinget vedtok i 2009 at 30 % av husdyrgjødsel i Norge skal
behandles i et biogassanlegg innen 2020.
• Avfall Norge og miljøvernorganisasjoner som f. eks. Bellona og Zero
støtter økt satsning på biogass.
• Drivkraften er ikke bare ønske om redusert utslipp av klimagasser men
også bedre utnyttelse av næringsstoffer i avfallet.
Energikonferansen Sør, Grimstad
Virkemidler for økt produksjon og bruk av biogass :
• I 2009 opprettet Enova et program for økt produksjon av biogass
• Kan gi investeringsstøtte på inntil 30 %
• Minimum energileveranse på 1 GWh/år
• Prosjektene konkurrerer mht. høyest energileveranse per støttekrone.
• Innovasjon Norge – Bioenergiprogram
• Innovasjon Norge kan gi investeringsstøtte på inntil 40 prosent
til mindre gårdsanlegg for produksjon av biogass.
• Transnova
• Transnova gir støtte til tiltak for å redusere klimautslipp og annen
miljøforurensning fra transportsektoren
• Fokus å å erstatte fossilt drivstoff med drivstoff som gir lavere eller
ingen utslipp av klimagasser.
Energikonferansen Sør, Grimstad
Virkemidler
Eksempler på prosjekter
støttet av Transnova
Energikonferansen Sør, Grimstad
Virkemidler
Eksempel på et prosjekt som har mottatt støtte fra Enova
Kilde: Bioenergi 4/2012
Energikonferansen Sør, Grimstad
Konkurransesituasjon i forhold til eksport og
forbrenning
På oppdrag av Avfall Norge utarbeidet Asplan Viak i 2011 rapporten
«Kostnader for biogassanlegg i Norge, Sverige og Danmark».
• «Disse faktorene gjør det mulig å tilby behandling av pumpbart og
forhåndshygienisert biogassubstrat fra Norge for NOK om lag 300 per tonn
inklusive transportkostnader»
• «Med dagens rammebetingelser er det vanskelig for nye biogassanlegg i
Norge å konkurrere mot disse prisene.»
Energikonferansen Sør, Grimstad
Anvendelse av biogass I
Produksjon av el og varme - Kogenerering
Energikonferansen Sør, Grimstad
Anvendelse av biogass II
Oppgradering til biometan for anvendelse i transportsektoren
Energikonferansen Sør, Grimstad
Muligheter for anvendelse av biogass i Aust Agder
Nettbuss Sør AS
• Nettbuss Sør AS har sitt hovedkontor i
Arendal og har en bussflåte på 114
busser.
• Samlet årlig drivstofforbruk er på 2,7
millioner liter diesel (27 GWh/år).
• 90 % på Moland Park i Arendal og 10% i
Grimstad.
Energikonferansen Sør, Grimstad
Muligheter for anvendelse av biogass i Aust-Agder
Avfallsinnsamling i Agder renovasjon
• For avfallsinnsamling i Agder
renovasjons distrikt blir det kjørt totalt
420.000 km med renovasjonsbiler.
• Årlig dieselforbruk er beregnet til
134.500 liter.
• I tillegg kjøres ca. 30.000 km årlig for
slamtømming og 10.000 km internt.
• Dersom all kjøring kan skje med
kjøretøy for biogassdrift, vil
energibehovet fra biogassen utgjøre i
størrelsesorden 1,5 GWh per år
1,5 GWh/år er lite mht. energibruk, men gassdrevne renovasjonsbiler har
høy «synlighet» og markedsføringsverdi.
Energikonferansen Sør, Grimstad
Muligheter for anvendelse av biogass i Aust Agder
Grimstad Konserves AS
• Totalt varmebehov i 2011 var
ca. 5,6 GWh.
• Figuren nedenfor viser
estimert fordeling mellom
dagens oljekjel (blå) og
elektrokjel (rød).
Energikonferansen Sør, Grimstad
Muligheter for anvendelse av biogass i Aust Agder
Fjernvarme
Agder Energi Varme AS har fjernvarmenett i Grimstad, Arendal og Risør
Grimstad
• Grimstad Varmesentral ble etablert i 2008 og benytter flis som
grunnlastkilde og elektrisitet/olje som spisslast/backup.
