Transcript tilgjengelighet - Gasskonferansen

5/30/2012
Råstoffer - tilgjengelighet
Foredrag på Gasskonferansen i Bergen
24. mai 2012
Hanne Lerche Raadal, Østfoldforskning
Østfoldforskning
• Holder til i Fredrikstad
• Etablert 1. mars 1988 som privat FoUstiftelse -> forskningsselskap fra 1.7.07
• Ca 20 forskerårsverk, omsetning 22 mill.
Metodikk, produkter og bransjer
• Livsløpsanalyser av verdikjeder med fokus på miljø, funksjonalitet og økonomi
 Miljøanalyser og dokumentasjon av produkt og tjenester som grunnlag for
strategiutvikling, innovasjon og forbedring.
• Sentrale bransjer og samfunnssektorer:
•
Emballasje og næringsmiddel
•
Avfallshåndtering
•
Energiproduksjon og energibruk
•
Bygg og byggematerialer
•
Tjenesteproduksjon
1
5/30/2012
Prosjekteksempler
Electricity
to grid
• Klimaregnskap og energiplanlegging
• LCA og EPD (miljødeklarasjoner) av
byggematerialer
• LCA og hele byggekonstruksjoner
• Klimaregnskap for avfall og gjødsel Netto
klimanytte ved ulik utnyttelse av gjødsel/avfall.
• Energihandel & Miljø 2020 Miljødokumentasjon
av elektrisitet, systemer og effekter av handel med
miljøattributter
• LCA av gasskraft med og uten CCS – Statoil
Sammenligne miljømessige effekter av gasskraftscenarier med/uten karbonfangst og lagring.
• LCA av bioenergi – NVE Miljøbelastning ved
kraft-varmeproduksjon – bioenergi fra ulike
råstoffkilder og anleggstyper/–størrelser.
• Livsløpsanalyse av produkt fra bioraffineri –
Borregaard Miljøegenskaper ved produksjon av
cellulose, etanol, lignin og vanillin.
Electricity
MEA
Exhaust.
CO2
Hazardous waste
Gas production Gas transport:
offshore
Haltenpipe
at Heidrun
Biofuel
production
Emissions of
NO 2, MEA,
NH3 and
CO 2
Steam (CCS-3)
Gas
terminal
Electricity
production at CCGT
Tjeldbergodden
Gas (CCS-1)
Biof uel (CCS-2)
Transport
Post-combustion
CO2 capture plant
Compression
Injection
and pipeline
and storage
transport of CO2
of CO2
Steam
Exhaust
Steam production
(boiler)
Biogass
• Produseres når biomasse brytes ned under anaerobe
forhold.
• Består i hovedsak av metan (CH4), CO2 og vanndamp.
• Energiholdig gass (CH4) som kan utnyttes til ulike formål:
– Varme- og/eller elproduksjon
– Drivstoff
• Krever oppgradering til min 96% metan (fjerne CO2 og
vanndamp)
• ”Oppfører seg” som naturgass – CH4
– Men: ulikt opphav
• Naturgass: fossilt opphav
• Biogass: biologisk opphav (tilhører det naturlige kretsløpet)
2
5/30/2012
Biogass som drivstoff – en ”aktør i biodrivstoffmarkedet”
1. generasjons biodrivstoff (fett- og karbohydratrike råvarer)
• Biodiesel: basert på planteoljer som raps, soya, m.m eller dyrefett som
fiskeavfall, frityrfett (B5, B100)
• Bioetanol: basert på ’frukten’ i karbohydratrike planter som sukkerrør,
hvete, mais (E5, E85)
• Biogass: oppstår ved forråtnelse av biologisk materiale uten
oksygentilførsel – må oppgraderes til min 96% CH4 for drivstofformål
2. generasjons biodrivstoff (fra biomasse)
• Etanol – fra tømmer, papir/rivningsvirke
– Norge: Borregaard, bioetanol fra tømmer
• Syntetisk biodiesel (BTL) – fra tømmer, flis
– Freiberg,Tyskland: Kommersielt demoanlegg BTL-produksjon basert på
gassifisering av flis, i drift i 2010
• Biometan fra trevirke (Gøteborg Energi)
Biogass som drivstoff - miljømessig bra?
For å kunne vurdere dette er livsløpsperspektivet viktig!