• Et biogassanlegg vil neppe kunne etableres nær varmesentralen
Energikonferansen Sør, Grimstad
Muligheter for anvendelse av biogass i Aust Agder
Gassdistribusjon
• Det er etablert en gassledning for
overføring av deponigass fra Agder
renovasjons deponi i Heftingsdalen inn
til Agder Energi Varme sin varmesentral
i Arendal.
• Ledningen kan tenkes brukt for transport
av rågass eller oppgradert biogass fra et
nytt sentralt biogassanlegg lagt i
Heftingsdalen.
• Vil kunne forsyne eksisterende
varmesentral, og/eller nye brukere av
gass nær ledningstraseen.
Energikonferansen Sør, Grimstad
Muligheter for anvendelse av biogass i Aust Agder
Fjernvarme
Arendal
• I Arendal ble det i 2008 etablert varmesentral i Parkveien basert på
deponigass fra Agder energi.
• Utvidet med ny biokjel for flisfyring.
Energimiks Parkveien 2011
3000
2500
2000
mwh 1500
1000
Bio - MW/h
Gass - MW/h
Olje/el - MW/h
500
0
Energikonferansen Sør, Grimstad
Eksisterende biogassanlegg i Aust-Agder
• Saulekilen i Arendal: Avløpsrenseanlegg med utråtning av slam
• Heftingsdalen deponigassanlegg (Agder Renovasjon)
• To mindre deponigassanlegg (LiBir og RTA)
Mengde biogass, Metaninnhold, Energimengde Utnyttet energi, Andel
Nm3/år
%
, MWh/år
MWh/år
utnyttet Formål
Deponigassanlegg
Agder renovasjon
LiBir
RTA
Sum deponigass
Utråtning slam
Saulekilen
Sum slamutråtning
Sum eks. biogassanlegg
1 133 933
107 000
200 000
1 440 933
45 %
41 %
43 %
5 998
425
843
7 266
4 308
421
4 729
72 % Varme (Agder Energi Varme AS)
0%
50 % Varme
65 %
636 790
636 790
2 077 723
67 %
4155
4 155
11 421
2067
2 067
6 796
50 % Internt/varme
50 %
60 %
Energikonferansen Sør, Grimstad
Anvendelse av deponi- og reaktorbiogass
ved Alfsnes, Island
At the Alfsnes site in Iceland, landfill gas can either
be utilized directly for electrical production or sent to
the biogas upgrading plant where the landfill gas is
upgraded to biomethane, which can used as vehicle
fuel. When landfill gas is used for generating
electricity, a considerable amount of waste heat is
generated. This waste heat can be utilized for district
heating. The plant at Alfsnes is capable of handling
up to 800 m³/h of landfillgas, which corresponds to
450 m³/h of biomethane gas. The energy content is
comparable to 400 l/h of petrol.
Energikonferansen Sør, Grimstad
Konseptløsninger og lokalisering
Sentralanlegg
• Konseptet er basert på ett sentralt anlegg
med kildesortert organisk
husholdningsavfall som hovedsubstrat.
• Anlegget må bygges med nødvendig
forbehandlingsanlegg for å fjerne
fremmedstoffer (glass, metall, plast, steiner
etc.),
• Forbehandlingsanlegget må også bygges
med hygieniseringstrinn.
• Anlegget kan suppleres med mottak av
organisk næringsavfall, gjødsel og/eller
separat linje for avløpsslam for å unngå
bruksrestriksjoner på all bioresten.
Energikonferansen Sør, Grimstad
Konseptløsninger og lokalisering
Gårdsbaserte anlegg
• Gårdsbaserte anlegg håndterer fortrinnsvis husdyrgjødsel,
eventuelt også slamtyper eller våtorganisk avfall som er
forbehandlet til en «bioslurry», inkl. nødvendig
hygienisering.
• Utråtnet biorest forutsettes å spres uavvannet på eget
bruk.
• Evt. kan flere gårdsbruk samarbeider.
• Teknologisk enkle anlegg, uten avansert for- eller
etterbehandlingsutstyr.
• Energibruken bestå i produksjon av el-for eget bruk og
overskudd levering til nettet.
• Biorest forutsettes spredt på eget gårdsbruk.
Energikonferansen Sør, Grimstad
Geografisk fordeling av råstoff
Besetninger med storfe
Besetninger med fjørfe og svin
Energikonferansen Sør, Grimstad
Geografisk fordeling av biogasspotensial fra alle
gjødselslag
• Samlede energitettheten basert på
biogasspotensial fra alle gjødselslag
fordeles geografisk.