Eksempel livsløp for biodrivstoff
3
5/30/2012
Globale miljøpåvirkninger/klimagassutslipp
- utvalgte drivstoff
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Bensin
E5 salix
E5 hvete
E85 salix
E85 hvete
2.gen bioetanol
Diesel:
B5 (RME):
RME:
2.gen biodiesel
• Naturgass
• Propan
• Biogass*
• Biogass**
Konvensjonell bensin
Blanding av bensin (95%) og etanol basert på salix (5%)
Blanding av bensin (95%) og etanol basert på hvete (5%)
Blanding av bensin (15%) og etanol basert på salix (85%)
Blanding av bensin (15%) og etanol basert på hvete (85%)
2.generasjons bioeteanol produsert ved Borregaard, Sarpsborg
Konvensjonell diesel
Blanding av diesel (95%) og biodiesel basert på raps (5%)
Biodiesel basert på raps (100%)
Syntetisk biodiesel / 2.generasjons biodiesel basert på biomasse (cellulose),
data fra pilotanlegg i Tyskland (2007/08)
Komprimert naturgass
Propangass
Biogass frå avfall, oppgradert ved bruk av vannskrubbing/PSA (2% CH4-tap)
(Pressure Swing Absorption)
Biogass frå avfall, oppgradert ved bruk av LP COOAB (0,5% CH4-tap)
(Low Pressure Chemical Absorption Process)
Globale miljøpåvirkninger/klimagassutslipp
(CO2, CH4, N2O, CF4, C2F6 m.fl.)
Bensinmotor
Drivhusgassutslipp, lette kjøretøy
Basert på litteraturdata. Infrastruktur veg/kjøretøy er ikke inkludert
Dieselmotor
Gassmotor
250
Forbrenning i motor
Produksjon drivstoff
200
g/km
150
100
50
0
* Forbrenning i motor er basert på anslag,
ikke målinger. Infrastruktur i
produksjonsanlegg er inkludert.
2% og 0,5%
CH4-tap
4
5/30/2012
Biogass også best ift lokale miljøpåvirkninger:
Sammenligning av livsløpsprofil for et utvalg biodrivstoff og konvensjonelle
fossile drivstoff (Kilde: ’E6 som biogassvei fra Göteborg til Oslo’,
Østfoldforskning, rapport OR 03.09 (Raadal, Morken og Lileng))
Støy
Hva er de viktigste energiressursene for
produksjon av biogass?
• Avfallsressurser
–
–
–
–
–
Matavfall
Industriavfall
Gjødsel
Deponi
Slam fra avløpsrenseanlegg
• Også mulig å produsere biogass fra trevirke
– Gøteborg Energi: GoBiGas biogass prosjekt - produserer
biometan ved termisk gassifisering av skogsprodukter
• http://www.goteborgenergi.se/English/Projects/GoBiGas__Gothen
burg_Biomass_Gasification_Project
5
5/30/2012
Energipotensialet fra avfallsressurser til biogass
Fordeling av teoretisk energipotensial mellom
ulike biogassressurser i Norge
Teoretisk potensial for
produksjon av biogass: ca
5,5 TWh per år (14% av totalt
drivstofforbruk i Noreg).
Produksjon: < 500 GWh
= ca 9% av totalt teoretisk
potensial.
Avløpsslam
5%
Deponier
5%
Husholdninger
7%
Storhusholdninger
4%
Handel
1%
Industri
23 %
Husdyrgjødsel
45 %
Halm
10 %
Kilder: E6 som biogassvei fra Gøteborg til Oslo (2009), Potensialstudie for biogass i
Norge (2008).
Teoretisk biogasspotensial – fylkesvis fordeling
700
600
500
Halm og industri er
ikke fordelt på fylker
GWh
400
Deponier
300
Avløpsslam
200
Husdyrgjødsel
Handel
100
0
Storhusholdninger
Husholdninger
6
5/30/2012
Utvikling i mengder og prosent våtorganisk avfall
(Data fra SSB-databank)
Prosent våtorganisk avfall husholdninger
Våtorganisk avfall per innbygger husholdninger
140,0
120,0
100,0
80,0
60,0
40,0
20,0
0,0
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
Potensialet for våtorganisk avfall innsamlet fra
husholdningene i Østfold – mye å forbedre!