• Tyngdepunktet langs kyststripa fra
Lillesand til Tvedestrand illustreres
tydelig.
Energikonferansen Sør, Grimstad
Geografisk fordeling av biogasspotensial fra
våtorganisk avfall
• Energitettheten for våtorganisk
husholdningsavfall gjenspeiler
direkte bosettingsmønsteret
• Tyngdepunkt rundt Arendal og
Grimstad
Energikonferansen Sør, Grimstad
Biogasspotensial fra våtorganisk avfall
• Substrat for et sentralt anlegg med kildesortert organisk
husholdningsavfall som hovedsubstrat, organisk næringsavfall og en
separat linje for avløpsslam og slam fra slamavskillere. gjenspeiler
direkte bosettingsmønsteret.
• Gårdsanlegg kan komme i tillegg.
tonn
Tørrstoff,
våtvekt/år %
Substrat
Tonn TS
MWh/år
Våtorganisk husholdningsavfall Aust-Agder
5 485
30 %
1 646
7 369
Våtorganisk husholdningsavfall Retura for øvrig
6 826
30 %
2 048
7 369
344
27 %
93
400
822
20 %
164
1 267
Slamavskillerslam
2 844
18 %
512
939
Avløpsslam 2)
5 000
22 %
1 100
1 780
21 321
26 %
5 563
19 124
Restauranter/storkjøkken Aust-Agder
Næringsmiddelindustri
SUM
1)
Energikonferansen Sør, Grimstad
Sentralt anlegg
Investering
• Det er bygd få biogassanlegg
basert på organisk avfall i
Norge.
• Investeringsbehov per tonn
behandlingskapasitet fra 2.500
– 8.500 NOK/tonn.
Transport- og lagrinskostnader
Uttransport på 20 km gir en
tilhørende kostnad på 40 NOK/t
35 NOK/t i lagerleie
Driftskostnader
• Med et investeringsnivå på 6.000
NOK/tonn gir et enkelt anslag en årlig
kapitalkostnad på 580 NOK/tonn
(15 års avskrivningstid og 5% rente).
• Basert på at hvert tonn substrat i
konseptanlegget i snitt produserer 890
kWh, utgjør kapitalkostnadene 65
øre/kWh.
• Drifts- og vedlikeholdskostnadene
anslås å utgjøre i størrelsesorden 300
NOK/tonn.
• Total behandlingskostnad, for selve
avfallsbehandlingen ligger da på rundt
880 NOK/tonn
Energikonferansen Sør, Grimstad
Sentralt anlegg
• Total håndteringskostnad for det
organiske avfallet fra levering på anlegg
til ferdig uttransportert biorest blir
dermed rundt 950 NOK/tonn.
Inntekter:
a) Kogenanlegg:
b) Oppgradering til biodrivstoff
c) Investeringstilskudd
Energikonferansen Sør, Grimstad
Sentralt anlegg
Vurdering og konklusjon
• Et sentralt avfallsbasert anlegg vil ha en størrelse som gjør at
oppgradering av produsert biogass til drivstoffkvalitet økonomisk
sett kan være et bedre alternativ enn produksjon av elektrisk kraft
og/eller varme.
• Som klimatiltak vil man erstatte fossilt drivstoff og gi størst gevinst.
• Lokalisering i Heftingsdalen er interessant med tanke på å utnytte
eksisterende gassledning for distribusjon til mer sentralt lokaliserte
brukere.
• Med begrensede tilleggsinvesteringer bør den f. eks. kunne nyttes
til leveranse til Nettbuss på Moland Park.
• Økonomien i et slikt anlegg bæres av behandlingsgebyret på levert
avfall («gate fee»).
Energikonferansen Sør, Grimstad
Sentralt anlegg
Vurdering og konklusjon II
• Dersom vi forutsetter 30% investeringsstøtte, blir
behandlingsgebyr på 460 NOK/tonn (630 NOK/tonn uten støtte)
for alternativet med oppgradering til drivstoff.
• Dette er et nivå som kan være interessant i forhold til
eksisterende behandling lokalt.
• Leveringsgebyr for kildesortert våtorganisk avfall fra husholdning
er i dag rundt 800 NOK/tonn og avvannet slam rundt 1000
NOK/tonn hos Agder renovasjon.
Husk:
Beregninger bygger på mange forutsetninger og må gjøres mer
detaljert for konkrete anlegg.
Energikonferansen Sør, Grimstad
Takk for oppmerksomheten !