Totalt mengde våtorganisk avfall i Østfold 2006
30000
Totalt antall tonn våtorganisk avfall
25000
20000
Moss
15000
Halden
Nedre Glomma
Indre Østfold
10000
5000
0
Teoretisk mengde
Faktisk innsamlet
Potensiale ut fra best i Potensiale ut fra best i
Østfold
landet
7
5/30/2012
Ressursgrunnlaget av gjødsel i ulike regioner
Mjølkeku
Ammeku
Øvrig storfe
Purker/avlssvin
Slaktesvin
250000
Tonn gjødsel per år
200000
150000
100000
50000
0
Indre Østfold
Nedre Glomma
Halden
Moss
• Inkluderer melkeku, ammeku, øvrige storfe, avlssvin/purker og slaktesvin
• Indre Østfold, Nedre Glomma og Halden har størst potensial
Samlet energipotensial i ressurser fra avfall og
gjødsel til biogassproduksjon
Biogasspotensialet fra avfall
Biogasspotensialet fra gjødsel
140
120
GWh per år
100
80
60
40
20
0
Indre Østfold
Nedre Glomma
Halden
Moss
Totalt
8
5/30/2012
Hvor finnes biogassressursene?
• Resultater fra GIS-analyser Vestfold
– Ressurskart over tilgjengelig teoretisk
energimengde for matavfall og gjødsel i
Vestfold
– Ressurskart over tilgjengelig spredearealer i
Vestfold
– Kart over tilgjengelig potensiell
energimengde for gjødsel innenfor 10, 20 og
30 km kjørelengde fra planlagt beliggenhet til
biogassanlegg.
– Kart over tilgjengelig potensielt spredeareal
innenfor 10, 20 og 30 km kjørelengde fra
planlagt beliggenhet til biogassanlegg.
– Tabell: tilgjengelig energimengde gjødsel og
spredeareal innenfor 10, 20 og 30 km
kjørelengde fra planlagt beliggenhet til
biogassanlegg.
Tilgang på biogassressurser i Vestfold fra gjødsel
• Mørkegrønne plott:
Fordeling av gjødselressurser i Vestfold
• Lysegrønne plott:
Planlagt anlegg og
omlastingsstasjon for
matavfall
9
5/30/2012
Tilgang på spredeareal for biorest i Vestfold
Biogass-ressurser innenfor ulike
geografiske avstander fra planlagt anlegg
• Mengder innenfor
– Gult 10 km avstand
– Orange 20 km avstand
– Rødt 30 km avstand
10
5/30/2012
Spredeareal innenfor ulike geografiske
avstander fra planlagt anlegg
Resultatene i tabellarisk form – viser at
planlagt lokalisering gir høy dekningsgrad
Teoretisk
energimengde
Avstand fra anlegg
gjødsel innenfor
(km)
kjøreavstand (kWh)
10
2 165 487
20
6 422 495
30
1 987 732
Totalt
10 575 714
Totalt i Vestfold
12 834 096
Prosentandel
teoretisk
energimengde
nådd
17 %
50 %
15 %
82 %
Ledig spredeareal
innenfor
kjøreavstand
(dekar)
32 520
103 812
68 070
204 402
319 869
Prosentandel
spredeareale
nådd innenfor
kjøreavstand
10 %
32 %
21 %
64 %
11
5/30/2012
Biogassmodell oppbygging
• Kartlegging av utslipp og
aktiviteter i hver fase for hvert
substrat
• Oppretting av parametere og
fastsetting av basisverdier
• Både økonomi og miljø
Uttesting av modellen i Vestfold og Østfold
Netto klimanytte for ulike scenarioer (matavfall og gjødsel)
Østfold
Biogassalternativer
12
5/30/2012
Uttesting av modellen i Vestfold og Østfold
Netto klimanytte for ulike scenarioer (matavfall og gjødsel)
Vestfold
Biogassalternativer
Klimagassutslipp ved produksjon av og behandling av
matsvinn i Norge – det er 10 ganger bedre å forebygge!
Klimagassutslipp fra matavfall i Norge
600000
536160
Tonn klimagassutslipp per år
500000
400000
300000
200000
100000
4356,3
0
-53616
-100000
Klimagassutslipp fra produksjon av Klimagassutslipp fra behandling av
mat
matavfall i dag
Klimagassutslipp med
biogassproduksjon fra matavfall
(erstatter diesel til kjøretøy)
13
5/30/2012
Oppsummering og konklusjoner
• Biogass er det mest miljøvennlige drivstoffet i dagens
marked.
– I tillegg til klimanytte: Store lokale miljø-/helseforbedringer –
tettbebygde områder bør prioriteres
• Verdikjedemodell utviklet for vurdering av klimanytte og
økonomi ved produksjon av biogass
• Nasjonale ressurskart bør suppleres med regionale
potensialanalyser for å få frem praktisk tilgjengelig
potensial som grunnlag for dimensjonering og lokalisering
av anlegg.
Takk for oppmerksomheten!
14